Температура перехода при гармонических основных частотах

Расчет температуры перехода по основной выходной частоте тока преобразователя эффективен только при компьютерных вычислениях.

Необходимо подробно рассчитать температурную и электрическую систему за один импульс для интегрирования температуры перехода IGBT и диода более чем за одну полуволну синусоиды. На рис.3.12 показана схема расчета, которая была разработана в [194].

Рис. 3.12. Основные расчеты температуры перехода преобразователей с синусоидальными выходными токами [194]

Температурная модель точно соответствует рис.3.8 для моделирования температурного импеданса при помощи RC-элементов.

Потери при коммутации за импульс можно рассчитать, основываясь на сохраненных характеристиках, если даны параметры преобразователя тока, такие как напряжение питания и мгновенное значение тока. Мгновенная температура перехода вводится в расчеты через температурные коэффициенты.

На рис.3.13 показана характеристика рассеиваемой мощности и средняя рассеиваемая мощность в IGBT, а также характеристики результирующей температуры перехода при различный основных выходных частотах, полученные при моделировании в соответствии с [194].

Рис. 3.13. Характеристика рассеиваемой мощности и температуры перехода 1200V/50AIGBT; v_d = 540 B; i_1rms = 25 A; f_s = 8 кГц, cosj = 0.8; m = 0.8; T_h = 50°C

В этом примере максимальная температура перехода превышает среднее значение только на 4 - 5 К на частоте 50 Гц. На низких частотах среднюю температуру перехода нельзя использовать для определения температурной конструкции системы, так как максимальное значение резко возрастает. Следовательно, допустимое среднеквадратическое значение выходного тока для определенного силового модуля будет снижаться для данной температуры теплоотвода и частоты коммутации. Соответствующие рабочие характеристики (например для SKiiPPACK) доступны у SEMIKRON по требованию.

Кроме того, рис.3.13 показывает, что нет никаких температурных выбросов с импульсом частоты. Это также подтверждается расчетами в п. 3.2.2.3.

Отдельным случаем с требованиями к температурным перепадам силовых модулей является процесс разгона управляемых напряжением и частотой трехфазных двигателей, управляемых инвертором. На рис.3.14 показан пример зависимого моделирования.