Программное обеспечение для проектирования силовых преобразователей

August 7, 2013 by admin Комментировать »

Обратимся теперь к программным продуктам, предоставляемым фирмами-производителями силовой элементной базы. Эти продукты обычно ориентированы на применение элементной базы, производимой конкретной фирмой — силовым транзисторам и диодам, радиаторам, вентиляторам. Оно и понятно: любая фирма стремится продвинуть на рынок свою продукцию, и при этом дать разработчику как можно более удобные средства применения своих изделий.

Компания «Semikron» предоставляет для пользователя серию интерактивных программных продуктов [61] для создания типовых схем статических преобразователей электроэнергии, выбора элементной базы, расчета электрических и тепловых параметров, а также формирования типовых рекомендаций по обеспечению теплового режима. Данная серия программ «работает» только на сайте фирмы (к сожалению), и воспользоваться ей могут те, кто имеет доступ в Интернет.

На рис. 3.3.27 показано главное окно программы [64], из которого производится выбор необходимого расчета. Расчет «step-by-step design» предназначается для пошагового выбора силовой схемы статического преобразователя и оценки тепловых режимов элементов, расчет «ready

Рис. 3.3.27. Главное окно программных продуктов «Semikron»

assembled stack» предназначен для выбора готового силового модуля, расчет «device proposal» позволяет провести оперативное сравнение преимуществ и недостатков силовых модулей разных серий, выбрать наиболее оптимальныйдля решения поставленной задачи, расчет «driverselect tool» направлен на выбордрайвера управления силовыми модулями. Мы обратимся к расчету «ready assembled stack» и опишем его подробнее.

Первый шаг расчета — выбор силовой преобразовательной схемы (рис. 3.3.28), или ее части. Здесь можно осуществить выбор вариантов типа: однофазный выпрямительный мост, однофазный частичноуправляемый выпрямительный мост, однофазный полностью управляемый тиристорный мост, трехфазный выпрямительный мост, трехфазный частично-управляемый тиристорный мост, трехфазный полностью управляемый тиристорный мост, тиристорный ключевой элемент, трехфазный тиристорный ключевой элемент, полномостовой ключевой каскад, трехфазный ключевой каскад, чоппер верхнего плеча (buck), чоппер нижнего плеча (boost). Для примера мы выберем

полномостовой ключевой каскад, рассчитанный на формирование синусоидального выходного напряжения.

Далее следует окно ввода исходных данных (рис. 3.3.29), в котором отражаются, во-первых, основные режимы работы преобразователя, а также параметры перегрузки (коэффициент перегрузки и ее длительность).

Вслед за окном исходных данных следует окно выбора конструктивного исполнения силового модуля (рис. 3.3.30), где из выпадающего списка необходимо выбрать желаемое типосиполнение силового модуля, а также ввести корректирующие коэффициенты для расчета мощности потерь. Ввод коэффициента коррекции необходим в случае отсутствия так называемого «жесткого» переключения силового прибора, когда возникает кратковременный его режим работы, близкий к короткому замыканию (КЗ).

Выбор условий охлаждения модуля производится в отдельном окне (рис. 3.3.31). В примере задано параллельное включение трех IGBT модулей, принудительный способ охлаждения потоком воздуха с объемом 80 м3/ч. Радиатор также выбран готовым, типа P14-120. Кстати, пользователь может самостоятельно задать параметры теплоотвода.

Теперь все необходимые данные для проведения основного расчета имеются, и программа формирует таблицу результатов вычислений (рис. 3.3.32). Эта таблица содержит несколько разделов, данные в ко-

Рис. 3.3.30. Окно выбора типоисполнения силового модуля

торых сгруппированы в соответствии с последовательностью их задания, а также с назначением. Исходные данные отражают выбранную силовую схему, тип преобразования, основные требуемые электрические характеристики и максимальные режимы работы. Далее приведена выборка из технической документации на конкретный примененный модуль и параметры системы охлаждения. Эти данные были выбраны нами, здесь они приводятся для справки.

Следующие разделы включают результаты работы программы: рассчитанные потери тепловой мощности в режиме номинальной работы, в режиме перегрузки и в режиме перегрузки с минимальной частотой преобразования (для заданной в примере схемы), а представленный график показывает переходные тепловые характеристики в динамике — для режима перегрузки и режима нормальной работы.

Также в составе выходных данных программы имеются: график зависимости максимальных токов IGBT сборок и антипараллельных диодов от частоты переключения; суммарные тепловые потери на элементах от величины выходного тока, температура кристаллов в зависимости от величины выходного тока, величина суммарных потерь в зависимости от частоты переключения, температура кристаллов в зависимости от частоты переключения, ток силовых элементов в зависимости от коэффициента мощности.

Источник: Семенов Б. Ю. Силовая электроника: профессиональные решения. — М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2011. — 416 c.: ил.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты