1. Расчет трехфазного двухполупериодного мостового выпрямителя с емкостным фильтром

В

В

Гц

А

С л е д о в а т е л ь н о , Uд =104 В

Вт

Вт

Эквивалентная схема замещения имеет вид:

Зададимся пульсацией напряжения на С1 Δuc1=30 В

А

А

А

Частота сигнала на выходе моста увеличилась в 6 раз и стала равной 300 Гц. Следовательно, .

Разряд емкости С1 происходит постоянным током I_{н экв} в течении времени, равном 2/3 периода выпрямленного напряжения.

Ф

Выберем конденсаторы EPCOS B43520A9128M000 1200 мкФ, 400 В, включенные по следующей схеме:

Резисторы R6, R7, R8 и R9 необходимы для выравнивания напряжения на конденсаторах.

Ток утечки данных конденсаторов составляет

Ток через резисторы возьмем больше тока утечки, равным 5 мА.

кОм

Мощность рассеивания этих резисторов :

Вт

Диодный мост

В качестве входного выпрямителя возьмем готовый диодный мост.

А – ток через диодный мост

В – максимальное обратное напряжение

Выберем диодный мост MB2510: 25 A, 1000 В, I_max=400 A.

Ограничитель пускового тока

Между входным выпрямителем и емкостным фильтром выполнено устройство плавного пуска в виде резистора R3 и шунтирующего его реле S1. При включении аппарата реле с небольшой задержкой (1-2с) шунтирует резистор, тем самым ограничивая ток заряда емкости.

U_max= 618 В

Максимальный ток I_max через диодный мост возьмем 100 А.

2. Расчет схемы преобразователя

Мостовой инвертор на IGBT транзисторах

Конденсаторы C14, C15, C 17, C18 обеспечивают ZVS режим.

Ls индуктивность рассеивания, она перезаряжает ZVS конденсаторы на ХХ.

Пусть частота преобразования f_s=50 кГц

Напряжение ХХ возьмем 210 В.

В

В

Гц

с

с

Коэффициент трансформации

2.1 Расчет выходной индуктивности l1

Рассчитаем при максимальной пульсации тока i_L1, т. е. при U_12max и γ_min.

В

В – максимальное напряжение на дуге

- минимальный коэффициент заполнения

с – минимальное время импульса

Таким образом, 0.366≤γ≤0.9, 7.32≤tu≤18 мкс

Пусть максимальная величина пульсации тока i_L1 равна 0.2·I_{д_max}=12A=Δ i_L1

После выходного выпрямителя частота удваивается и

В – прямое падение напряжения на открытом диоде

Гн

Выберем сердечник

- коэффициент заполнения медью

Примем

А/мм²

А

А

Гн

Примем Тл

= 481000 мм⁴

Возьмем сердечник фирмы Epcos PM 114/93 из материала N27(μ_нач = 2000)

м

м

м

м²

Возьмем целое число витков

- зазор в сердечнике

Возьмем стандартный сердечник с зазором 3.8 мм B65733A0630A027.

мм²

мм – толщина скин-слоя на 100 кГц

мм²

мм² → 318 жил в одном проводе

Один провод обмотки дросселя будет состоять из 318 отдельных изолированных жил диаметром 0.2 мм.

Выходные диоды VD9, VD10

В – максимальное обратное напряжение на диодах

В качестве диодов VD9, VD10 возьмем 85EPF12: 10 A, 1200 В, t_rr =70 нс