Преобразователи частоты для управления асинхронного двигателя

Дипломная работа - Физика

Другие дипломы по предмету Физика

?вующих значений токов одной стойки конденсаторов при отсутствии индуктивности ICrms и при ее наличии I300:

 

,

 

n - количество конденсаторов в батарее, - число стоек.

Заменим в этом соотношении величину пульсаций на конденсаторе ?U, выразив ее из (3.17):

 

.

 

Отсюда не сложно получить выражение для частоты среза LC фильтра (?ср):

 

.

 

Здесь - суммарная (полная) емкость батареи конденсаторов.

Зависимость частоты среза фильтра ?ср от отношения действующих значений токов конденсаторной батареи при отсутствии индуктивности фильтра и ее наличии приводится на рис. 2.7 и в табл. 2.3.

 

Табл. 2.3

Wcp, рад490,96705,09886,971066126114961810230333620,10,20,30,40,50,60,70,80,9

Действующее значение трехсотгерцового тока одной стойки конденсаторной батареи при наличии сглаживающего дросселя будет определяться так:

 

,

 

Где - действующее значение тока конденсатора с частотой коммутации ключей инвертора fsw, эквивалентное действующему значению тока с частотой 100 Гц;

- действующее значение номинального тока конденсатора с частотой 100 Гц;

- коэффициент приведения действующего значения тока с частотой fsw (действующего значения переменной составляющей входного тока инвертора) к действующему значению тока с частотой 100 Гц;

- коэффициент приведения действующего значения трехсотгерцового тока к действующему значению тока с частотой 100 Гц;

KL - коэффициент загрузки конденсатора по току (зависит от закладываемого срока службы конденсатора);

Рис. 2.7 Зависимость частоты среза фильтра Wcp от отношения действующих значений токов конденсаторной батареи при отсутствии индуктивности фильтра и ее наличии

 

Для расчета индуктивности зададимся палением напряжения на ней 3В. Это та величина падения напряжения, которую мы можем потерять без последствий для заданной величины первой гармоники выходного напряжения.

 

 

где, Ilf= 7.95А - сумма токов нагрузки, выходного конденсатора, входного конденсатора.

откуда находим XLф(1):

 

 

Техническое задание на реактор Lф:

Lф = 1,1мГн

Rd = 0,377Ом

Расчет и выбор силовых диодов.

Для диодов частота коммутации равна 100Гц. Ток протекающий в звене постоянного тока рассчитаем из кпд, напряжения и мощности выходного каскада. Тогда, мощность приведенная к выходу выпрямителя будет складываться из кпд инвертора, выходного фильтра инвертора, выходного фильтра выпрямителя.

 

 

Следовательно, средний ток протекающий в звене постоянного тока будет:

 

 

Средний ток протекающий в диоде в мостовой схеме выпрямителя:

 

 

Обратное напряжение прикладываемое к диодам:

 

 

Диоды также выбираются с запасом. Коэффициент запаса 1.5.

 

Параметры для диодов:

Ivd = 2A

Urrm = 900В

Так как токи и напряжения диодов совпадают, а динамический режим существенно мягче, то для данных диодов можно использовать те же радиаторы, что и для транзисторов.

 

2.2 Расчет слаботочной части схемы

 

В данном разделе проведем анализ токовой загрузки источника питания слаботочной схемы, а так же рассчитаем драйвер для транзисторов.

Большинство элементов слаботочной схемы не нуждаются в расчетах, так как практически на каждый элемент есть справочный материал с точным указанием всех номиналов элементов схемы. Поэтому в данном разделе будет произведен расчет элементов не указанных в справочных материалах. Смотреть схему электрическую принципиальную.

Для питания цепи управления используется трансформатор Т4 предназначенный для печатного монтажа модель ТП-121-13. Данный трансформатор предназначен для работы от сети переменного тока с напряжением 220В+-10%, частотой 50+-0.5Гц. У данного трансформатора имеется возможность прямого монтажа на печатную плату. Выходное напряжение 23.6В+-10%. После выпрямителя амплитудное значение выпрямленного напряжения будет:

 

 

Следовательно, конденсатор С21 будет заряжаться до значения 29.28В

 

Расчет конденсатора С21.

Данный конденсатор необходимо рассчитывать из условия, что при отключении питающей сети, данный конденсатор должен обеспечить энергией в течении пяти полупериодов, т.е. в течении 50 мс, стабилизатор напряжения DA2. Для данного стабилизатора необходимо обеспечить напряжение на входе: 17 - 29.28 В. Для расчета ёмкости необходимо так же знать ток, потребляемый стабилизатором DA2. Этот ток суммируется из тока потребления микроконтроллера и тока драйвера транзисторов.

Ток драйвера:

Форма тока драйвера имеет следующий вид рис. 2.8.

Найдем среднее значение тока.

Для упрощения расчетов примем характер спада тока линейным, а током протекающем во после включения ключа пренебрежем. Тогда:

 

 

Суммарный ток потребления стабилизатора DA2:

 

Для расчета ёмкости конденсатора необходимо знать заряд, которого хватит для питания DA2 в течении пяти полупериодов:

 

 

Минимально допустимое напряжение на входе DA2 равно 17В, следовательно:

Определяем ёмкость С21:

 

Как ранее определили, ток разряда конденсатора равен 20мА. Из этого условия выбираем конденсатор:

PRORELSIC 145 code:a708040

Параметры:

Uном=40В

Сном=100мкФ

Iн(100Гц)=0.68А

Расчет диодов D2-D5:

?/p>