Материал: 1564

Для расчета изначально предположим, что у нас все элементы трѐхфазного инвертора идеальны. Исходя из этого, можно предположить, что входному напряжению соответствует напряжение между фазами двигателя UAB= 35В, а входному току – потребляемый ток двигателя IH = 10 А.

Таким образом, значения напряжения и тока для выбора транзисторов трѐхфазного инвертора равны:

(3.3)

(3.4)

В качестве силовых ключей выберем МОП-транзисторы IRF3415, тип корпуса ТО- 220/3, имеющий следующие параметры:

-максимальное падение напряжения 1,3В,

-обратный ток 25 мкА,

После выбора силовых ключей элементы представляются уже не являются идеальными, у них существуют потери. На выбранных транзисторах падает напряжение в 1,3 В, тогда на вход мы должны подавать напряжение с учѐтом этого падения. Одновременно у нас работают три транзистора. Следовательно, два из них будут находиться в параллели, их общее напряжение составит 1,3 В.

Значение суммарного максимально возможного падения напряжения на транзисторах составит:

(5)

Напряжение на входе трѐхфазного инвертора должно составить:

(6)

где – коэффициент полезного действия ѐмкостного фильтра.

Рассчитав суммарное входное напряжение инвертора, отметим изменения напряжения, относительно рассчитанного по формуле (3). В таком случае мы должны повторно проверить транзисторы на предельно допустимое напряжение. Поскольку допустимое напряжение сток-исток выбранного транзистора укладывается в предельные значения тока и напряжения, оставляем транзисторы без изменения.

Мощность потерь определяется как сумма потерь мощностей, рассеиваемых на транзисторах, работающих в динамических и статических режимах.

Статическая мощность потерь, выделяемая на транзисторах, определяется, используя выражение:

(7)

где γ – относительная длительность импульса.

Динамическая мощность потерь определяется следующим выражением:

(8)

где – частота переключения транзистора, Гц;

Система управления транзисторами осуществляется таким образом, что относительная длительность открытого состояния транзистора (γ) изменяется в пределах от 0…1. Выберем наихудший вариант состояния транзистора (γ = 0). Используя формулы

(7) и (8) определим потери на ключевых элементах.

(3.9)

(3.10)

В связи с тем, что постоянно работают три транзистора, причѐм в любой момент времени ток на одном из них равен сумме токов двух других, которые между собой равны, используя формулы (7) и (8) рассчитаем статические и динамические потери двух других транзисторов.

(3.11)

(3.12)

Следующим выражение вычислим общую мощность, рассеиваемую одновременно включѐнными транзисторами.

(3.13)

Принимаем

По результатам проведенного расчета инвертора, производился расчет выпрямителя и сглаживающего фильтра, после чего вычислялись параметры высокочастотного фильтра на выходе схемы источника питания собственных нужд. Приведенные расчеты инвертора и транзисторов, послужили основание для расчета параметров "обвязки" драйвера трехфазного инвертора и звена повышенной частоты.

По результатам проведенных расчетов была разработана конструкторская документация в соответствии с ГОСТ. При разработке схем выполнены расчеты параметров отдельных элементов при помощи аналитических выражений. Проектирование принципиальных схем производилось при помощи программного комплекса P-CAD 2000, электромонтажных схем при помощи программы CorelDrawX14.

Список использованных источников

1.ГОСТ 2.103-68. ЕСКД. Стадии разработки. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://vsesnip.com/Data1/47/47609/index.htm .

2.Магда, Ю.С. Микроконтроллеры PIC: архитектура и программирование / Ю.С. Магда. – М. : ДМК Пресс, 2009. – 240 с.

3.Устройство микроконтроллеров AVR [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.myrobot.ru/stepbystep/mc_architecture.php.

4.Микроконтроллеры ARM7 семейства LPC2000: Руководство пользователя / П.П.

Редькин [и др.]. - М. :Додэка - XXI, 2007. – 560с. – ISBN 978-5-94120-111-2.

Приложение № 2

Рис. П.3.2. Перечень элементов системы управления электроприводами