基于DSC的异步电动机变频调速系统设计(7)
电动机参数为：三相异步电机为YSJ6324，额定转1400r/min,额定电流功率180W，额定电压220/380V，额定电流 1.12/0.65A。
5.2.1 主回路整流电路设计
通过二极管的峰值电流：
Im=2√2In=2√2*1.12=3.17A
流过二极管电流的有效值：
Id=Im/√3=1.83A
二极管电流定额：
In=（1.5-2）Id/1.57=1.74-2.33A
考虑滤波电容充电电流的影响，需要留有更大的电流余量，选用In=5A。
整流二极管的电压定额：
Un=（2-3）Um=（2-3）（√2）*380=1074-1612V
选用Un=1200V，实际选用的整流桥为QL10 10A 1200V
因为整流桥整流出来的电压波形还不够平滑，所以本次设计在整流桥后连接15V三端稳压器7815。7815芯片参数如图5—1—1所示
图5—1—1两个电容分别选择0.33uf和0.12uf。
5.2.2 中间滤波电路
前面输出的直流电压含有较大的脉动部分，需要经过滤波消除高次谐波成分，因此这里加入大电容的滤波环节。又因为逆变器的负载为感性的电动机，其功率因数不会为1，因此，中间直流环节的电容和电动机之间总会有无功功率的交换。这种无功能量要靠中间环节的储能组件来缓冲。因此，中间直流环节还具有储能的作用。当没加滤波电容时，三相整流输出平均直流电压为：
加上滤波电容后，Ud的最高电压可达到交流线电压的峰值：
选用两个630uf/400V的电容相串联。总耐压值800伏，电容量为315uf。
5.2.3 逆变电路
逆变部分选用的是以绝缘栅双极晶体管（IGBT）为核心的智能功率模块IPM（Intelligent Power Module）。IGBT是80年代出现的新一代复合型电力电子器件，目前已经商品化的通用变频器大多以IGBT作为主开关器件，它是一种双极型复合器件，是MOSFET和GTR复合的产物，兼有两者的优点。IGBT具有耐压高、电流大、导通电阻小、控制功率小等特点，其开关频率介于MOSFET和GTR之间，是一种理想的全控型开关器件。而智能功率模块（IPM）除了还有主电路器件之外，还有相应的各种接口电路、保护电路（如过流、过压和过热保护）和驱动电路，可以使整个装置的可靠性大幅度的提高，而且具有设备体积小、材料省、功能多、成本低等很多优点，目前的IPM一般采用IGBT作为大功率开关器件。IPM的主要特性：
开关速度快：IPM内的IGBT都选用高速型，驱动电路紧靠IGBT，驱动延时小，所以开关速度快。
损耗小，低功耗：IPM内部的IGBT导通压降低，开关速度快，故功耗小。
桥臂对管互锁：在串联的桥臂上，上下臂的驱动信号互锁，可有效防止上下臂同时导通。
抗干扰能力强：优化的门级驱动与IGBT集成，布局合理，无外部驱动线。
（1） IPM的参数选择
IGBT正反向峰值电压：
考虑2.0—2.5倍安全系数，取耐压值为1200V。
通态峰值电流：
Im=2√2In=3.17A
考虑1.5—2.0倍安全系数，取电流额定为10A。选用型号为PM50RSA120的IPM。
PM50RSA120的IPM的驱动电压为20V。
（2） PM50RSA120内部结构
基本结构为IGBT单元组成的三相桥臂；内含反馈二极管；内置驱动电路、保护电路和报警输出电路。这种功率集成电路由7个绝缘栅双极晶体管IGBT、吹冰个反馈二极管、栅极驱动电路、逻辑控制电路、保护电路等组成，模块主电路部分共有5个引脚，即整流后直流电压正、负输入端，三相交流电压输出端U，V，W，驱动电源为4组+15V电源，控制部分用于PWM信号输入、故障信号输出及驱动电源等，DSC生成的PWM信号需要通过光耦合器输入。