5 Розрахунок та вибір основних елементів перетворювача

Для розрахунку основних елементів перетворювача необхідно мати значення наступних параметрів: напруга та кількість фаз мережі живлення, потужність двигуна, ККД двигуна, номінальний струм двигуна. Всі ці параметрі були вже представленні у другому пункті. Виконаємо розрахунок силової частини перетворювача.

Номінальні діючі значення фазної напруги та струму статора:

Амплітудні значення фазної напруги і струму статора:

Максимальне значення струму в фазі двигуна визначається перевантажувальною здатністю електроприводу , який в загальному випадку залежить від конкретного типу механізму. Так як даний перетворювач розробляється для підйомно-кранової установки приймемо, .

Розрахуємо максимальний струм на виході перетворювача:

При живленні перетворювача від трифазної мережі живлення 380 В, напруга в ланці постійного струму при ідеальній фільтрації буде приблизно рівною:

При виборі IGBT для автономних інверторів напруги їх максимальнодопустима напруга колектор-емітер має бути мінімум в 1.5 разів вищою, ніж максимальна напруга в ланці постійного струму, тобто:

Максимальна напруга в ланці постійного струму сучасних перетворювачів визначається допустимою напругою встановлених електролітичних конденсаторів фільтру, і складає приблизно 750 В для перетворювачів з трифазним живленням gridU 380 В.

Таким чином знаючи величину і , можна вибрати відповідний IGBT модуль, враховуючи те, що та - відповідно тривалий струм колектора та напруга колекторемітер, які вказані в паспортних даних IGBT, повинні буди більшими за розраховані та .

З сайту www.infineon.com, виберемо IGBT- модуль DF1400R12IP4D.

Ємність випрямляча визначається за формулою:

де – це коефіцієнт пульсацій випрямленої напруги, який для перетворювачів частоти вибирають в діапазоні від 0.02 до 0.05,

m – число фаз випрямляча,

f – частота напруги мережі живлення,

– еквівалентний опір навантаження ланки постійного струму.

Для визначення розрахуємо значення струму ланки постійного струму з врахуванням перевантаження

де – коефіцієнт корисної дії інвертора напруги. Тоді еквівалентний опір навантаження розраховується як:

З сайту www.kosmodrom.com, виберемо конденсатор DCM423U016BB2B, фірми «SAMWHA», з ємністю 42 (мФ), напругою 400В. Та з цього ж сайту виберемо датчик струму HCS-HAX-1500A, фірми Coretech ltd.

З сайту www.schneider-electric.com, виберемо енкодер фірми Schneider Electric : ЕНКОДЕР ІНКРЕМ.1000 ТОЧ. (Артикул: XCC1406PR10R).

Виконаємо загальний економічний розрахунок основних елементів які складають найбільшу частину вартості інвертора.

Рисунок 5.1 – Таблиця основних витрат

Пристрій	Виробник		Ціна (долари США)
Енкодер	Schneider Electric		196,5
Конденсатор	SAMWHA		19,5
IGBT транзистор	infineon
Датчик току	Coretech ltd
Підсумок		331