Вестник МГТУ. 2020, Т. 23. №4.

Машкин А. В. и др. Оценка динамических потерь в силовых ключах. где Мн - номинальный момент двигателя, Н м ; юн - номинальная скорость вращения вала двигателя. Для оценки динамических потерь в ключах АИН при установившимся режиме работы можно воспользоваться Т-образной схемой замещения фазы АД. Формируемую кривую ступенчатого напряжения на фазе статора АД раскладывают в ряд Фурье, по известным параметрам схемы замещения получают амплитуды гармонических составляющих тока, а также фазовые сдвиги между гармониками токов и напряжений ( Машкин и др., 2018), и далее, просуммировав динамические потери в силовых ключах от каждой гармоники тока, находят общие динамические потери. Однако в этом случае более целесообразно решить нелинейную систему дифференциальных уравнений, представляющих математическую модель АД (Mashkin at al., 2020): U = r i +L d*sa + L dira Usa rsi sa^ s a j. , at at Usb = rsisb +Ls ~T~ +La —t , at at U = r i + L + l Usc rsisc ^ s a ’ at at 0 - rrira +Lr ~ t~ +La ~ t~ (Lr (irb - irc ) + La (isb - isc )) Wpn, 0 - rrirb +Lr + La (Lr (irc - ira ) + La (isc - isa )) Wpn , ^ __ L ( dt S 0 - rrirc +Lr —L +La —C (Lr (ira - irb ) + La (isa - isb )) ®p n, dt . , . , ,dw M - М c - J — , c dt где isa> isb, isc - токи фаз a, b, c статора асинхронного двигателя, А; ira irb, irc - токи эквивалентных фаз a, b, c ротора, А; ш - скорость вращения ротора, рад/c; L^, Ls, Lr - индуктивности намагничивающего контура, полного контура статора, полного контура ротора, Гн; Usa> Usb, Usc - напряжения, подаваемые на статор асинхронного двигателя, В. Для решения системы нелинейных дифференциальных уравнений с учетом специфики моделируемого объекта управления (ЭП) можно воспользоваться алгоритмом, приведенным в работе (Mashkin et al., 2019). В качестве нагрузки, на которую работает ПЧ, выберем АД 4А225М2УЗ с номинальной мощностью Рн = 55 кВт, основные параметры которого (Кравчик и др., 1982) приведены в табл. 1. Параметры его Т-образной схемы замещения указаны в табл. 2, где использованы обозначения: rs - активное сопротивление фазы статора; rr - активное сопротивление фазы ротора; x ц- индуктивное сопротивление намагничивающего контура; xs - индуктивное сопротивление фазы статора; xr - индуктивное сопротивление фазы ротора. Таблица 1. Параметры АД 4А225М2У3 Table 1. AM 4А225М2У3 parameters Рн, кВт Мн, Н-м Лн, А КПД, % cos ф 55 178,28 99,54 91 0,92 Таблица 2. Параметры Т-образной схемы замещения АД 4А225М2У3 Table 2. Parameters o f the T-shaped equivalent circuit AM 4А225М2У3 rs, Ом rr, Ом м О S x xs, Ом xr, Ом 0,057 0,041 12,38 12,58 12,63 Для проведения оценки динамических потерь при выбранных алгоритмах прямоугольной модуляции используем в качестве силовых полупроводниковых ключей IGBT IXGK120N120B3, основные параметры которого приведены в табл. 3, где указаны следующие обозначения: U^ - предельно допустимое напряжение коллектор-эмиттер; UHac. - напряжение насыщения коллектор-эмиттер; 1к - максимальный постоянный ток коллектора; 5вкл- время включения; 5выкл - время выключения. Таблица 3. Основные параметры IGBT IXGK120N120B3 Table 3. Basic parameters o f IGBT IXGK120N120B3 UK3, В UHac. кэ,В 1к, А ^ ^ , нс tвыкл, нс 1200 3 200 124 420 330