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      电动机参数为:三相异步电机为YSJ6324,额定转1400r/min,额定电流功率180W,额定电压220/380V,额定电流 1.12/0.65A。

    5.2.1 主回路整流电路设计
    通过二极管的峰值电流:
    Im=2√2In=2√2*1.12=3.17A
    流过二极管电流的有效值:
    Id=Im/√3=1.83A
    二极管电流定额:
    In=(1.5-2)Id/1.57=1.74-2.33A
    考虑滤波电容充电电流的影响,需要留有更大的电流余量,选用In=5A。
    整流二极管的电压定额:
    Un=(2-3)Um=(2-3)(√2)*380=1074-1612V
    选用Un=1200V,实际选用的整流桥为QL10 10A 1200V
    因为整流桥整流出来的电压波形还不够平滑,所以本次设计在整流桥后连接15V三端稳压器7815。7815芯片参数如图5—1—1所示
     图5—1—1两个电容分别选择0.33uf和0.12uf。

    5.2.2 中间滤波电路
      前面输出的直流电压含有较大的脉动部分,需要经过滤波消除高次谐波成分,因此这里加入大电容的滤波环节。又因为逆变器的负载为感性的电动机,其功率因数不会为1,因此,中间直流环节的电容和电动机之间总会有无功功率的交换。这种无功能量要靠中间环节的储能组件来缓冲。因此,中间直流环节还具有储能的作用。当没加滤波电容时,三相整流输出平均直流电压为:
     
    加上滤波电容后,Ud的最高电压可达到交流线电压的峰值:
     
    选用两个630uf/400V的电容相串联。总耐压值800伏,电容量为315uf。

    5.2.3 逆变电路
      逆变部分选用的是以绝缘栅双极晶体管(IGBT)为核心的智能功率模块IPM(Intelligent Power Module)。IGBT是80年代出现的新一代复合型电力电子器件,目前已经商品化的通用变频器大多以IGBT作为主开关器件,它是一种双极型复合器件,是MOSFET和GTR复合的产物,兼有两者的优点。IGBT具有耐压高、电流大、导通电阻小、控制功率小等特点,其开关频率介于MOSFET和GTR之间,是一种理想的全控型开关器件。而智能功率模块(IPM)除了还有主电路器件之外,还有相应的各种接口电路、保护电路(如过流、过压和过热保护)和驱动电路,可以使整个装置的可靠性大幅度的提高,而且具有设备体积小、材料省、功能多、成本低等很多优点,目前的IPM一般采用IGBT作为大功率开关器件。IPM的主要特性:
      开关速度快:IPM内的IGBT都选用高速型,驱动电路紧靠IGBT,驱动延时小,所以开关速度快。
      损耗小,低功耗:IPM内部的IGBT导通压降低,开关速度快,故功耗小。
      桥臂对管互锁:在串联的桥臂上,上下臂的驱动信号互锁,可有效防止上下臂同时导通。
      抗干扰能力强:优化的门级驱动与IGBT集成,布局合理,无外部驱动线。
    (1)    IPM的参数选择
    IGBT正反向峰值电压:
     
    考虑2.0—2.5倍安全系数,取耐压值为1200V。
    通态峰值电流:
    Im=2√2In=3.17A
    考虑1.5—2.0倍安全系数,取电流额定为10A。选用型号为PM50RSA120的IPM。
    PM50RSA120的IPM的驱动电压为20V。
    (2)    PM50RSA120内部结构
    基本结构为IGBT单元组成的三相桥臂;内含反馈二极管;内置驱动电路、保护电路和报警输出电路。这种功率集成电路由7个绝缘栅双极晶体管IGBT、751个反馈二极管、栅极驱动电路、逻辑控制电路、保护电路等组成,模块主电路部分共有5个引脚,即整流后直流电压正、负输入端,三相交流电压输出端U,V,W,驱动电源为4组+15V电源,控制部分用于PWM信号输入、故障信号输出及驱动电源等,DSC生成的PWM信号需要通过光耦合器输入。
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