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低压变频器的结构设计
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  • 低压变频器的结构设计The Structural Design of a Low Voltage Inverter
    山东新风光电子科技发展有限公司 孔亮
    Kong  Liang
    摘  要:本文以160kW/380V变频器为例,阐述了变频器结构设?#39057;?#20027;要过程:包括热设计;通风量的计算;散热器的设计,风道的设计及整机防腐蚀设计。
    关键词:变频器;功率损?#27169;?#28909;阻;风道
    Abstract: This paper takes 160kW/380V inverters as an example to gives  main process of inverters structure design: including thermal design; ventilation rate calculation; radiator design, duct design and machine design of Corrosion prevention.
    Key words: Inverter  Power consumption  Thermal resistance   Wind tunnel
    1引言
        本文以160kW/380V通用变频器为例,分别从功耗计算,通风量计算,散热器的设计,风道的设计,防腐蚀设?#39057;?#20960;方面阐述了在特殊环?#31243;?#20214;下的结构设?#39057;囊话?#36807;程。
    2 160kW/380V变频器功率损?#27169;?#20197;下简称:功?#27169;?#35745;算
    2.1  160kW/380V变频器的主回路功耗计算
    2.1.1 160kW/380V变频器的IGBT功耗计算
    变频器选用型号为FF400R12KE3 的IGBT模块共6件,IGBT功耗为:
     

    ② 续流二极管的开关功耗包括在IGBT的ESW(on) 之?#23567;?br /> (5)每一IGBT(两个桥臂)总功耗为:
       2×PA=2×( PC+ PD )=2×( PSS+ PSW+PD )=2×(189.4+23.1)=425(W)
    (6) 6个IGBT总功耗为:
    425×6=2550(W)
    符号注释:
    VCE(sat): T=125℃,峰?#26723;?#27969;ICP下IGBT的饱和压降;VCE(sat)=2V。
    ESW(on):T=125℃?#29615;逯档?#27969;ICP下,每个脉冲对应的IGBT开通能量,ESW(on)=25mJ。
    ESW(off):T=125℃?#29615;逯档?#27969;ICP下,每个脉冲对应的IGBT关断能量,ESW(off)=62mJ。
    fSW:变频器每臂的PWM开关频率(通常fSW=fC),取值为2kHz。
    ICP:正弦输出的电流峰值,ICP =400A。
    VEC:IEP情况下,续流二极管的正向压降,VEC =0.7V。
    D:PWM信号占空比,取值为0.5。
    θ:输出电压与电流间的相位角,(功率因数= )。
      平均结温的估算:
    IGBT的最大结?#29575;?50℃,在任何情况下都不能超过该值。
       Tj=Tc+PT×Rth(j-c)        Rth(j-c)可以在数据手册中查到。
        =75+425×0.062
       ≈101℃<150℃
    Rth(j-c)=标定的结壳热阻
    Tj=半导体结温
    PT=器件的总平均功?#27169;≒SW+PSS)
    Tc=模块的基板温?#21462;?#35774;定Tc=75℃时,变频器温升保护。
    2.1.2整流模块功耗计算
    变频器选用型号为ZXQ400A-1200V的3只,可控硅模块选用KZQ600-1200V的1只,整流模块和可控硅模块总功耗按IGBT模块的三分之一计算。...
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