Univerzální střídač pro vícefázové pohony na nízké napětí

Abstract

Diplomová práce se zabývá návrhem a stavbou šestifázového střídače na nízké napětí a velké proudy. Práce popisuje celkový návrh a dimenzování výkonových částí střídače včetně jejich chlazení a řídicích obvodů zahrnující budiče větví střídače, budič a autonomní řízení brzdného spínače a obvod rozhraní mezi nadřazeným řídicím obvodem a budiči. V souvislosti s dimenzováním výkonových prvků je blíže zkoumána problematika rozdělování proudu mezi paralelními tranzistory MOS-FET a mezi paralelně spojenými větvemi střídače, s čímž souvisí také teorie symetrizačních proudových transformátorů, u kterých jsou provedeny numerické simulace a praktická ověřovací měření. Práce se také zabývá problematikou dimenzování kondenzátoru v meziobvodu střídače -- je změřena závislost ESR elektrolytických kondenzátorů na frekvenci a teplotě a rovněž je provedena numerická simulace harmonického spektra proudu kondenzátorem pro modulaci SVPWM. V závěru práce je popsána realizace celého střídače, jeho oživení a také zkoušky a měření pro ověření návrhu.The diploma thesis deals with the design and construction of a six-phase low-voltage high-current inverter. Overall design and calculation of the power components of the inverter including its cooling is performed, along with the control circuitry including the inverter leg drivers, the driver and autonomous control of the brake chopper and the interface circuit between the external control circuit and the drivers. In relation to the power components design, research of current distribution between paralleled MOS-FETs and paralleled inverter legs is conducted, leading to the theory of symmetrizing current transformers, for which numerical simulations and verification measurements are done. The thesis also deals with design of a DC bus capacitor -- dependence of the ESR on frequency and temperature for an electrolytic capacitor is measured and the harmonic spectrum of the capacitor current for SVPWM is calculated by numerical simulation. Finally, the construction of the inverter and its testing and measurements are described.