2.8 Расчёт корректора мощности
Корректор коэффициента мощности представляет собой бустерный преобразователь, который может работать в режиме, пограничном с режимом разрывных токов. Следовательно для пикового значения тока дросселя можно записать:
;
(2.8.1)
=7,4А
В обычной бустерной схеме преобразователя частота преобразователя f остаётся постоянной. Корректор работает в режиме автогенерации с изменяющейся частотой и скважностью управляющих сигналов. Поэтому в качестве опорной частоты мы вынуждены принять среднюю частоту ,которая указывается как рекомендуемая для расчётов. В данном проекте применяется микросхема UC3854 фирмы UNITRODE. Учитывая, что
,
(2.8.2)
Выражение (2.8.2) может быть записано в следующем виде :
(2.8.3)
Поскольку корректор приближает форму потребляемого тока к синусоидальной, мы можем связать ток и напряжение в нагрузке с током и напряжением сети через потребляемую мощность, затем вычислить величину индуктивности. Рекомендуется пользоваться следующей расчётной формулой:
;
(2.8.4)
7,4=1,6кВт
Окончательно, учитывая выражения (2.8.2) и (2.8.4):
,
(2.8.5)
где η - КПД корректора, принимаемый равным 0,9…0,95.
0,03mГн
Выражение (2.8.5) обеспечивает расчёт величины индуктивности с учетом разрывных токов. Чтобы перевести корректор в режим неразрывных токов, необходимо учесть наличие максимального тока дросселя (ΔIin). Рекомендуется принять значение амплитуды колебаний тока дросселя около 40% от максимального значения, тогда величина индуктивности для режима непрерывного тока дросселя рассчитывается по формуле:
(2.8.6)
=0,04mГн
Величина максимального тока через индуктивность, которая потребуется для конструктивного расчёта дросселя, может быть определена из выражения:
(2.8.7)
17,2A
Определить величину фильтрующего конденсатора Cout возможно из условия ограничения амплитуды колебаний напряжения Uout. В связи с этим задаются амплитудой колебаний выходного напряжения ΔUout и проводят вычисления по формуле:
(2.8.8)
0,005мкФ
где fin - входная частота корректора, составляющая 50 Гц.
Транзистор необходимо брать с пробивным напряжением не менее 500В на напряжением, и током коллектора не менее 25 А. Выбираем транзисторный IGBT-модуль М2ТКИ-25-06 фирмы ОАО “Электровыпрямитель”.
Параметры транзистора:
1) Пробивное напряжение «коллектор-эмиттер» Vces = 600 B;
2) Постоянный ток коллектора Ic = 25 A;
) Импульсный ток коллектора (длительностью 1мс) Icm = 50 A;
) Напряжение насыщения коллектор-эмиттер VCesat = 1.95 B;
) Время включения tON = 0.15 мкс;
) Время задержки выключения tS = 0.026 мкс;
) Время спада tf = 0.03 мкс;
) Тепловое сопротивление переход-корпус Rth(j-c) = 0.280oC/Вт;
) Максимально допустимая температура перехода Tjmax = 150oC;
) Напряжение пробоя изоляции между выводами и основанием (эффективное значение) Visol = 2500 B;
Охладитель возьмем ОВ15 (40х116х80) фирмы ОАО “Электровыпрямитель”