Главная | Обратная связь

Розрахунок інвертора напруги

Для перетворювачів частоти використовується одно-, дво-, та трифазні схеми інверторів напруги, які представлені на рис. 2.15, рис. 2.16 та рис. 2.17 відповідно.

Рис.2.15 – Схема однофазного перетворювача частоти

Рис.2.16 – Схема двофазного перетворювача частоти (z_p – робоча обмотка, z_п – пускова обмотка двигуна)

Рис.2.17 – Схема трифазного перетворювача частоти (АІН)

 

Вихідні дані для розрахунку наступні:

· потужність навантаження Р_1н;

· фазна напруга на навантаженні U_ф~;

· номінальний коефіцієнт потужності навантаження cosφ_н;

· діапазон зміни частоти на навантаженні f_max/f_min=D.

1. Діючу напругу лінійної синусоїдальної напруги на навантаженні розраховують відповідно до виразу: ,

де – фазна напруга, що живить перетворювач в безтрансформаторних перетворювачах =220 В.

2. Діюче значення фазного струму навантаження у трифазних інверторів:

, .

3. Необхідна напруга живлення перетворювача :

в трифазних АІН: ;

для однофазних схем АІН: = .

4. Значення модулюючої частоти f_тн вибирають, виходячи зі значення діапазону регулювання D, відповідно до таких рекомендацій:

де =50 Гц;

відповідає =5 Гц або розраховується як ;

– максимальна змінна напруга на виході АІН: .

5. Значення параметра навантаження k: , , а допоміжний коефіцієнт , .

6. Максимальне значення струму через ключові транзистори:

Для АІН напруга фази яких має прямокутну форму (рис.2.18), миттєве значення струму навантаження:

або ,

де – базисний струм; ; – параметр навантаження; – змінний часовий кут.

Максимальне значення струму навантаження при (рис.2.18):

.

Рис.2.18 – Перехідний струм через ключ транзистора в однофазному інверторі напруги

Для двофазних інверторів напруга також має прямокутну форму, а напруга на фазах зсунута одна відносно другої на кут 90⁰, див. рисунок 2.19.

, 0<V< ; , <V<π.

Рис.2.19 – Перехідні струми через ключі транзистора при прямокутній формі напруги у двофазній схемі інвертора напруги

При з’єднанні трифазного навантаження зіркою кожна фаза інвертора напруги або включена паралельно з другою фазою і послідовно з третьою, або послідовно з іншою фазою. Напруга фази має або величину , або при триступеневій діаграмі напруги, див. рисунок 2.20.

 

Рис. 2.20 – Форма перехідного струму через ключі інвертора в одній фазі інвертора напруги при триспепеневій формі вихідної фазної напруги

 

Значення струму знаходиться для трьох інтервалів: 0<V< ; <V< ; <V<π, відповідно струми на тих інтервалах:

 

1)

2)

3)

 

За знайденими миттєвими значеннями струму в момент t₁, t₂, t₃ можна знайти і діючі значення струмів навантаження та середнє значення струму джерела живлення та інші параметри АІН. Так як струм відсікаючих діодів значно менший, ніж струм транзисторів, розрахунок струмів у відсікаючих діодах не проводимо. Вибір транзисторного модуля проводимо за величиною розрахункового більшого значення та величиною зворотної напруги , що прикладається до вентилів.

При п’ятипульсній діаграмі напруги розрахунок можна проводити аналогічно до трипульсної діаграми напруги.

Задаючись значеннями t в межах від t=0 до t=0,01 с для значення f=50 Гц, та значеннями t від t=0 до t=0,1 с для f_тіп=5,0 Гц, розраховуємо криві зміни струму , звідки вибираємо значення , за яким вибираємо транзистори інвертора.

За необхідності розраховується також наступні величини:

7. Максимальна напруга на зворотних діодах:

– для трифазної мостової схеми;

– для однофазної та двофазної схем АІН.

8. Максимальна зворотна і пряма напруга на комутуючих транзисторах:

.

9. Базисний струм: – для трифазної схеми;

– для однофазної та двофазної схем АІН;

10. Середнє значення струму ключових транзисторів: .

Величину вибирають, виходячи з параметра cosφ, відповідно до рекомендацій, викладених у [1]. =0,25÷0,3.

11. Середнє значення струму зворотних діодів: .

У результаті розрахунків вибирають транзистори і зворотні діоди для них, використовуючи розрахункові значення , , , , або при застосуванні модулів вибирають ці модулі за максимальними значеннями та для конкретного типу модуля.