Модернизация электрооборудования специального шлифовального станка с числовым программным управлением, страница 10

где _,  I_н – номинальный ток электродвигателя, А

 

Средний ток приведенный к классификационным параметрам диода:

 

где  коэффициент запаса по току

_А

По полученным данным делаем вывод о возможности использования неуправляемого выпрямителя, установленного в электроприводе «ИРБИ».

7.2.Расчет силового фильтра

Сглаживающее действие фильтра оценивается величиной коэффициента сглаживания:

где   - коэффициент пульсаций на входе фильтра  - коэффициент пульсаций на выходе фильтра. Коэффициент пульсаций  есть отношение амплитуды основной гармоники напряжения к постоянной составляющей. Пренебрегая потерями в фильтре, коэффициент сглаживания можно определить как:

Так как сопротивление нагрузки значительно больше емкостного сопротивления конденсатора будем считать, что переменная составляющая тока, протекающего через диоды, равна току конденсатора, а постоянная составляющая равна току нагрузки. Тогда амплитуда основной гармоники напряжения на выходе фильтра приблизительно:

 Следовательно, коэффициент пульсаций на выходе фильтра составит:

где U_в=540 В – напряжение на выходе выпрямителя. Задаваясь коэффициентом пульсаций,    рассчитаем емкость конденсатора фильтра:

 мкФ;

Проверим какое напряжение будет на данной емкости при номинальных режимах работы нашего электропривода. Проверку проведем из условия равенства энергии конденсатора и кинетической энергии ротора:

 В;

Реальное  напряжение, поэтому данная емкость нас устраивает.

7.3.Расчет транзисторов и шунтирующих диодов

Выбор транзисторов производится по следующим параметрам:

  - по максимальному току перехода эммитер-коллектор в открытом

      состоянии через транзистор I_{k max};                     

  - по  максимальному напряжению перехода эммитер-коллектор

      транзистора   U_{кэ max} ;

Кроме того необходимо выбирать транзисторы с минимальным временем включения и выключения для обеспечения максимально возможной частоты коммутации.

Максимально допустимый ток из условий коммутации:

 А;

Максимальный ток приведенный к классификационным параметрам транзистора:

        где k_охл=2,2 коэффициент, учитывающий условия охлаждения

 А;

Максимальное напряжение, которое прикладывается к транзистору во время его запирания:

 В;

Гибридный IGBT-модуль, используемый в «ИРБИ» нас устраивает.

Шунтирующие диоды находятся в самом гибридном модуле, поэтому их не выбирают.

7.4.Защита транзисторов от перенапряжений

Рассчитаем  RC-цепочку для ограничения перенапряжений, возникающих  в режиме коммутации ключей и вызванных конечной допустимой скоростью нарастания напряжения dU/dt, включаемых параллельно ключу и обеспечивающих замедленное нарастание напряжения при запирании транзисторов.

Предельное значение производной напряжения при включении силового транзистора:

 В/с

Активное сопротивление RC-цепи, включаемой параллельно силовому ключу преобразователя, выберем исходя из того, что верхняя граница сопротивления соответствует предельно допустимой величине падения напряжения на резисторе при идеальном запирании транзистора, по которому протекал максимальный ток. Нижняя граница сопротивления определяется предельно допустимым током разряда конденсатора, который происходит при идеальном отпирании транзистора. Выберем сопротивление в соответствии с неравенством:

7,2 < R < 16

Значение сопротивления RC- цепи должно находится в пределах от 7,2 Ом до 16 Ом. Примем R=12 Ом. Минимальное значение емкости конденсатора, ограничивающего максимальную величину производной нарастания напряжения при запирании транзистора, оценим по выражению:

 Ф

С_min=0,6 мкФ

Емкость конденсатора RC-цепи должна быть не менее 0,6 мкФ.

7.5.Расчет сопротивления для гашения энергии при рекуперации

Сопротивление для гашения энергии при рекуперации рассчитывается по приведенным в техническом описании рекомендациям, согласно которым, для электропривода мощность 0,18 кВт в герметичном корпусе IP54 необходимо на каждые 150 Вт мощности  сопротивление 66 Ом:

  Ом;