Всем привет!
Есть задача спроектировать силовой преобразователь для пуска двигателя с применением IGBT-модулей (PM100DSA120 "Mitsubushi", или аналогичный). В мануале дан пример разводки и используется 3-х слойная печатная плата.
Объясните пожалуйста, кто знает, оправдано ли применение 3-слойной платы? и может кто знает какие-либо грабли, на которые можно наступить?
Премного благодарен за любые разумные советы.

Присоединяюсь к просьбе автора темы. Может кто подскажет теорию, application notes, faq и т.п. вещи по работе с IGBT. В моем случае необходимо проработать вопрос о возможности реализации преобразователя(инвертора) на IGBT для разогрева металлических болванок в индукционных печах. Там немного больше токи (до 1500А) чем при управлении асинхронными двигателями. Поверхностный просмотра сайта Mitsubishi показал, что самые мощные модули CM1000HA-24H рассчитаны на ток 1000А. Сразу возникает вопрос о том, как обеспечить 1500А, есть ли готовые модули на такой ток?

Ох не дело Вы затеяли. Лучше бы обратить внимание на тиристоры, если Вас интересует чтобы Ваш нагреватель работал в цеху "как часы".

To fsb
Вот парочка статеек из журнала Электронные компоненты по преобразователям и по IGBT фирмы Mitsubushi

To karabas
IGBT-модули на требуемый вами ток выпускает компания SEMIKRON
Прикрепляю сравнительные характеристики модулей

Обычно вопросы с токами в мощных инверторах решаются параллельным включением нескольких (до 12-24 шт на мост и более) не очень мощных IGBT или Power MOSFET транзисторов.

Упрощенно схемотехника приблизительно такая - стоки-истоки включаются параллельно, затворы через резюки подключаются к драйверу H-моста, драйвер соответственно управляется контроллером....

Естественно придется помучаться с согласованием всего этого хозяйства, и управляющей программой .

Работа конечно долгая и нудная, но в итоге это работает.

Верно для полевых тр-ов, насчёт IGBT - не уверен. Как быть с зависимостью падения напряжения от температуры?

[quote=Alexandr,Feb 28 2005, 18:57]

To Alexandr,
спасибо за статейки, немного понимания уже появилось.
В прицепленном мануале на рис. 6.37, стр.21 нарисована плата управления многослойная, нужна ли такая сложная или можно все упростить?

Температуру надо отслеживать в любом случае, контроллером через термодатчики на каждой транзисторной сборке, и корректировать соответственно режимы работы моста.

Говоря о температуре, я имел в вид следующее: у ПТ, начиная с какого-то определённого тока (зависит от типа прибора) и до максимального, зависимость сопротивления канала от температуры положительная. За счет этого обеспечивается температурная стабилизация (выравнивание температур) у паралельно включённых полевиков. У биполярных же транзисторов температурная зависимость - отрицательная, что может приводить к разогреву одного прибора, вплоть до выхода его из строя, в то время как остальные остануться относительно холодными. Для уменьшения этого эффекта добавляется резистор в разрыв эмитерной цепи, свой для каждого тр-ра. Этот способ имеет три недостатка:
1. резистор рассеивает мощность, то есть просто нагло греется;
2. больших токах транзистор может войти линейный режим, и это приведёт к выделению ещё бОльших количеств тепла на переходе;
3. этот температурный эффект хоть и ослабляется, но не устраняется до конца. Номинал эмитерного резистора является компромисом между собственной рассеиваемой мощностью и эффективностью температурной стабилизации.
Более того, не устраняется эффект "слияния горячих точек" внутри самого БТ. Для избежания этого желательно лепить транзисторы с большим запасом по току.
Насколько я помню, IGBT представляет собой гибрид полевого и биполярного транзисторов, причём силовым является биполярный.Такие вот пироги...
Всё же думаю, что для разогрева металлических болванок лучшим вариантом являются именно они. Чисто ИМХО...

Проблема действительно имела место быть, но в принципе на сегодня уже можно найти достаточно много решений от разных производителей. Так что греть болванки можно и IGBT

Что интересно, на счет ТК разные авторы имеют разное мнение. Вот цитата из статьи, скачанной по ссылке (Preobrazovat.rar) выше:
--------------
При современном уровне производства IGBT максимальный постоянный ток. пропускаемый одним кристаллом, составляет порядка 100 А. Поэтому в силовом модуле приходится использовать параллельное соединение нескольких чипов IGBT. Так как IGBT имеют положительный температурный коэффициент, а современная технология их производства обеспечивает малый разброс параметров, параллельное соединение далее большого количества чипов не является проблемой.

А можно вас попросить более подробно рассказать о том, чем лучше тиристоры? У вас был опыт использования как тиристоров, так и IGBT в реальном устройстве, и эксперимент показал что последние более "капризны"?

Если кратко, то тиристоры более "дубовы", легче пререносят пререгрузки (и весьма значительные), просты в управлении. А опыт был: делали генераторы с Iвых.= 10 КА - использовались в полевых геофизических целях. Много разных вариантов, а самый рабочий на тиристорах оказался и довольно компактный. Все остальные варианты плохо переносили полевую работу и не очень аккуратный/квалифицированный персонал. Согласитесь: условия работы похожи на Ваши - цех, ...

Так потому их и собирают в модули, и модули эти стоят намного дороже чем транзисторы по отдельности в сумме на такой же ток, из-за того, что все транзисторы в модуле подобраны друг к другу по ТК.

"Трехслойка" необязательна. Главное правило: цепи драйверов делать как можно короче, с наименьшей собственной индуктивностью.
Есть хорошие статьи в "Компоненты и технологии".

К преимуществам тиристоров действительно можно отнести большую "дубовость" и неприхотливость. Мы применяли в составе силовых мостов электроприводов буровых установок тиристоры и на 800, и на 1600А; Есть и на 3200А. Причем тиристоры были и 18,24 и 34 классов (3400В). Правда мы их применяли в электроприводах постоянного тока. Выходы из строя тиристоров были очень редки, и это при эксплуатации в очень жестких условиях буровой установки.

to karabas


При работе с силовомы приборами на токи сотни ампер (не только IGBT)
внимание надо уделять не только схемотехнике, а еще и грамотному конструированию всех силовых цепей с целью минимизации паразитных индуктивностей.
Для этих целей применяют шиинный монтаж. В случае простого инвертора это будут 4 плоские шины расположенные друг над другом с изоляцией между ними.

Посмотрите картинку. Это инвертор на четырех IGBT fz1200r12kl4c фирмы EUPEC, плюс парочка 400A IGBT тойже конторы включенные диодами.
Это фрагмент источника переменного тока 800А 10кГц 200кВт работающего в повторно кратковременном режиме 10с работа 120с пауза.
Самих IGBT не видать, но видны болты М8 по четыре шт на прибор и драйверы, которые крепятся непосредственно на IGBT

По поповоду производителя IGBT я бы рекомендовал EUPEC.
Ни по номенклатуре ни по ТТХ ни в какое сравнение не идут с темиже Mitsubishi.
Да, при сравнении параметров IGBT не забывайте смотреть при какой температуре оные заявляются. Например, EUPEC максимальный постоянный ток через прибор дает при 80 град. на корпусе и соответственно маркирует прибор. Mitsubishi и болшинство остальных производителей этот параметр дают при 25 град на корпусе

Есть интересная тема - разработать АИН на IGBT модулях для привода моторвагона электропоезда. Характеристики:
входное напряжение пост. тока от 2700 до 4000В
тип двигателя - асинхронный с корткозамкнутым ротором, мощность 350 кВт
остальные данные двигателя во вложении, там же примерная схема силовой части АИН.

IGBT параллелятся без проблем. Два 600А полумоста работают и все впорядке, правда на "воде" охлаждение. И вообще, габариты всегда меньше силовой части, если есть "вода", т.е. и паразитные индуктивности шин меньше, НО "вода" есть "вода". С ней надо быть поосторожнее.

Похоже мало кто работает с силовой электроникой . Скажу, что зарубежные аналоги построены на 32 - х разрядных микроконтроллерах (типа TMS 470)

Есть несколько подводных камней связанных с применением ИЖБТ, а именно снижение допустимой токовой нагрузки при работе на частоте. Выражается это так - берём модуль на 200А, включаем его на 10кГц и он весело сгорает при мягкой комутации с амплитудой в 100А...
Потом, в информации на ИЖБТ которая мне попадался такой параметр - зона безопасной работы. У ИЖБТ превышение амплитуды тока 2-х кратного значения смертельно, у тиристоров - нет.
Далее насчёт индукционного нагрева - какая силовая схема будет использоваться и какой нагрузочный контур? Источник напряжения на плохо настроенный паралельный контур может давать броски тока при коммутации, источник тока может выбить транзисторы противоЭДС, последовательный нагрузочный контур потребует закалочного трансформатора или (и) высоковольтных конденсаторов с индуктором...
Буржуины делают источники для индукционного нагрева на ИЖБТ, я с ними сталкивался и даже внутри смотрел. Но заметил одну особенность - внутри на компенсирующей батарее есть ступени подключаемые через ВЧ-контакторы. Мои размышления по этому поводу были неутешительны - при изменении параметров системы металл-индуктор компенсация производилась не только частотой инвертора (как в обычных тиристорных источниках) но и емкостью что не есть гуд в большинстве случаев.
В общем не всё однозначно. Как уже отмечалось ранее тиристоры дубовые но полууправляемые, ИЖБТ капризные

НО, в течение 10 микросекунд ИЖБТ выдерживают 10-ти кратную амплитуду тока - это информация из Даташит, 5-ти кратный - 20 микросекунд и т.д., хотя, на практике нужен запас. В Вашем случае "Выражается это так - берём модуль на 200А, включаем его на 10кГц и он весело сгорает при мягкой комутации с амплитудой в 100А..." - смотря какая схема, какая индуктивность шин, конденсаторов, есть ли снабберы и эффективно ли они работают - причин много...

6-сот амперный модуль *N*F*H* в однофазном мосте на 150 аперах и частоте 35 кГц при водяном охлаждении - через 2-3 минуты - 55-60 градусов. Хотя в трехфазном мосте при 10кГц трехсот амперный на 125-140 амперах работает нормально, охлаждение - принуд. воздушное.

В европейских преобразователях частоты применяются в основном EUPEC. Митсубиши - это самый оптимальный вариант цена/качество. Слышал от диллеров, что самые качественные приборы стоят только на их приводах, а отдельно можно купить только в Японии. То что идет на экспорт - более низкого качества (а унас почему-то все наоборот).

До сих пор не понятно как выбираются транзисторы и сходя из мощности нагрузки? В преобразователе на 7.5 кВт (3 фазы по 16 А) использовался модуль на 50 А. Зачем более чем 3-кратный запас?

По поводу особенностей силовой электроники.
Борьба с паразитными индуктивностями, скин-эффектами - это обязательное правило. Насколько мне известно не менее важным, чем качество транзистора, качество управления. По слухам, мнениям и статьям и немного личного опыта складывается впечатление, что лидерами тут являются CT-Concept. Вобще качественное управление - секрет многих производителей. Например, CT-Concept, использует заказные ИС, которых нет в свободной продаже. Но зачастую стоимость таких драйверов высока. 2 драйвера на 6А - 100 евро. Примерно тоже и у семикрона.
Если проектируется малосерийное дорогое надежное устройство - лучше купить силовые сборки (охлаждение+кондеры+драйвера+защиты). Дорого, но надежно.

И еще. Если кто поддерживает идею создания ветки форума по Приводу и словой электронике заглянитесюда

Мы считали так: среднекв. ток двигателя (3ф), например, 8.6 ампер - значит амплитудное значение - 8.6*1.5 (примерно) с учетом перегрузочной способности при частоте до 10 кГц - еще умножим на 1.5, а свыше (20кГц) - умножим на 2. Вот и получили силовой модуль на 20 ампер или 25. Какие у кого по этому поводу есть мнения?

Но у тиристоров эти параметры куда более впечатляющие...

Силовая схема - обычный мост на 2-х полумостовых ga200td120u (файл прилагаю), последовательный нагрузочный колебательный контур подключен к инвертору через понижающий трансформатор, драйвера "крутые и навороченные" - было давно "фамилии" не помню. Монтаж выполнен близко расположенными шинами с индукивностью в закороченном состоянии порядка сотни (или сотен) нГн (могу ошибиться), для защиты от выбросов использовались диодные RC цепи (резисторы РК), амплитуда выбросов на транзисторах была не более 1.1Ud
. Напряжение 3-х фазного выпрямителя плавно регулировалось до 300В, фильтровые ёмкости сглаживали всё на ура, частота инвертора соответствовала частоте резонанса (~10кГц, проверялась на малом напряжениии контролем формы тока, далее постоянно поддерживали на резонансе подкручивая частоту в пределах единиц Гц), транзисторы ставились с пастой на водяные охладители, в индукторе стояла латунная трубка с проточным водяным охлаждением, добротность нагрузочного контура 4...5. В общем сремились создать условия близкие к идеальным. Насчёт тока при котором макет сгорел мог наврать, но не сильно. Это основное что помню, более подробно сказать не могу - журнал утерян.

Чудеса, хотя... Не знаю, я в приводах полный 0.
Кстати, забыл сказать, немецкие источники на 250кВт (Ud=520В, Id=500А) для индукционного нагрева используют EUPECовские транзисторы, если кому интересно попробую найти записи...

Да очень интересно. Поищите, если это возможно.

Для alex2703: не забыл.
Все записи пока не нашёл, привожу то что обнаружено, как найду остальное дополню. В обшем схема такая: 3 фазы через контактор (?) подаются на диодный выпрямитель (схема ларионова). На выходе выпрямителя стоят трансформаторы постоянного тока и напряжения, Г-образный LC фильтр, паралельно C стоит резистор ~4кОм 100Вт. Инвертор собран на 4-х FZ1200R12, драйвера с оптической развязкой (световоды), к выходу инвертора подключена демпфирующая RC цепь и понижающий трансформатор 560В/400В (индуктор стоит в ваккумной печи). Напряжение после транса проходит через защитную индуктивность и подаётся на конденсаторы компенсирующей батареи, часть конденсаторов комутируется ВЧ контакторами.
ПС alex2703, если не секрет где работаем?

Практический вопрос - какая длина считается приемлемой ?
Например, судя по картинке
http://electronix.ru/forum/uploads/post-5466-1117452645.jpg
от платки с драйвером(которая торчит)
до транзисторов(если они находятся прямо под радиаторами) сантиметров 10-15 наберется.
Какими проводниками лучше пользоватся на участке "драйвер - транзистор" для снижения индуктивности ?

Я понимаю - идеальный вариант - драйвер на платке прямо около транзистора,
но это не всегда приемлемо.

Можно ли пытатся скомпенсировать влияние индуктивности проводов выбором
драйвера с большим током ?
Нет ли за этим решением каких-либо неприятностей ?

Имел ли кто-нибудь дело с IGBT-транзисторами фирмы Ixys? Дороговаты, может, качество лучше.
На Терре была аналогичная тема в конференции, там один участник с большим опытом работы с IGBT не советовал использовать модули интеллект Митсубиси. Вроде как что-то в них недоработано, взрываются часто. Лично я думаю: из-за того, что питание на драйвера идёт однополярное.

Витая пара Вам поможет.

Проблема есть - может начаться "звон". Индуктивность проводов + емкость затвора + емкость проводов+ крутые фронты от драйвера и т.д.
Решение простое - ставить рекомендуемый заводской драйвер на минимальном растоянии и пользоваться оптоволокном

Занимаюсь инверторами на IGBT для индукционного нагрева.
Тема для меня новая и не охота унаследовать опыт коллег по работе регулярно пополняющих убитыми семикроновскими модулями непустое уже ведро.
Вопрос собственно простой. Применение чисто параллельного резонансного контура с инвертором напряжения противоречит здравому смыслу (как его не настраивай) и только благодаря паразитной индуктивности рассеяния транса токи перезаряда емкостей не оказываются неограниченно высокими.
Последовательный контур не позволяет эффективно отобрать мощность на нагрев заготовки, т.к. нагруженый индуктор представляет собой активное сопротивление подключенное параллельно L0 индуктора через индуктивность рассеяния.
Возможно следует сделать последовательно параллельный контур настроеный на одну частоту.

Omen_13, возможен ли обмен опытом по этой теме?

Не могу найти эффективного способа отбора мощности и уменьшения реактивных токов через обратные диоды.

Насколько я понял речь идёт о т.н. "автоконденсаторной" схеме? Сделать можно, но конденсаторов потребуется очень много. Ещё недостаток - рабочее напряжение конденсаторов придётся брать больше выходного.

Обмен не только возможен, это приветствуется!!!
На паралельный нагрузочный контур оптимальная работа только паралельного инвертора тока в емкостном косинусе (условия комутации лучше и можно получить выходное напряжение больше выпрямленного).
На схеме L1 L2 входной дроссель, L3 L4 коммутирующая индуктивность ограничивает скачёк тока при включении следующей диагонали, L5 индуктор С1 компенсирующая батарея. Основная мысль в следующем - при включении очередной диагонали напряжение компенсирующей батареи прикладывается к проводящей диагонали и закрывает её. Таким образом ток через транзисторы имеею форму трапеции а не прямоугольника. Естественно система управления должна выключить транзисторы по окнчании переходного процесса. Более подробно о работе этой силовой схемы можно найти в учебниках (только там стоят тиристоры, но в нашем случае это ничего не меняет - тиристоры запираются сами а нам управляющее напряжение снимать)
ПС Ведро - это круто! Злорадно улыбнулся...

Инвертор напряжения с параллельным контуром возможен, если включить еще дроссель. То есть ограничить токи заряда конденсатора через дроссель.

Делал так - обычный последовательный резонансный контур в диагонали моста индуктивностью которого служит рассеяние трансформатора, в качестве нагрузки параллельный контур образованый индуктором и компенсирующим кондёром. Оба настраивал на одну частоту в расчёте что на максимум передачи последовательного придётся максимум импеданса параллельного, но получил осциллограммы по току в диагонали совсем не красивые - плохой коэфф мощности при большущих реактивных токах. По идее ФЧХ обоих цепочек складываясь должны показать приличную полку с нулевой фазой ( создавая чисто активную нагрузку). По сути получается двугорбая ЧХ и дальше вообще запутался в резонансах и направлениях токов.

Что-за "автоконденсаторная" схема -понятия не имею.




Дык в том и дело, что т.з. предполагает инвертор напряжения, а не тока. Второй лучше выходит на тиристорах.




Условием резонанса параллельного контура является источник тока питающий его, АИН только угнетает колебания и форма тока и напряжения при таком варианте очень нехорошая. Получается имеем неприятности и емкостной ( в начале полупериода) и индуктивной (в конце) реакции.
Тогда уж лучше и вовсе нерезонанансный преобразователь делать.

С вполне логичным последовательным резонансом для инвертора напряжения стоит проблема максимальной потребляемой мощности на холостом ходе индуктора и уменьшением её при внесении нагрузки. Получается имеем плохой разогрев и никакой кпд при плохо нагруженом индукторе.

Честно говоря пока нормального рабочего варианта реализации АИН для индукционного нагрева не встречал (хотя теоретической инфы хватает), среди готовых конструкций есть явно противоположные по топологии организации нагрузочных цепей, некоторые из которых работают вопреки, а не благодаря теории. Теперь нахожусь в лихорадочном поиске приемлемого варианта.
Возможно где-то в рассуждениях неправ, но хочется составить для себя устойчивое представление.

В качестве признательности форумчанам ссылка с хорошей электротехнической библиотекой.

http://ihtik.lib.ru/electrotehn.html

ЗЫ. Угораздило меня попасть в отдел новых разработок, нет покоя ни на работе ни дома - мысли одолевают и постоянно приходится учиться.

А как снего качать?
Выдает список файлов но ни одной ссылки

Я делаю так:
по данной ссылке нахожу книгу, потом на главной странице через поиск нахожу ее на сайте.
Там будет список с файлов с порядковым номером, а сверху страницы будут ссылки на скачивание.
Там что то типа,
http://ihtik.dreamhosters.com/electrotehn_...4janv2007_N.rar
где N номер нужной книге в списке, подставляем его вместо N, закидываем в менеджер закачек и вперед

pantelei4, поздравляю, Вы попались на инвертор с комутирующим контуром!!!!
Недостатков вагон, плюс только один - низкие динамические потери.
Если необходим АИН решение подсказанное alex2703 единственно верное, в противном случае необходим инвертор тока.

Не всё так просто с тиристрорами - необходимо создать пусковые условия (разогнать ток дросселя, возбудить колебания в нагрузке). Потом на тиристорах паралельный инвертор тока на частоту выше 10кГц сделать довольно проблематично (таллинский собран на английских тиристорах, свои уже не тянут)

Последовательно с паралельным резонансным контуром подключён ещё один конденсатор. Тогда напряжение на индукторе будет больше напряжения источника

После некоторых раздумий насчёт уменьшения токов через диоды вспомнил - частота управления должна равняться частоте комутирующего контура. Идея в следующем - как только ток через транзистор уменьшился до 0 его закрывают и включается следующий. Регулирование мощности осуществляется за счёт напряжения питания...
Я вот ещё о чём подумал - подобные вещи надо рассматривать в комплексе, т.е. Выпрямитель - Фильтр - Инвертор - Нагрузка. Предположим Вы решили все вопросы с работой инвертора, дело за малым - обеспечить питание. Мощность порядка сотен кВт и используется управляемый выпрямитель, далее стоит дроссель и фильтрующий конденсатор. В рабочем режиме всё будет ОК, но при аварийной ситуации необходимо снять импульсы с инвертора - ток дросселя продолжит зарядку фильтровых конденсаторов - напряжение на инверторе будет расти. Не забудем о тиристорах выпрямителя - они закроются не сразу, т.е. энергия из сети будет потребляться (перевод выпрямителя в инверторный режим нас не спасёт - ток дросселя всё равно станет напряжением фильтровых конденсаторов). Если емкость конденсаторов очень большая то ничего страшного не произойдёт, но ведь конденсаторы будут разумной а не бесконечной емкости (цена изделия). Можно конечно использовать вариант неуправляемый выпрямитель на диодах и ключевой стабилизатор, но для получения большой мощности необходимо будет комутировать постоянный ток и на большой частоте для уменьшения габаритов фильтра - сколько будет стоить такой ключ и насколько станет оправдано применение комутирующих элементов в инверторе?
Думайте и ломайте голову (в меру) - это очень полезно!

Это о том, что реактивные токи последовательного контура минуя нагрузку проходят через инвертор не совершая полезной работы? В чисто последовательном таки да.
Дык по замыслу в соответствие схеме последовательно-параллельного ток как раз течёт через нагрузку скомпенсированного индуктора ( в присоединённом файле).
Вчера и сегодня экспериментируя получил обнадёживающие результаты, просто необходима точная настройка.


Вопрос возник другого рода, он уже всплывал, но остался без внимания.
- Насколько рационально использование индуктивности рассеяния трансформатора совместно с батареей для получения последовательного контура? Опасаюсь подводных камней в виде нестабильности Lрасс от температуры и вероятности влетания сердечника в насыщение.
- Насколько опасны сквозные токи проходящие в случае емкостной реакции контура, когда во время мёртвой паузы ток проходит через обратный диод только что закрывшегося ключа?

Мой хороший совет - забудьте о точной настройке нагрузочного и комутирующего контуров. Связано это с тем что в процессе нагрева у металлов меняется электропроводность (от температуры), а если греется железо то при достижении точки Кюри (~700 гр.С) практически скачкообразно изменится магнитная проницаемость, что равноценно изменению индуктивности индуктора. Следующий довод - параметры конденсаторов как правило даются с точностью +-10% даже для изготовленных в одной партии, линейные размеры индуктора в процессе изготовления и эксплуатации могут несколько отличаться от расчётных. Если Вы не обладаете наклонностями мазохиста-настройщика то представляете чем может обернуться правильный подбор параметров.
Кстати, в будущем плЫз - не выкладывайте рисунки в BMP, есть другие форматы с более удобоваримой формой (gif, jpg и т.п.), имейте уважение к тем кто пользуется диалапом...

Я бы не рисковал и поставил комутирующую катушку с заранее известными параметрами, в конечном итоге это сэкономит нервные клетки при ремонте/замене/смене типа трансформатора. 100мкГн это индуктивность трансформатора (уж слишком большая) или комутирующей катушки?

Чесно говоря не понял о чём речь, если можно поподробнее в следующий раз (с диаграммами). Как понял вопрос - Чем черевато протекание тока через диод в паузе между проводимостью транзисторов (мертвое время) при емкостном косинусе нагрузочного контура?
Черевато это тем что через включившийся транзистор ток будет нарастать не с 0 а с некоторой величины равной току диода, что приведёт к дополнительным потерям в транзисторе при его включении. Емкостной (равно как и индуктивный) косинус дополнительно увеличит потери.
Кстати, а какой инвертор проектируется? В смысле какая частота, мощность и т.д.

Номинал индуктивности на схеме оказался случайно, просто хотел обсудить топологию.
Согласен, что нельзя ориентироваться на малопрогнозируемый паразитный параметр, хотя очень заманчивой выглядит перспектива отказа от стремления сделать качественный трансформатор.



С диаграмами напряг. На пальцах объясняется так:
- В паузе, при закрывании любого из плеч, ток комутирующего контура может протекать как через обратный диод отработавшего плеча при емкостном косинусе, так и ожидающего включение при индуктивной реакции. Первый вариант дает свозной ток, второй -нет.

Подробно здесь - http://www.interm.spb.su/htm/science/commu...n_inverters.htm
Насколько опасны для работы эти сквозные токи из практики (если конечно такая имеется)?

Речь о проекировании инвертора пока не идёт, а о выборе концепции, благодаря которой можно по максимуму использовать энергетические возможности преобразования АИН.
Рабочие варианты уже эксплуатирующихся установок ( 20 и 60 кГц) пока не позволяют говорить о эффективном использовании мощностных характеристик модулей.
Согласитесь безопасно снимать с инвертора на 400А модулях при питании 540В около 40кВт не кажется великим достижением.
Учитывая коэфф. формы токов и напряжений для мостового инвертора кажется справедливым требовать от него Pвых=Imax*Uпит/1.4^2 на частотах где гарантируются максимальные параметры модулей.
Интересен факт снижения максимальных допустимых токов модулей при высокой частоте ,
это былобы понятным при условии жесткой комутации приводящей к бОльшим динамическим потерям с повышением f. Но для случая мягкой уже не кажется очевидным, с чем тогда связано?

Качественный силовой трансформатор лучше купить (если не собираетесь выходить на уровень 100-200 в год). В Питере этим занимается НПФ ВЭТО, рекомендую.

Теперь всё понял, вопрос очень интересный!!!!
Сам с этим не сталкивался - у нас тиристорные инверторы тока.
Если используемые элементы идеальные (что в принципе невозможно) то никаких сквозных токов не будет - произойдёт перекомутация тока с диода на включившийся транзистор. НО!! Диоды имеют время выключения в течении которого ток проходит через диод в обратном направлении. Время это зависит от скорости рассасывания неосновных носителей, протекавшего тока, приложенного напряжения и т.п. В принципе решения этой проблемы давно известны:
1. комутирующая катушка или часть ее выполнена в виде индуктивности со средней точкой (один конец к верхнему плечу, другой к нижнему, средняя точка к нагрузке) или 2-х независимых катушек. Тогда при включении транзистора произойдёт плавное выключение диода.
2. Надо дождаться окончания протекания тока через диод.
Оба способа имеют свои минусы.

Не знаю...

Быть может, уже появилось больше информации по вылетам IPM?
Я тоже думаю, что это из-за однополярного питания, но с маленьким уточнением: имхо, там не умеют пользовать Active Miller Clamping.

Ваша схема Нажмите для просмотра прикрепленного файла представляет собой так называемый Neutral Point Clamped инвертор, другими словами 3-х уровневый инвертер.
У нас такой 3-х уровневый инвертер работает при 3000В и токе до 580А RMS .
Причем IGBT модули там стоят на 1200А. Вроде ничего не горит. Модули EUPEC - правильно сказали - самые лучшие для средних напряжений. А для низковольтных Данфосс делает неплохие IGBT. И Семикрон на них неплохие модули делает.

Но управлять таким инвертором гораздо сложнее, так как надо балансировать звено постоянного тока.
И правильное размещение шин звена пост. тока имеет первоочередное значение.
У нас сендвич из 6-ти слоев меди и текстолита над модулями. Охлаждение водяное.
Кстати драйвера там стоят Concept и упраляются по оптике.

Для движка не проблема приспособить.

Так еще надо? Можем вам собрать.


Конечно сгорает. А вы потери при переключении считали? IGBT транзистор не практически не рассеивает мощность когда он включен и выключен. Основной нагрев происходит при переключении. При этом иногда для того чтобы поднять температуру перехода до 150град. достаточно иногда пары десятков переключений. И никакая вода здесь не поможет.

Под мягкой комутацией я подразумевал включение и выключение при токе близком к 0, т.е. диамические потери были минимальны.

Yong Li. Unified zero-current-transition technique for high power three-phase PWM inverters. 2002. Virginia Polytechnic Institute. Диссер, 305 страниц на английском, теория и рабочие макеты электропривода трехфазного на 5кВт и 55кВт.

http://arcweld.mylivepage.ru/file/227_%D0%...%89%D0%B8%D0%B5

Так Вы ж написали, что 10кГц и 100А. А 100А - это ж наверное 50Гц или меньше? Иначе зачем тогда IGBT использовать - можно и тиристоры поставить - если при 0 выключаться.

А я вот сейчас буду моделировать температурный режим IGBT со всеми коммутациями. И по самым оптимистическим подсчетам - и это подтверждается в статьях - всего лишь в течение одного периода 50ти герцового тока, скажем 600А, и при частоте коммутации скажем 1.5кГц происходит всего лишь 30 переключений за один период. Но они происходят только половину периода, так как во второй половине другой транзистор работает. Так вот при этом температура кремния внутри транзистора скачет аж до 40 градусов выше корпусной. То есть если температура корпуса транзистора 85 градусов, то когда он коммутирует пиковое значение тока - температура перехода кратковременно может достичь 125 градусов, а затем в течение второго полупериода она снижается до корпусных значений - и так 50 раз в секунду.
Весело им жить да?

Вы имеете в виду Neutral Point Clamped инвертор или полумост?

Sorry - NPC конечно - в полумосту всего ж 2 транзистора - и им всегда работать надо.

Это я к тому уточнил, что для расчетов Вы, наверное, Simulink пользовать станете. То есть собственными наработками. Потому что MELCOSIM/IPOSIM/SEMISEL не умеют NPC. Поделитесь, пожалуйста, источником параметров для столь обширной тепловой модели, включающей остывание целого модуля.