2. Расчет выпрямителя

2.1 Расчет и выбор выпрямителя.

2.1.1 Среднее выпрямленное напряжение:

U_d = k_с.н∙U_л = 1,35∙380 = 513 В (11)

где k_с.н – коэффициент схемы для номинальной нагрузки (k_с.н = 1,35 – для мостовой трехфазной схемы).

2.1.2 Максимальное значение среднего выпрямленного тока:

, (12)

где n – количество пар IGBT/FWD в инверторе.

2.1.3 Максимальный рабочий ток диода:

I_νm = k_cc∙I_dm = 1,045∙109,8 = 114,7 А (13)

где k_сс = 1,045 для мостовой трехфазной схемы при оптимальных параметрах Г-образного LC-фильтра, установленного на выходе выпрямителя.

2.1.4 Максимальное обратное напряжение диода:

U_νm = k_з.н √2∙U_л∙k_с.н∙k_с + ΔU_n, (14)

где k_c ≥ 1,1 – коэффициент допустимого повышения напряжения сети;

k_з.н ≥ 1,15 – коэффициент запаса по напряжению;

ΔU_n ≈ 100 – 150 В – запас на коммутационные выбросы напряжения в звене постоянного тока.

U_νm = 1,2∙1,41∙380∙1,35∙1,2 + 100 = 1015 В

2.1.5 Диоды выбираются по постоянному рабочему току (не менее I_νm) и по классу напряжения (не менее U_νm/100).

Выбираем диод типа Д161 - 200 [2, табл. 37.1].

Таблица 2

Средний прямой ток Iпр.ср., А	200
Ударный прямой ток Iпр.уд., кА	5,5
Повторяющийся импульс обратного напряжения Uобр.max, В	300-1600
Постоянное обратное напряжение Uобр., В	225-1200

2.2 Тепловой расчет выпрямителя.

2.2.1 Расчет потерь в выпрямителе для установившегося режима работы электропривода (I_d = I_dm/k₁):

, (15)

где k_cs = 0,577 - для мостовой трехфазной схемы;

R_on – динамическое сопротивление полупроводникового прибора в проводящем состоянии, Ом;

U_j – прямое падение напряжения, В, на полупроводниковом приборе при токе 50 мА (U_j + R_on∙I_dm/k₁ ≤ 1 B для диода);

m_ν – число полупроводниковых приборов в схеме.

2.2.2 Максимальное допустимое переходное сопротивление охладитель – окружающая среда в расчете на выпрямитель:

, (16)

где R_th(c-f) – термическое переходное сопротивление корпус – поверхность теплопроводящей пластины модуля, ⁰С/Вт.

2.2.3 Температура кристалла определяется по формуле:

, (17)

где n_D – количество полупроводниковых приборов в модуле;

R_th(c-f)DV – термическое переходное сопротивление корпус –кристалл для одного полупроводникового прибора модуля, ⁰С/Вт.

Необходимо, чтобы выполнялось условие T_jDV < 140 ⁰C.

< 140 ⁰C

3. Расчет параметров охладителя

3.1 Предварительный выбор охладителя.

Для выпрямителя и на каждую фазу двигателя устанавливаем отдельный охладитель. Всего будет 4 охладителя. Их общее суммарное переходное сопротивление охладитель – окружающая среда:

R_th(f-a) = R_th(f-a)1 + 3∙ R_th(f-a)2 = 0,194 + 3∙0,054 = 0,356 ⁰С/∙Вт (18)

Предварительно принимаем охладитель типа Т – 121 с габаритными размерами профиля b = 0,24 м, h = 0,09 м, расстояние между ребрами с = 0,01 м

Количество ребер: m = b/c = 0,24/0,01 = 24