3.2 Расчет и выбор элементов инвертора.

Максимальный ток через ключи инвертора определяется из выражения:

,

где Р_ном– номинальная мощность двигателя, Вт;

k₁= 1.35 - коэффициент допустимой кратковременной перегрузки по току, необходимой для обеспечения динамики электропривода;

k₂= 1.2 - коэффициент допустимой мгновенной пульсации тока;

η_ном – номинальный КПД двигателя;

U_Л – линейное напряжение двигателя, В.

.

Среднее выпрямленное напряжения поступающее на инвертор:

k_с.н-коэффициент схемы для номинальной нагрузки

По полученному значению тока выбирается из каталогаIGBTот производителя «MITSUBISHIELECTRICCORPORATION»CM50TF-12H, IGBT MOD 6PAC 600V 50AH-Series. СиловойIGBT модуль на 50А, 600 В.

Таблица3.2 Характеристики IGBT модуляCM50TF-12H

Макс.напр.к-э,В	600
Напряжение насыщения коллектор-эмиттер, В	2.1
Номинальный ток одиночного тр-ра,А	50
Структура модуля	3-фазный мост
Тип силового модуля	Сборка на IGBT транзисторах
Максимальная частота модуляции,кГц	25
Входная емкость затвора,нФ	5
Мощность привода, кВт	-
Драйвер управления	внешний
Максимальная рассеиваимая мощность,Вт	250
Максимальный ток эмиттера, А	100
Максимально допустимое напряжение затвор-эмиттер (-/ ),В	20
Напряжение эмиттер-коллектор,В	2.8
Время нарастания импульса тока к-э на индуктивной нагрузке,нс	300
Напряжение изоляции, В	2500
Температурный диапазон,С	-40...150
Рисунок 3.1 IGBT модуля CM50TF-12H

Рисунок 3.2 схема IGBT модуляCM50TF-12H

3.3. Расчет и выбор элементов выпрямителя.

Потери в IGBTв проводящем состоянии:

, (3.2)

где - максимальная амплитуда тока на входе инвертора;

- максимальная скважность;

- коэффициент мощности;

U_се(sat)= 2,2 В – прямое падения напряжения наIGBTв насыщенном состоянии при

Вт.

Потери IGBTпри коммутации:

(3.3)

где- продолжительность переходных процессов по цепи коллектораIGBTна открываниеи закрываниетранзистора, (типовое значение;);

- напряжение на коллектореIGBT, В (коммутируемое напряжение, равное напряжению звена постоянного тока для системы АИН-ШИМ);

Гц- частота коммутаций ключей, Гц (частота ШИМ).

Вт.

Суммарные потери IGBT:

(3.4)

Вт.

Потери диода в проводящем состоянии:

(3.5)

где - максимальная амплитуда тока через обратный диод;

- прямое падение напряжения на диоде (в проводящем состоянии) при.

Вт.

Потери при восстановлении запирающих свойств диода:

где- амплитуда обратного тока через диод (), А

- продолжительность импульса обратного тока, ( типовое значение 0,2 мкс).

Суммарные потери диода:

(3.7)

Результирующие потери в IGBTс обратным диодом:

(3.8)

Среднее выпрямленное напряжение:

Максимальное значение среднего выпрямленного тока:

где n-количество парIGBT/FWTв инверторе,n=6.

Максимальный рабочий ток тиристора:

где- для мостовой трехфазной схемы при оптимальных параметрах Г- обратноLC- фильтра, установленного на выходе выпрямителя.

Максимальное обратное напряжение тиристора:

где коэффициент допустимого превышения напряжения сети;

коэффициент запаса по напряжению;запас на коммутационные выбросы напряжения в звене постоянного тока.

По расчетным данным выбираем тиристорный модуль

IXYS MCC44-12IO1B- тиристорный модуль, 51A, 1200V - Пик повторяющегося напряжения в закрытом состоянии, Vdrm: 1200. Диапазон рабочей температуры: от -40 ° C до +125 ° C

Тиристорные модули получили самое широкое преминение в промышленной автоматике. Примером такого применения можно назвать - устройство плавного пуска двигателя или коммутацию нагрузки для включения электротэнов

Рисунок 3.3 Тиристорный модуль MCC44-12IO1B

Технические характеристики тиристорного модуля MCC44-12IO1B:

Производитель: IXYS

Корпус: TO240AA

Максимальный рабочий ток: 51 Ампер

Напряжение пиковое (максимальное обратное напряжение): 1200 В

Напряжение рабочее АС: 0-380 Вольт

Рабочая температура не более: 125С

Время включения: 2 мкс

Время выключения: 100 мкс