0. 7 Выбор транзисторов и диодов силовой цепи

Выбор вентиля осуществляется по току и напряжению. Нагрузочная способность вентилей определяется максимально допустимой температурой полупроводниковой структуры, которая не должна быть превышена в любых режимах работы: длительная работа с номинальным током двигателя; рабочая перегрузка двигателя в течение заданного времени; аварийные режимы в течение времени срабатывания защиты. Нагрев вентиля зависит от величины и формы тока, а так же от условий охлаждения. Все это должно быть учтено при правильном выборе вентиля. Для повышения надежности работы преобразователя рекомендуется устанавливать вентили на типовых охладителях и применять естественное воздушное охлаждение.

Силовая цепь преобразователя выполнена с использованием гибридных модулей, состоящих из ключей IGBT и обратных диодов FWD, смонтированных в одном корпусе на общей токопроводящей пластине.

Осуществляю выбор основных силовых элементов схемы импульсного преобразователя, представленного на рисунке 2. Выбор производим по току и напряжению.

Определяем максимальную величину прямого, т.е. питающего напряжения, прикладываемого к вентилю:

Питающим напряжением инвертора служит максимальное значение прямого напряжения, определяемое по формуле

В,

где - коэффициент пульсаций при допустимом изменение напряжения на конденсаторе;

- коэффициент схемы выпрямления;

- фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора.

Номинальный ток коллектора выбираем из условия выдерживания пускового тока

.

По найденным значениям тока и напряжения выбираю модуль типа:

IGBT транзистор и диод со сверхмалым временем восстановления: IRG4PSH71KD

- номинальное напряжение;В;

- номинальный ток коллектора А.

Среднее значение тока через диод при номинальном токе двигателя

А,

где m₂=3 - число фаз вторичной обмотки трансформатора.

Максимальная величина обратного напряжения, прикладываемого к вентилю

, В, (6)

где К_зн– коэффициент запаса по напряжению, учитывающий возможные повышения напряжения питающей сети и всевозможные импульсные напряжения, вызванные коммутацией [1]. Принимаем К_зн= 1,8.

К_Uобр– коэффициент схемы по обратному напряжению [1]. К_Uобр= 1,045, тогда

В.

Выбираем неуправляемый выпрямитель для трехфазного мостового выпрямителя. Прямой ток должен выдерживать 4-х кратную перегрузку, а обратное напряжение необходимо принять 1000 В. Для обеспечения заданного режима работы и необходимой защиты выберем диод марки КД210Г [2, стр.109].

Паспортные данные:

- Обратное напряжение В;

- Импульсное напряжение В;

- прямой ток А;

- ток импульсный А;

- максимальная частота .

Система защиты RC цепочка шунтирования диода в связи с приведенными паспортными данными диода: емкость-

резистор - МЛТ – 0,3 – 5 МOм.

По найденным значениям тока и напряжения выбираем [3, стр.12] модуль

типа IGBT транзистор и диод со сверхмалым временем восстановления МДТКИ 50 – 12.

Паспортные данные:

- номинальное напряжение В берется с запасом для уменьшениявремени рассасывания накопленного заряда и спадания тока при выключении IGBT;

- номинальный ток коллектора А.

- климатическое исполнение ГОСТ 15150-69, ГОСТ 15543.1-89, УХЛ,Т категория 2,3.

Основные свойства:

- стандартный промышленный корпус.

- чипы IGBT гомогенной SPT- структуры с буфером меньшими статическими потерями, повышенной стойкостью и «мягкой» коммутацией;

- обратные быстровосстанавливающиеся MPS-диоды с положительным тепловым коэффициентом оптимизированы для применения с SPT IGBT. Принципиальная электрическая схема изображена на рисунке 7.

Рисунок 7

Габаритно присоединительный чертеж IGBT транзистора

МДТКИ 50-12 изображен на рисунке 8

Рисунок 8