Курсовая работа: Расчет управляемого преобразователя, предназначенного для плавного регулирования напряжения на тяговом двигателе

Целью работы является проектирование управляемого преобразователя, который обеспечит плавное регулирование напряжения на тяговом двигателе с заданными характеристиками. Преобразователь должен быть способен эффективно изменять выходное напряжение в зависимости от требований нагрузки, что особенно важно для индукционных и постоянных двигателей, применяемых в электрическом транспорте.

Для достижения необходимой производительности был выбран принцип широтно-импульсной модуляции (ШИМ), который позволяет создать высокий уровень управляемости и увеличить эффективность преобразования энергии. Это достигается за счёт изменения длительности импульсов при фиксированном периоде, что позволяет регулировать среднее значение выходного напряжения.

В процессе проектирования особое внимание уделено выбору ключевых элементов схемы, таких как транзисторы и диоды, которые должны соответствовать требованиям по мощности и устойчивости к перегреву. Также были рассмотрены различные методы защиты устройства от перегрузок и коротких замыканий, что увеличивает надежность работы преобразователя.

Комплексный анализ схемы управления включает в себя выбор топологии, позволяющей оптимизировать по эффективности и минимизировать потери, а также расчет режимов работы с целью достижения стабильности выходного напряжения при различных режимах нагрузки. Проведены расчёты для определения ключевых параметров, таких как коэффициент полезного действия, зависимость выходного напряжения от нагрузки и времени отклика.

Для проверки проектируемого решения было проведено моделирование работы преобразователя в среде MATLAB/Simulink. Полученные результаты показали высокую точность и быстроту реагирования системы на изменения входных сигналов, что подтверждает правильность выбранной конструкции. результирующий преобразователь способен обеспечивать надежное и стабильное питание для тягового двигателя в диапазоне напряжения, обеспечивая его эффективную работу в различных режимах.