POLITECHNIKA RZESZOWSKA
Im. Ignacego Łukasiewicza
Wydział Elektrotechniki i Informatyki
Katedra Energoelektroniki i Elektroenergetyki
UKŁADY ENERGOELEKTRONICZNE
Wykonał:
Paweł Płaziński
Rzeszów 2015
Nr52
Zaprojektować przekształtnik DC/AC, dobrać tranzystory i diody zwrotne przekształtnika, dobrać silnik prądu zmiennego do napędu obiektu przemysłowego podanej mocy znamionowej oraz zakresie zmian prędkości obrotowej. Obliczyć układ przepięciowy chroniący tranzystory przed napięciami przekraczającymi napięcia dopuszczalne.
Dane:
· znamionowa moc czynna obciążenia: Pn=1,0 kW
· zakładany współczynnik mocy obciążenia cosφ 0,85
· znamionowe napięcie obwodu pośredniczącego: Un=250V
· zakładane napięcie wyjściowe: Uwy=230V
· liczba faz: lf=3
· częstotliwość łączeń tranzystorów: fn=18kHz
· zakres zmian prędkości obrotowej: n1-n2=500-1900 obr/min
1. Do układu dobrałem następujemy silnik:
Silnik Welmot MY80B-2
2. Dobór elementów przełączających
I=1 kW230V*0,85=5,11A
Ion=I*1,1=5,63A
ku*Un=2*450=900V
D=250450=0,556
It=D*Ion=0,556*5,63=3,13A
IGBT STGB3NC120HD
Eon=360 uJ
Eoff=620uJ
ETOTAL=980uJ
Pdynamiczne=fn*ETOTAL=18kHz*980uJ=17,64W
Pstatyczne=D*Vce*It=0,667*2,2*,244=3,58W
Pcałkowite=Pdynamiczne+Pstatyczne=17,64+3,58=21,22W
MOSFET SCT2450KE
Eon=47 uJ
Eoff=17J
ETOTAL=64uJ
Pdynamiczne=fn*ETOTAL=18kHz*64uJ=1,152W
Pstatyczne=D*It2*Ron=0,667*2,442*0,450=1,79W
Pcałkowite=Pdynamiczne+Pstatyczne=1,152+1,79=2,94 W
Tranzystor typu MOSFET SCT2450KE ma mniejsze starty całkowite.
3.Dobór elementów zabezpieczających
Cs≥LI2U02
Cs≥100*10-92,444502=1,2pF
Dobieram CCH-8P2 Kondensator: ceramiczny; 8,2pF; 500V;
R≤ton10*Cs
R≤19*10-910*1*10-12=1900 Ω
PRCZ=C*U2*fn=8,2*10-12*4502*14*103=0,0233W
Dobieram M0.6W-110R Rezystor: metal film; THT; 110Ω; 0,6W; ±1%; Ø2,5x6,8mm; 50ppm/°C
4.Dobór radiatora
Rth-rezystacja termiczna
RTHjc-rezystacja złaczem tranzystora a obudową1,77 °C/W
RTHcs-rezystacja między tranzysotem a radiatorem 0.42 °C/W
∆P=2,94 W
Tjmax=100 °C
Totoczenia=40 °C
RTHra=Tjmax-Totoczenia∆P-RTHjc-RTHcs
RTHra=100-402,94-1,77-0,42=18 °C/W
Dobieram radiator UA17-TO220 o Rthra równym 17 °C/W, radiatory przystosowane do pracy z obudową TO-220.
5. Schemat układu przekształtnika DC/AC wykonany w programie PSIM.
6. Wykaz elementów
4x tranzystor typu MOSFET SCT2450KE
4x radiator UA17-TO220
4x kondensator CCH-8P2
4xrezystor:M0.6W-110R
plazik21