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>