Емкость конденсаторов, необходимая для протекания реактивного тока нагрузки инвертора, находится из выражения

где I_sm1 – амплитудное значение тока в фазе двигателя, А;

φ₁ – угол сдвига между первой гармоникой фазного напряжения и фазного тока (φ1 = g/2 = 570/2 = 28,50, где g - угол коммутации неуправляемого выпрямителя);

q₁ – коэффициент пульсаций;

f_sw – частота ШИМ, Гц.

5)После выбора типа фильтра (LC или С) рассчитывается емкость конденсаторов C₀₁ или С₀₂ и сравнивается с емкостью С₀₃, рассчитанной по формуле:

Для практической реализации фильтра используют конденсаторы с наибольшим значением емкости С_0i (i = 1, 2 или 3).

Зависимость К_м =f(L ₀ /L _0min ) для трехфазного выпрямителя

6)Амплитуда тока, протекающего через конденсаторы фильтра на частоте пульсаций выпрямленного тока (по первой гармонике):

где = /S = 0,057/10 = 0,0057 - коэффициент пульсаций на выходе фильтра.

= 0,0057∙513∙2∙3,14∙6∙50∙5200∙10-6 = 28,6 А

В зависимости от значения и амплитуды тока формируется батарея конденсаторов с емкостью = 5 200 мкФ и более, допустимым по

амплитуде током = 28,6 А и более и напряжением 800 В и более для трехфазной мостовой схемы.

Используем конденсаторы типа КС2 – 0,38 – 36 - 3У3 с номинальными параметрами: = 380 В, = 800 мкФ, Q = 36 квар.

Для получения емкости = 5 200 мкФ собираем батарею из 13 пар конденсаторов, соединенных между собой параллельно. В каждой паре по 2 последовательно соединенных конденсатора для увеличения напряжения.

Расчет снаббера (демпфирующей цепи).

Так как IGBT коммутируются с высокой скоростью, то напряжение быстро возрастает, особенно при запирании транзистора, и может достигнуть критического значения, способного вызвать пробой либо коллектора, либо затвора транзистора. Чтобы минимизировать превышение напряжения (перенапряжение) и предотвратить аварию IGBT, требуется установка снаббера (демпфирующей цепи). Выбираем следующую схему снаббера, обладающую особенностями: а) малое число элементов, б) низкие потери мощности.

Схема цепей снаббера.

1) Емкость конденсатора снаббера определяется напряжением второго броска ΔU΄, который не должен превышать 25 В. Выражение для расчета емкости представляется в виде:

С ≈ ∙( / U΄)2

где – индуктивность проводов между электролитическим конденсатором и IGBT-модулем (значение должно быть 50 нГн или менее);

= = 119,4 A – отключаемый ток.

С ≈ 50∙10-9∙(119,4/25)2 = 1,5 мкФ

Выбираем для снаббера конденсатор с хорошими высокочастотными характеристиками, малой собственной индуктивностью, высокими импульсными токами и малым тангенсом угла потерь типа К78 – 2 емкостью С = 1,5 мкФ.

2) Выбор сопротивления резистора производится из условия минимума колебаний тока коллектора при включении IGBT:

где – индуктивность цепей снаббера, Гн (10 нГн или менее);

С – емкость снаббера, Ф.

3) Требуемая мощность резистора снаббера:

Р = 0,5∙С∙ U2∙fsw,

где ΔU – перенапряжение, В, которое не должно превышать 60 В.

Р = 0,5∙1,5∙10-6∙602∙104 = 25,7 Вт

Выбираем для снаббера резистор штампованный ленточный типа ЛФ10 с номинальным сопротивлением при

t = 20 С;

R = 0,2 Ом;

и продолжительным допустимым током = 140 А.

4) Действительная мощность резистора снаббера:

Р = 2∙R = 140∙2∙0,2 = 3920 Вт

Ток, протекающий через диод снаббера, импульсный. Он почти равен отключаемому току коллектора и длится до 1 мкс. Отношение максимума тока через снаббер к среднему около (20 - 50):1, диод должен быть высокочастотным со временем восстановления запирающих свойств = 0,3 мкс и менее.

Выбираем быстро-восстанавливающийся диод типа ВЧ – 160.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В ходе проведенной работы мы познакомились с частотным преобразователем и научились выбирать IGBT модули, диоды, рассчитывать различные потери, фильтры, выпрямители и снабберы, а также подбирать радиаторную решетку под необходимые нам характеристики.

Частотный преобразователь с широтно-импульсной модуляцией:

Таблица 4

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Электротехнический справочник: В 4-х т. Т.4 / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. - М.: Изд-во МЭИ, 2002.

2. Электротехнический справочник: В 4-х т. Т.2 / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. И.Н.Орлов). М.: Изд-во МЭИ, 1998.

3. Справочник по электрическим машинам. / Под общ. ред. И.П.Копы-лова, Б.К.Клокова. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

4. Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе. / Под ред. Р.С.Сарбатова. – М.: Энергия, 1980.

5. Электропривод переменного тока с частотным управлением / Ю.Бюттер, Ю.М.Гусяцкий, А.В.Кудрявцев и др. Под ред. Г.А. Щукина. – М.: Изд-во МЭИ, 1989.

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

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

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

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