В соответствии с принципиальной схемой составляем схему замещения, которая представлена на рисунке 5.1 /2/.
- среднее напряжение на выходе выпрямленного моста при разомкнутой цепи постоянного тока и скольжении S=1;
- число фаз выпрямителя; для трёхфазной мостовой схемы т=6;
- индуктивное сопротивление фазы статора приведённое к цепи ротора;
- индуктивное сопротивление ротора;
- активное сопротивление фазы статора, приведённое к ротору. Коэффициент 2 учитывает то, что в каждый межкоммутационный период ток протекает по двум фазам;
- скольжение асинхронного двигателя;
- активное сопротивление фазы ротора. Коэффициент 2 учитывает то, что в каждый межкоммутационный период ток протекает по двум фазам ротора;
- суммарное падение напряжения в вентилях при прохождении прямого тока;
- активное сопротивление сглаживающего дросселя;
- индуктивное сопротивление сглаживающего дросселя;
- добавочное активное сопротивление в цепи ротора;
- выпрямленный ток, А.
Рисунок 5.1 – Схема замещения цепей ротора
Индуктивное сопротивление фазы статора приведённое к цепи ротора:
где 
- коэффициент трансформации напряжения асинхронного двигателя.
Активное сопротивление статора приведённое к цепи ротора:
Индуктивность одной фазы двигателя:
, Гн
где 
- угловая частота напряжения сети, с-1.
Индуктивность цепи ротора:
Индуктивность сглаживающего дросселя:
Эквивалентное сопротивление роторной цепи:
Рассчитываем эквивалентное сопротивление роторной цепи для 
и 
:
при 
, 
, 
Ом:
при 
, 
, 
Ом:
Принципиальная схема широтно-импульсного регулятора представлена на рисунке 5.2. Она состоит из задатчика интенсивности ЗИ, собранного на операционных усилителях DA 1, DA 2, DA 3 и обеспечивает формирование задающего сигнала с определённой интенсивностью. Данный сигнал поступает на девятый вход регулятора скорости, на этот же вход поступает отрицательная обратная связь по скорости. Регулятор скорости РС представляет собой П-регулятор, собранный на операционном усилителе DA 4. сигнал с выхода регулятора скорости поступает на девятый вход регулятора тока РТ, на этот же вход поступает отрицательная обратная связь по току. Регулятор тока представляет собой ПИ-регулятор и собран на операционном усилителе DA 5. на выходе регулятора тока формируется сигнал управления Uу, который поступает на третий вход компаратора собранного на основе операционного усилителя DA 6, на этот же вход поступает последовательность пилообразных напряжений с частотой 400 Гц, формируемая генератором пилообразных напряжений ГПН, собранного на операционных усилителях DA 7, DA 8, DA 9. Частота генератора пилообразных напряжений задаётся величиной напряжения, снимаемого с потенциометра.
На тринадцатом выходе компаратора DA 6 формируется сигнал прямоугольной формы длительностью tu, рисунок 5.3. Данная последовательность импульсов поступает на второй вход схемы совпадения на элементе DD 12 и далее на усилитель мощности.
Прохождение последовательности прямоугольных импульсов через DD 12 возможно, если на входе 1 «дежурит» логическая единица. Введение схемы совпадения позволяет обеспечить прерывание последовательности управляющих прямоугольных импульсов в случае больших (аварийных) токов роторной цепи асинхронного двигателя. Для этого введена схема защиты, собранная на операционных усилителях DA 10 (компаратор) и DA 11 (RS-триггер). В случае формирования датчиком тока сигнала, поступающего на третий вход DA 10 больше напряжения U0n (при коротком замыкании) на тринадцатом выходе формируется сигнал и поступает на RS-триггер, на втором выходе которого формируется логический ноль. В результате чего DD 12 не пропускает последовательность управляющих импульсов. Триггер DA 11 обеспечивает срабатывание защиты при любом одноразовом сигнале о коротком замыкании, и после его исчезновении для запуска схемы необходимо возвратить её в исходное положение путём нажатия кнопки. Усилитель мощности обеспечивает усиление мощности управляющих сигналов и развязку силовой схемы и схемы управления и сборки на транзисторах VT 1 и VT 2. Ключ собран также на транзисторе VT 3.
Рисунок 5.2 – Принципиальная схема ШИР
Для согласования падения напряжения на шунте с регулятором тока применяем датчик тока ДТ – 3АИ /11/, рисунок 5.4.
Входной сигнал датчика тока с делителя R 1 – R 3 поступает да двухполупериодный модулятор М. Коммутация входного сигнала с частотой генератора тактовых импульсов осуществляется в модуляторе двумя двухтранзисторными ключами D 1 и D 3. В состав датчика тока входит усилитель напряжения переменного тока, усиливающий выходной сигнал модулятора, так как имеет низкий выходной сигнал (номинально 75 мВ), снимаемый с шунта, и характеризуется большим коэффициентом усиления по напряжению. Вторичная обмотка трансформатора Т 2 подключена к входному резистору R 12 усилителя DA 1, а выходной сигнал DA 1 включён по схеме усиления по неинвертируемому входу и с отрицательной обратной связью, формирующей необходимое стабильное переданного коэффициента с помощью цепей С 7 – R 20, С 5 – R 14 – R 5. Усилители DA 1 и DA 2 имеют ряд дополнительных цепей С 4, С 21, С 14 – С 19, выполняющих корректирующие функции.
Генератор тактовых импульсов собранный по схеме мультивибратора с перекрёстными положительными обратными связями образованными RC цепочками R 4 – С 1 и R 9 – С 3.
Питание на схему подаётся от источника постоянного напряжения через фильтр R 7 – С 2. Начальное условие работы генератора обеспечивается подачей положительного напряжения через резистор R 2 на базу одного из транзисторов. Необходимая часть колебаний (30 – 40 кГц) определяется постоянными времени цепей обратных связей и индуктивностью трансформатора Т 1. Диоды VD 1 и VD 2 ограничивают обратные напряжения эмитерно-базовых переходов.
Рисунок 5.3 – Схема датчика тока типа ДТ-3АИ