Chương 3: Tính toán mạch lực Chương 3: TÍNH TOÁN MẠCH LỰC Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý mạch lực. Chọn tần số băm xung f = 2 kHz 3.1. Chọn diode công suất. Qua phân tích các phương pháp điều khiển ta có: Dòng điện trung bình chạy qua diode D 1 , D 3 là: I D1 = I D3 < γI d Dòng điện trung bình chạy qua diode D 2 , D 4 là: I D2 = I D4 < (1 – γ)I d Vậy dòng trung bình chạy qua diode lớn nhất là : I Dmax = I d = 60 (A). Chọn chế độ làm mát là van có cánh tỏa nhiệt với đủ diện tích bề mặt và có quạt thông gió, khí đó dòng điện làm việc cho phép chạy qua van lên tới 50 %I Vdm Vậy ta có Qua sơ đồ biểu diễn điện áp đặt lên các phần tử ta thấy điện áp ngược đặt lên mỗi diode là (bỏ qua sụt áp trên các van): U ng.max = U dc = 60 (V) Chọn hệ số dự trữ là k dt =1,6 U vng = k dt . U ng.max = 1,6 . 60 = 96 (V) Từ các thông số trên ta chọn 4 diode loại CR80-010 có các thông số như sau: - Dòng điện cực đại cho phép chạy qua van I max = 80 (A) - Dòng điện cực đại cho phép đặt lên diode U ng.max = 100 (V) - Đỉnh xung dòng điện I đỉnh = 1500 (A) - Sụt áp diode ở trạng thái mở ΔU = 1,2 (V) - Dòng điện thử cực đại I th = 80 (A) - Dòng điện rò ở 25 0 C I r = 100 (mA) - Nhiệt độ tối đa cho phép làm việc T cp = 200 0 C 3.2. Chọn các van bán dẫn. Xuất phát từ yêu cầu công nghệ ta phải chọn các van bán dẫn là loại van điều khiển hoàn toàn IGBT. Dòng trung bình chạy qua van Dựa vào biểu đồ dạng dòng điện chảy qua van ta có: - Dòng điện trung bình chạy qua diode S 1 , S 3 là: I S1 = I S3 < γI d 1 Chương 3: Tính toán mạch lực - Dòng điện trung bình chạy qua diode S 2 , S 4 là: I S2 = I S4 < (1 – γ)I d Vậy dòng trung bình chạy qua van lớn nhất là : I smax = I d = 60 (A) Chọn chế độ làm mát là có cánh tản nhiệt với đủ diện tích bề mặt và có quạt thông gió ta có: Qua sơ đồ biểu diễn điện áp đặt lên các phần tử ta thấy điện áp ngược đặt lên mỗi IGBT là (bỏ qua sụt áp trên các van): U ng.max = U dc = 60 (V) Chọn hệ số dự trữ là k dt =1,6 U vng = k dt . U ng.max = 1,6 . 60 = 96 (V) Từ tính toán trên ta chọn loại cầu 4 IGBT có các thông số sau: Ký hiệu U cemax (V) I c (V) U ce (bão hòa) P (W) R (K/W) BSM50GB60BL C 600 50 1,95 250 0,5 3.3. Tính toán cánh tản nhiệt. 3.3.1. Tính cánh tản nhiệt cho diode. Tổn hao công suất trong quá trình làm việc là: Trở kháng nhiệt của tản nhiệt yêu cầu là: Với trở kháng như trên ta chọn loại cánh tản nhiệt cánh tản nhiệt 126 dài 75m 3.3.2. Tính cánh tản nhiệt cho IGBT. Tổn hao công suất trong quá trình làm việc là: Trở kháng nhiệt của tản nhiệt yêu cầu là: Với trở kháng như trên ta chọn loại cánh tản nhiệt cánh tản nhiệt 115 dài 55m 2 . tản nhiệt yêu cầu là: Với trở kháng như trên ta chọn loại cánh tản nhiệt cánh tản nhiệt 126 dài 75 m 3.3.2. Tính cánh tản nhiệt cho IGBT. Tổn hao công suất trong quá trình làm việc là: Trở kháng