1.2 Выбор транзисторов и диодов

1.2.1 Расчет транзисторов

Определяем через ключи инвертора.

где - номинальная мощность двигателя, Вт; =1,2–1,5 – коэффициент допустимой кратковременной перегрузки по току, необходимой для обеспечения динамики электропривода; =1,1–1,2 – коэффициент допустимой мгновеннй пульсации тока; –номинальный КПД двигателя; - номинальное напряжение двигателя, Вт.

Выбираем ключи IGBT по значению .

Таблица 2 – Данные транзистора CM20TF-24H

№ п/п	Наименование	Обозначение	Значение
1	Максимальное напряжение коллектор эммитер IGBT		1200 В
2	Максимальный ток коллектора		20 А
3	Прямое падение напряжения на IGBT в насыщении при нагретом кристалле		2,5 В
4	Продолжительность пп по цепи коллектора IGBT на замыкание и размыкание транзистора		с с
5	Прямое падение напряжения на диоде (в проводящем состоянии) при максимальном мгновенном токе		3,5 В
6	Время восстановления запирающих свойств диода		с
7	Термическое переходное сопротивление корпус (тепло-проводящая плита модуля) – охладитель в расчете на одну пару IGBT/FWD		0,058
8	Термическое переходное сопротивление кристалл (полупроводниковая структура) – корпус для IGBT части модуля		0,63
9	Термическое переходное сопротивление кристалл - корпус для FWD части модуля		1,40
10	Максимальное напряжение коллектор эммитер IGBT		3,5 В

Расчет потерь в инверторе при ШИМ формировании синусоидального тока на выходе заключается в определении составляющих потерь IGBT в проводящем состоянии и при коммутации, а также потерь обратного диода.

Расчет потерь IGBT в проводящем состоянии

где = / =490.25 А – максимальная величина амплитуды тока на выходе инвертора; D = / T = 0,95 – максимальная скваженность; - коэффициент мощности.

Расчет потерь IGBT при коммутации

где , В – напряжение на коллекторе IGBT, равное напряжению звена постоянного тока ; , Гц – частота коммутации ключей, частота ШИМ - .

Расчет суммарных потерь

Определяем потери диода в проводящем состоянии

где - максимум амплитуды тока через обратный диод, А; - прямое падение напряжения, В, на диоде (в проводящем состоянии) при .

Потери восстановления запирающих свойств диода

где – амплитуда обратного тока через диод ( ), А; – продолжительность импульса обратного тока, с.

Суммарные потери диода

Полные потери транзисторного модуля

Расчет максимального допустимого переходного сопротивления охладитель – окружающая среда

где = 45 - температура охлаждающего воздуха, - температура корпуса, – полные потери транзисторного модуля, – термическое переходное сопротивление корпус – поверхность теплопроводящей пластины модуля.

Определяем температуру кристалла IGBT

где – термическое переходное сопротивление кристалл – корпус для IGBT части модуля.

Определяем температуру кристалла обратного диода

где – термическое переходное сопротивление кристалл – корпус для FWD части модуля.