Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Потери в IGBT в проводящем состоянии






где I = Ic max /k1 – максимальная амплитуда тока на входе инвертора, A;

D = tр/T ≈ 0,95 – максимальная скважность;

cosθ ≈ cosφ – коэффициент мощности;

Uce – прямое падение напряжения на IGBT в насыщенном состоянии при I и Тj = 125°С (типовое значение Uce = 2,1–2,2 В).

= =91,8 В; D=0,95; =2,1; =0,9.

=98,1∙2,1∙ ( 0,9)= 41,5Вт.

Потери IGBT при коммутации

где tс(on), tс(off) – продолжительность переходных процессов по цепи коллектора IGBT на открывание tс(on) и закрывание tс(off) транзистора, с (типовое значение tс(on) = 0,3–0,4 мкс; tс(off) = 0,6–0,7 мкс);

Uсс – напряжение на коллекторе IGBT, В (коммутируемое напряжение, равное напряжению звена постоянного тока для системы АИН–ШИМ);

fsw – частота коммутаций ключей, Гц (частота ШИМ), обычно от 5000 до 15 000 Гц.

tс(on) =120 нс; tс(off) =300 нс ; fsw =10000 Гц

 


= = = 0,17 Вт.

Суммарные потери IGBT

PQ = PSS + PSW.

= 41,5+0,17= 41,67 Вт.

Потери диода в проводящем состоянии

где IерI – максимальная амплитуда тока через обратный диод, А;

Uе – прямое падение напряжения на диоде (в проводящем состоянии) при Iер, В.

=91,8∙2,1∙ ( + 0,9)= 192,78∙0,21= 40,48 Вт.

Потери при восстановлении запирающих свойств диода

PDR = (Irr Ucc trr fsw)

где Irr – амплитуда обратного тока через диод, А (IrrIср);

trr – продолжительность импульса обратного тока, с (типовое значение 0,2 мкc).

= 0,125∙(91,8∙2,1∙110 10000) = 0,026 Вт.

Суммарные потери диода


PD = PDS + PDR.

= 40,48+0,026= 40,5 Вт.

Результирующие потери в IGBT с обратным диодом

PT = PQ + PD = PSS + PSW + PDS + PDR .

=41,67+40,5= 82,17 Вт.

Найденные результирующие потери являются основой для теплового расчета инвертора, в ходе которого определяются тип и геометрические размеры необходимого охладителя, а также проверяется тепловой режим работы кристаллов IGBT и обратного диода.

 

Тепловой расчет инвертора.

1)Максимально допустимое переходное сопротивление (охладитель – окружающая) среда Rth(f-a), °С/Вт, в расчете на пару IGBT/FWD (транзистор/обратный диод)

где Та = 45–50°С – температура охлаждающего воздуха;

Тс = 90–110°С – температура теплопроводящей пластины;

РT – суммарная мощность, Вт, рассеиваемая одной парой IGBT/FWD;

Rth(c-f) – термическое переходное сопротивление корпус–поверхность теплопроводящей пластины модуля в расчете на одну пару IGBT/FWD, °С/Вт.


– 0,2= 0,46 °С/Вт.

2)Температура кристалла IGBT, °С, определяется по формуле:

Tja = Tc + PQ Rth(j-c)q,

где Rth(j-c)q – термическое переходное сопротивление кристалл–корпус для IGBT части модуля, °С/Вт. При этом должно выполняться условие Tja < 125°С.

=100+41,68∙0,21= 108,75 °С.

3)Температура кристалла обратного диода FWD, °С,

Tjd = Tc + PDRth(j-c)d ,

где Rth(j-c)d – термическое переходное сопротивление кристалл–корпус для FWD части модуля, °С/Вт.

Должно выполняться условие Тjd < 125°С.

Если Тjd ≥ 125°С или опасно приближается к этой максимально допустимой температуре кристалла, то нужно улучшить теплоотдачу за счет использования охладителя с меньшим значением сопротивления Rth(f-a), т.е. задавшись меньшей температурой корпуса Тс.

= 100+40,5∙0,47= 119,03 °С

 

Расчет выпрямителя.

Среднее выпрямленное напряжение

Ud = kc.н Uл,

где kc.н – коэффициент схемы для номинальной нагрузки;


kc.н = 1,35 – для мостовой трехфазной схемы;

kc.н = 0,9 – для мостовой однофазной схемы.

= 1,35∙380 = 513 В.

 

Максимальное значение среднего выпрямленного тока

где n – количество пар IGBT/FWD в инверторе.

= = 108,124 A.

Максимальный рабочий ток диода

Iνm = kcc Idm,

где ксс 1,045 для мостовой трехфазной схемы при оптимальных параметрах Г-образного LC -фильтра, установленного на выходе выпрямителя;

ксс = 1,57 – для мостовой однофазной схемы.

Iνm= 1,045∙108,124= 112,98 A.

 

Максимальное обратное напряжение диода (для мостовых схем)

Uvm = kзн√2Uлkснkc + Δ Un,


где кс 1,1 – коэффициент допустимого повышения напряжения сети;
кзн > 1,15 – коэффициент запаса по напряжению;

Δ Un = 100–150 В – запас на коммутационные выбросы напряжения в звене постоянного тока.

Диоды выбираются по постоянному рабочему току (не менее Ivm)и по классу напряжения (не менее Uvm /100).

Uvm =1,15∙1,4∙380∙1,35∙1,1+125= 1033,52 B.

По справочнику выбираем диодный модуль типа CM150DY-12H.

Таблица 2

Средний прямой ток Iпр.ср., А  
Ударный прямой ток Iпр.уд., кА 5,5
Повторяющийся импульс обратного напряжения Uобр.max, В 300-1600
Постоянное обратное напряжение Uобр., В 225-1200

 

Повторяющийся импульс обратного напряжения , ≤ 1200 В.







Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.