Jump to content

    

КПД силовых ключей инвертора для асинхронного эл. двигателя

Здравствуйте!

У силовых ключей инвертора 6 шт. максимальная частота ШИМ заполнения 20 кГц, время переключения 600 нс. Ток 2А, 310В. Рабочая частота 8 или 16 кГц. Нагрузка, асинхронный 3ф. электродвигатель 500 Вт.

Помогите рассчитать сколько энергии во время работы транзисторами будет преобразовываться в тепло?

Мне это необходимо для правильного выбора частоты заполнения ШИМ, 8 или 16 кГц, так чтоб сохранить приемлемый КПД инвертора.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Потери в транзисторах складываются из статических и динамических. Как считать - неоднократно рассматривалось, в том числе, на этом Форуме. Например, здесь.

Там приводилось упоминание документа slup117, в котором на стр.9 дан ответ. Кроме того, Гугл знает такого добра более чем много.

Share this post


Link to post
Share on other sites

ладно. раз все так сложно, попробую измерить площадь переходного процесса при переключении и исходя из площади прикинуть сколько энергии выделится.

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 часа назад, Слесарь сказал:

ладно. раз все так сложно, попробую измерить площадь переходного процесса при переключении и исходя из площади прикинуть сколько энергии выделится.

Если осциллограф цифровой, то он умеет перемножать каналы - выводим ток и напряжение, получаем мощность. Останется глазом проинтегрировать :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
46 minutes ago, HardEgor said:

Если осциллограф цифровой, то он умеет перемножать каналы - выводим ток и напряжение, получаем мощность. Останется глазом проинтегрировать :) 

Современные осциллографы умеют сами интегрировать в пределах периода.  Но там есть другая проблема- фазовая задержка в датчике тока. Если это дешевый китайский холловский датчик или клещи осциллографические то задержка на частоте инвертора получается такая, что после перемножения полная чушь. Надо или искать очень дорогие токовый осциллографические клещи типа close loop,  или брать осциллограф типа последних серий Риголов, которые позволяют  подстраивать задержку в отдельном канале и калибровать тракт токовых датчиков на частоте работы ШИМ инвертора.

Share this post


Link to post
Share on other sites
9 минут назад, khach сказал:

 Но там есть другая проблема- фазовая задержка в датчике тока.

Как-то всё сложно у вас - для проверки можно и шунт впаять в исток и коаксиалом напрямую включить в осциллограф.

Share this post


Link to post
Share on other sites
27 minutes ago, HardEgor said:

Как-то всё сложно у вас - для проверки можно и шунт впаять в исток и коаксиалом напрямую включить в осциллограф. 

У силовых ключей инвертора 6 шт. максимальная частота ШИМ заполнения 20 кГц, время переключения 600 нс. Ток 2А, 310В. Рабочая частота 8 или 16 кГц. Нагрузка, асинхронный 3ф. электродвигатель 500 Вт. 

И не жалко осциллографа? Учитывая еще и канал измерения напряжения. По шунту калибруют токовые щупы на низковольтном источнике.

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 hours ago, Слесарь said:

ладно. раз все так сложно, попробую измерить площадь переходного процесса при переключении и исходя из площади прикинуть сколько энергии выделится.

Ну, тогда ещё проще. Палец к корпусу транзистора приложить и прикинуть...

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, khach сказал:

И не жалко осциллографа? Учитывая еще и канал измерения напряжения. По шунту калибруют токовые щупы на низковольтном источнике.

А что не так? Резистор 0,2 Ом между общим и истоком, откуда на нём возьмутся большие вольты при 2А?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ага, особенно для верхнего транзистора в трехфазном инверторе. Того, где потенциал на истоке повторяет напряжение на фазах асинхронного двигателя. И к нему щуп напряжения, который заземлен совсем в другой точке. И это при том, что современный цифровой осциллограф в большинстве случаев имеет общую землю для всех каналов, да и с землей питания она соединена.

Ну и индуктивность шунта влияние оказывает, при быстром ШИМе транзистор просто не закроется вовремя и будет бах из за сквозного тока.

Так что токовые щупы и дифференицальные щупы напряжения очень желательны.

А по поводу задержек в токовых шупах вот иллюстрация осциллограммы динамических потерь. А теперь представте что токовый канал слегка сдвинулся по оси времени.

screenshot%2520dpopwr%2520mso5k%2520imag

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 часа назад, khach сказал:

Ага, особенно для верхнего транзистора в трехфазном инверторе.

Ну и индуктивность шунта влияние оказывает, при быстром ШИМе транзистор просто не закроется вовремя и будет бах из за сквозного тока.

Зачем измерять на  верхнем транзисторе? Зачем ставить шунт с высокой индуктивностью? Не стоит усложнять.

Задача стояла оценить на какой частоте больше рассеиваемая мощность. Достаточно измерить только на нижнем транзисторе. Шунт делается из кусочка тонкого нихрома - его индуктивность не выше дорожки или вывода транзистора, или берется SMD низкоиндуктивный. Одна проблема - немного сдвинется потенциал управляющего напряжения на затворе транзистора и увеличится сопротивление затворной цени, но для сравнения это не критично.

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 minutes ago, HardEgor said:

Задача стояла оценить на какой частоте больше рассеиваемая мощность. 

Считать потери имея рабочий образец похоже на блажь.
Ставится терморезистор на плату а лучше несколько и мониторится.  Греются же и дорожки и  шунты и конденсаторы и диоды и драйвера. 
К чему считать только транзисторы? 
Там же и способ модуляции имеет значение. 
КПД же больше зависит от контура управления поскольку большая часть потерь будет в моторе при плохом управлении.  

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now