Выбор силовой части

В качестве силовой схемы инвертора напряжения примем мостовой однофазный транзисторный инвертор напряжения, выполненный на IGBT-транзисторах. Его схема представлена на рисунке 2.1.

Рис. 2.1 Мостовой однофазный инвертор напряжения

На рисунке 2.2 показан алгоритм переключения транзисторов инвертора при угле проводимости каждого транзистора = 180°.

Рис. 2.2 Алгоритм работы инвертора напряжения

Расчёт силовой части

1. Uпит = 24 В

2. Sн = 1 кВа

3. Uн = 40 В

4. cosφ = 0,7

Мощность на нагрузке должна составлять 1кВа. Т.к. трансформатор не идеален в нем происходят потери (перемагничивание сердечника и т.п.). Примем КПД трансформатора η = 90%, тогда подаваемая мощность и соответственно мощность трансформатора: т = Sн / η = 1000 / 0,9 = 1100 ВА

Полный ток:

Iн = Sт / Uпит

Iн = 1100 / 24 = 45,8 А

Полное сопротивление:

Zн = Uпит / Iн

Zн = 24 / 45,8 = 0,52 Ом

Активное сопротивление:

Rн = Zн · cosφ = 0,52 · 0,7 = 0,364 Oм

Реактивное сопротивление:

sin² φ = 1 - cos² φ

sin² φ = 0,51

sinφ = 0,71

Хн = Zн · sinφ = 0,52 · 0,71 = 0,369 Ом

Максимальное значение тока силовых вентилей

Из условия (4.34) [1. 147] принимаем iнмах = 72,17 А

Т.к. угол φ получился отрицательным, переведём его в положительную область путём смещения на 180%

π - φ = 3,14 - 2,4348 = 0,71 рад

В соответствии с полученными данными выбираем IGBT - Транзистор IRGB4061DPBАF:

Корпус ТО-220 АВ

U = 600 В

Ic (25°C / 100°C) = 36 A / 18 А

Pd = 206 Вт

Выбираем диод КД202Д:

I пр.cр. max = 5 Aобр. и.п. max = 200 В max = 5 кГц

Расчёт трансформатора

Исходные данные:

. Sт = 1100 кВа

. Uпит = 24 В

3. Uн = 40 В

4. Iн = 45,8 А

5. fн = 400 Гц

В соответствии с этим выбираем:

Тип сердечника: броневой (Ш-образный)

Материал сердечника: электротехническая сталь Э350

Bт = 1,2 Тл

Кф = 1

Ки = 0,4

Перегрев ΔТ = 25°

σ = 0,3

j = 3 А / мм²

По таблице [2. 261] находим габариты при данной ScSo и Pт:

c = 32 мм

h = 80 мм

a = 32 мм

Рис. 2.2.1 Габариты трансформатора

Тогда:

Sок = hc = 80х32 = 25,60 см²

Sст = 16,02 см²

Gст = 2,95 кг

Данные электротехнической стали сердечника Э350 толщина 0,2 мм [2. 261]:

Ш-32х50

Sст. Акт = 14,56

Кол-во пластин = 212 шт.

Вес 3,170 кг

Sст. Акт. = 13,6 см²

- lст = 27,4 см

Определяем число витков первичной и вторичной обмоток:

ΔU для первичной и вторичной обмотки соответственно составляют: ΔU1 = 1 ΔU2 = 2

Находим токи в первичной и вторичной обмотках:

т.к. КПД трансформатора η = 0,9, то cosφ = 0,94

I1 = Pт / U1· η· cosφ

I1 = 1100 / 24·0,9·0,94 = 54,18

I2 = Pт / U2· η· cosφ

I2 = 1100 / 40·0,9·0,94 = 32,5

Принимаем σ = 2 А/мм² для медного провода, тогда диаметр проводов:

d1 = 0,8√ I1 = 5,89 мм, принимаем 4,00х7,10 мм (ПСД, Провод с обмоткой из Стекловолокна в 2 слоя)

d2 = 0,8√ I2 = 4,56 мм, принимаем 4,80 мм (ПБД, 2 слоя хлопчатобумажной пряжи)

Площадь поперечного сечения:

s1 = 0,8d1² = 27,75 мм², принимаем 28,4 мм² (ПСД)

s2 = 0,8d2² = 16,64 мм², принимаем 18,10 мм² (ПБД)

Интересное из раздела

Устройство оперативной памяти статического типа емкостью 12 Кб для микропроцессора Intel 8080
Одним из ведущих направлений развития современной микроэлектронной элементной базы являются большие интегральные микросхемы памяти, которые служат основой д ...

Организация технологической железнодорожной связи
Дальнейшее повышение эффективности и качества грузовых и пассажирских перевозок требует максимального использования достижений науки и техники и широкого вн ...

Контроль параметров ошибок в трактах цифровых систем передачи
Основной тенденцией развития телекоммуникаций во всем мире является цифровизация сетей связи, предусматривающая построение сети на базе цифровых методов ...