Przegląd przekształtników do zasilania silników reluktancyjnych

mostek asymetryczny [1]

Układ mostka asymetrycznego jest jednym z najpopularniejszych przekształtników używanych do zasilania pasm fazowych SRM. Jego konstrukcja umożliwia osiągnięcie trzech stanów pracy opisanych w tabeli 1.

Załączenie tranzystorów T1 oraz T2 powoduje przepływ prądu w poprzez uzwojenie silnika. Jeżeli zaistnieje potrzeba regulacji stałej wartości prądu, to wystarczy zgodnie z zadaną histerezą regulacji cyklicznie załączać i wyłączać tylko jeden z tranzystorów.

Prąd zanika w oczku T2, L, D2, ewentualnie T1, L, D1, stan ten określa się jako wolne zanikanie prądu (ang. Freewheeling). Wyłączenie prądu polega na jednoczesnym wyłączeniu tranzystorów T1 oraz T2. Powoduje to włączenie uzwojenia odwrotnie do napięcia zasilającego, powodując szybkie zanikanie prądu do wartości zerowej.

przekształtnik C-DUMP [2]

Podczas wyłączania lub regulacji prądów w uzwojeniach silnika następuje ładowanie kondensatora Cd. Wartość napięcia na tym kondensatorze wpływa na szybkość zanikania prądów w pasmach fazowych silnika. Taka zdolność układu jest szczególnie przydatna podczas pracy układu napędowego. Regulując za pomocą tranzystora Tr napięcie na kondensatorze Cd możliwe jest uzyskanie szerokiego zakresu zmian prędkości obrotowej silnika.

przekształtnik R-DUMP [2]

Przekształtnik R-DUMP jest uproszczoną odmianą układu C-DUMP. Umożliwia on załączanie prądów w uzwojeniach silnika, a podczas ich wyłączania lub regulacji następuje doładowanie kondensatora CG. Napięcie na CG reguluje szybkość zanikania prądów w pasmach fazowych silnika, identycznie jak w układzie C-DUMP. Jeżeli napięcie na CG przewyższa napięcie zasilania Vdc, to energia z kondensatora CG przepływa do źródła poprzez rezystor R.

Wartość napięcia, do jakiego ładuje się CG, zależy od liczby przełączeń tranzystorów pojawiających się podczas pracy układu oraz od wartości rezystora R. Przekształtnik ten umożliwia pracę napędu tylko w określonym punkcie pracy, w którym energia ładująca i rozładowująca CG powodują utrzymanie stałego napięcia na CG. Oczywiście podczas pracy napędu będzie ono oscylować w okolicy pewnej wartości, jednakże istotna jest średnia wartość tego napięcia.

przekształtnik bifilarny [3]

Przekształtnik bifilarny zawiera jeden tranzystor i jedną diodę na uzwojenie. Składa się on z dwóch części traktowanych jako uzwojenie pierwotne i wtórne, które są nawinięte przeciwnie względem siebie. Załączenie prądu następuje przez załączenie tranzystora T1. Podczas wyłączenia prądu pasma fazowego zostaje zaindukowane napięcie w uzwojeniu wtórnym.

Sprzężenie magnetyczne pomiędzy pasmami fazowymi umożliwia rozładowanie energii magnetycznej skumulowanej w uzwojeniu i zanik prądu pasma. Zasadniczą wadą tego typu układu jest potrzeba zastosowania drugiego uzwojenia, które zwiększa koszty wytwarzania maszyny, powiększa jej gabaryty i redukuje gęstość mocy przekazywaną w uzwojeniu.