ночасно з цим в інформаційну частину схеми подається живлення (напруги U1 - U8). У процесі витримки часу на встановлення напруг стабілізованих джерел живлення U1 - U4 апаратний захист FA блокує відкривання ключів інвертора і відбувається запуск програми управління процесором по апаратно формованої команді «Рестарт».
Виконується ініціалізація. Проводиться запис початкових умов в осередки ОЗУ процесора і визначається спосіб управління - місцеве або дистанційне. Якщо з датчиків струму фаз двигуна TAA, TAB, TAC, апаратної захисту FA, напруги мережі Uc, а також від усіх каналів вторинного джерела живлення надходить інформація про нормальних параметрах, то ЕП готовий до роботи і на цифровий індикатор виводяться нулі, світиться світловипромінювальних діод « Подача ». В іншому випадку загоряється світловипромінювальних діод «Аварія» та на цифровому індикаторі з'являється код спрацьовування тієї чи іншої захисту.
Для керування двигуном процесор формує систему трифазних синусоїдальних напруг, змінюваних за частотою і амплітудою, і передає їх в модулятор, в якому синусоїдальні сигнали управління фазами - «стійками» інвертора, що складаються з послідовно включених ключів IGBT, перетворюється в дискретні команди включення і відключення транзисторів класичним методом центрованої синусоїдальної ШІМ. Несуча частота ШІМ становить від 5 до 15 кГц. Одночасне замикання двох ключів в «стійці» інвертора блокується, для обліку реального часу запирання транзисторів в процес перемикання вводиться «мертве» час, що становить одиниці мікросекунд, протягом якого обидва ключі розімкнуті.
Силова частина ПЧ незмінна і придатна для різних способів управління координатами електродвигунів з застосуванням досконаліших мікропроцесорних засобів.
1. РОЗРАХУНОК інвертор
Вихідні дані:
Номінальна потужність Рном=30 кВт,
Діапазон вихідних частот від 0,5 до 512 Гц,
Частота мережі fс=50 Гц,
Діапазон регульованого напруги від 0 до Uпіт.сеті,
Uвх=380 В ± 20%=Uпіт.сеті.
Вибір двигуна.
За номінальної потужності вибираємо асинхронний двигун з короткозамкненим ротором стандартного виконання типу 4А180М4У3 (за довідником [3]) з наступними технічними даними:
Номінальна потужність Рном=30 кВт,
Синхронна швидкість обертання nсінх=1500 об/хв,
Ковзання s=2%,
Номінальний ККД? ном=91%,
Напруга двигуна U=220/380 В,
Кратність пускового струму IП/Iном=7,0,
Коефіцієнт потужності cos? 1=0,89.
Вибір транзисторів і діодів.
Максимальний струм через ключі інвертора визначається з виразу:
(1)
де Рном - номінальна потужність двигуна, Вт;
k1=1,2 - 1,5 - коефіцієнт допустимої короткочасної перевантаження по струму, необхідної для забезпечення динаміки ЕП;
k2=1,1 - 1,2 - коефіцієнт допустимої миттєвої пульсації струму;
? ном - номінальний ККД двигуна;
Uл - лінійної напруга двигуна, В.
Ключі IGBT вибираються з постійним (номінальним) струмом колектора Iс? Iс max.
За довідником [2, табл. 37.15] вибираємо модулі IGBT фірми Mitsubishi третього покоління типу СМ200DY - 12Н на напруга 600 В з наступними параметрами:
Таблиця 1
Граничні параметри1. Максимальна напруга колектор - емітер UCES, В6002. Максимальний струм колектора Ic, A2003. Максимальна розсіює потужність Pc, Вт 780Електріческіе параметри1. Типове UCES у включеному стані UCE (sat), В2,12. Максимальне UCES у включеному стані UCE (sat), В2,83. Вхідна ємність Cies, нФ204. Вихідна ємність Coes, нФ75. Ємність зворотного зв'язку (прохідна) Cres, нФ46. Час затримки включення td (on), нс2007. Час наростання tr, нс5508. Час затримки вимкнення td (off), нс3009. Час спаду tf, нс300Обратний діод1. Пряме падіння напруги на обр. діоді транзистора Uf, B2,82. Час відновлення обр.діода при виключенні trr, нс110Тепловие і механічні характеристики1. Тепловий опір корпус - охолоджувач Rth (cf), 0C/Вт0,132. Тепловий опір перехід-корпус IGBT Rth (jc), 0C/Вт0,163. Тепловий опір перехід-корпус діода Rth (jc), 0C/Вт0,354. Маса, г 270 Розрахунок втрат в инвертор.
Розрахунок втрат в инвертор при ШІМ формуванні синусоїдального струму на виході полягає у визначенні складових втрат IGBT в провідному стані і при комутації, а також втрат зворотного діода.
Втрати в IGBT в провідному стані:
, (2)
де Iср=Ic max/k1=133,5/1,4=95...
