3.2 Расчет длины охладителя.

1) Площадь охладителя, участвующая в излучении тепла:

(19)

где d, b, h – габаритные размеры профиля, м;

n – количество охладителей.

2) Площадь данного охладителя, участвующая в конвекции:

(20)

где m – число ребер.

3) Переходное сопротивление излучению тепла:

, (21)

где Т_с = 373 К – температура поверхности охладителя;

Т_а = 323 К – температура окружающей среды;

ΔТ = Т_с – Т_а = 50 К;

Е – коэффициент излучения поверхности (Е = 0,8 для алюминия).

4) Переходное температурное сопротивление теплопередачи конвекцией:

, (22)

где F_red – коэффициент ухудшения теплоотдачи (конвекции). График зависимости F_red от расстояния между ребрами дан на рис. 56.37 [1].

6. Переходное температурное сопротивление охладитель – окружающая среда при естественном охлаждении:

, (23)

Следовательно, имеем следующую зависимость:

(24)

где А, В, С – коэффициенты, полученные при подстановке (21) и (22) в (23).

7) Для различных значений d рассчитываем зависимость (24), результаты расчета сведены в табл. 3.

Таблица 3

d, м	0,02	0,05	0,1	0,15	0,2	0,25	0,3	0,35
Rth(f-a), ^0С/Вт	0,358	0,174	0,1	0,073	0,058	0,048	0,04	0,037

По полученным значениям строим график зависимости R_th(f-a) от d (рис.3).

Рис. 3. График зависимости R_th(f-a) = f(d).

8) Выбираем длину охладителя d так, чтобы температурное сопротивление было не более расчетного значения (18) для всех приборов, установленных на охладителе: d = 0,025 м при R_th(f-a) = 0,3 ⁰С/Вт  R_{th(f-a) расч.} = 0,356 ⁰С/Вт.

4. Расчет фильтра

1) Коэффициент пульсаций на входе фильтра (отношение амплитуды напряжения к среднему значению):

(24)

где m – пульсность схемы выпрямления (m = 6 для трехфазной мостовой схемы).

Принимаем LC-фильтр.

2) Параметр сглаживания LC-фильтра:

, (25)

где S = q_1вх/q_1вых = 10 – коэффициент сглаживания по первой гармонике (значения коэффициента сглаживания S лежат в диапазоне от 3 до 12);

f_s – частота сети, Гц.

3) Индуктивность дросселя LC-фильтра для обеспечения коэффициента мощности на входе выпрямителя К_М = 0,95 определяется из следующих условий:

L₀ ≥ 3∙L_0min (26)

, (27)

где I_d = I_dm/k₁ = 109,8/1,4 = 78,4 A – номинальный средний ток звена постоянного тока.

L₀ ≥ 3∙L_0min = 3∙2∙10^-4 = 6∙10^-4 Гн

4) Емкость конденсаторов, необходимая для протекания реактивного тока нагрузки инвертора, находится из выражения:

, (28)

где I_sm1 = I_{c max} – амплитудное значение тока в фазе двигателя, А;

φ₁ – угол сдвига между первой гармоникой фазного напряжения и фазного тока (φ₁ = /2 = 57⁰/2 = 28,5⁰, где  - угол коммутации неуправляемого выпрямителя);

q₁ – коэффициент пульсаций;

f_sw - частота ШИМ, Гц.

5) Рассчитываем емкость конденсатора С₀₁ и сравниваем с емкостью С₀₃:

Для практической реализации фильтра используют конденсаторы с наибольшим значением емкости С_о1.

6) Амплитуда тока, протекающего через конденсаторы фильтра на частоте пульсаций выпрямленного тока (по первой гармонике):

I_{C 0m} = q_1вых∙U_d∙2∙π∙m∙f_s∙C_0, (29)

где q_1вых = q_1вх/S = 0,057/10 = 0,0057 - коэффициент пульсаций на выходе фильтра.

I_{C 0m} = 0,0057∙513∙2∙3,14∙6∙50∙5200∙10^-6 = 28,6 А

7) В зависимости от значения С₀₁ и амплитуды тока формируется батарея конденсаторов с емкостью С₀₁ = 5 200 мкФ и более, допустимым по амплитуде током I_{C 0m} = 28,6 А и более и напряжением 800 В и более для трехфазной мостовой схемы.

Используем конденсаторы типа КС2 – 0,38 – 36 - 3У3 с номинальными параметрами: U_ном = 380 В, С_ном = 800 мкФ, Q = 36 квар.

Для получения емкости С₀₁ = 5 200 мкФ собираем батарею из 13 пар конденсаторов, соединенных между собой параллельно. В каждой паре по 2 последовательно соединенных конденсатора для увеличения напряжения.