Датчик ЭДС на основе вычислительной процедуры. Характеристика управления.

Технические требования к датчикам тока. Датчик тока якоря на основе трансформатора тока в системе управляемый выпрямитель – двигатель постоянного тока. Характеристика управления. Выбор трансформатора тока.

ДТ предназначен для получения информации о величине и направлении тока двигателя.

К ДТ предъявляются следующие требования:

· линейность характеристики управления (0.1 Iн …0.5 Iн) не менее 0.9;

· наличие гальванической развязки силовой цепи от цепи управления;

· высокое быстродействие;

Коэффициент трансформации ТТ: ; I_2ТТ = 5 А

Однофазная схема ДТ на основе ТТ:

ТТ выбирается по первичному току I_1ТТн из следующего соотношения: I_1ТТн ≥ I_ян

Трёхфазная схема ДТ на основе ТТ:

ТТ выбирается по первичному току I_1ТТн из следующего соотношения:
 ;

Характеристика управления – зависимость выходного напряжения от тока якоря.

В трансформаторном ДТ с изменением направления тока якоря, полярность выходного напряжения U_дт не изменяется. Для получения информации о направлении тока в схеме ДТ нужно использовать операционный усилитель с изменяемым коэффициентом усиления с +1 на -1

Датчик тока на основе элемента Холла. Характеристика управления.

В современных системах электропривода широкое распространение получили датчик тока на основе элемента Холла. ЭХ выполняется в виде тонкой пластинки или плёнки из п\п материала.

Если поместить элемент Холла перпендикулярно силовым линиям индукции, то при протекании через грани пластинки тока I, на двух других гранях наводится эдс Холла, которую можно определить по формуле:

Кх – конструктивный коэффициент;

В – индукция магнитного поля;

Т.о., Ехпропорциональна величине магнитной индукции поля при постоянных Кх и I.

Датчик тока на основе элемента Холла:

1 – магнитопровод;

2 – ЭХ;

3 – усилитель;

4 –виток первичной обмотки;

При протекании измеряемого тока i по витку 4 в магнитопроводе наводится магнитный поток
Ф ~ i. В ЭХ возникает эдс Холла. Т.к. В ~ i, то

При  ех ~ i

Характеристика управления ДТ на основе ЭХ:

Датчик ЭДС на основе вычислительной процедуры. Характеристика управления.

Принцип действия датчика эдс основан на вычислении эдс Ея по известному уравнению якорной цепи:

Для получения сигнала эдс по заданному выражению необходимо получить произведение  (путём усиления), получить произведение  и осуществить алгебраическое сложение трёх слагаемых.

Схемотехническая реализация данного устройства затруднена из-за необходимости осуществления операций дифференцирования тока, т.к. вместе с током усиливается и сигнал помехи. Поэтому поступают следующим образом:

Выполняется преобразование Лапласа: , где

По операторному уравнению составляется структурная схема:

В соответствии с данной структурой составим функциональную схему данного устройства:

Напряжение с якоря двигателя подаётся на фильтр с постоянной времени

DA1 включён в режиме повторителя напряжения (буферный усилитель)

Данная схема обладает высоким входным и низким выходным сопротивлениями. Для измерения тока используется обмотка сглаживающего дросселя L12.

R5 надо выбрать таким, чтобы в режиме холостого хода двигателя при номинальном напряжении на якоре Uдэ ≤ 10 В.

При настройке датчика необходимо добиться, чтобы при скорости якоря =0 и токе отличном от 0 напряжение на выходе ДТ = 0