147840 (692082), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Из формулы (2.12) получим

Или, с учетом того, что av = 1 и k5 = 1

По этой величине тока нужно выбрать тип VS2.

Выбираем тиристор ТБ-133-100.

2.11. Число параллельных ветвей в группе диодов, выполняющих функции VD2

Для диодов ДЛ-133-500 класса 13 Ivн=500 А. Число av параллельных цепей приборов по формуле (2.12)

2.12 Минимальный предельный ток диодов, выполняющих функции VD1

С учетом сказанного в п.2.10. и по формуле (2.14) имеем:

По этой величине тока нужно выбрать тип VD1.

Выбираем диод ДЛ-133-100.

2.13 Выбор квалификационной группы тиристоров по критической скорости нарастания прямого напряжения

В соответствии с формулой (2.2) из [1] для каждого из тиристоров, выполняющих функции показанного на рис.2 тиристора VS1 по формуле (3.11) из [1] имеем:

По таблице 3.1. из [1] соответствует группе 1. (в п.1.1. принимали группу 2).

Для тиристоров VS2 в соответствии с формулой (2.5) из [1] и с учетом условия Im= 2. Iнmах формуле (3.12) из [1] имеем:

Что по таблице 3.1. из [1] соответствует группе 1.

3. Расчет параметров защитных элементов преобразователя

3.1. Сопротивление шунтирующих резисторов для группы тиристоров, выполняющих функции VS1

Для выравнивания напряжений на последовательно соединенных закрытых полупроводниковых приборах параллельно каждому из них включается шунтирующий резистор Rш. Расчет сопротивления Rш производится из условия, чтобы при наихудшем сочетании вольтамперных характеристик приборов и максимально возможном рабочем напряжении цепи Uvн напряжение на любом из них не превышало максимально допустимого значения Uп. Наихудшим является случай, когда один из показанных на Рис.6а из [1] последовательно соединенных приборов имеет наименьший обратный ток, а остальные наибольший.

По формуле (4.5) из [1] имеем:

гдеI0 - максимальный импульсный обратный ток;

Rш - сопротивление шунтирующего резистора;

m - число последовательно соединенных приборов.

Из приложения 2 из [1] I0=40.10-3 A.

Для тиристора VS1

3.2. Сопротивление шунтирующих резисторов для группы тиристоров, выполняющих функции VS2

По формуле (3.1) для тиристора VS2:

3.3. Емкость шунтирующих конденсаторов для группы тиристоров, выполняющих функции VS1

Шунтирующие резисторы не гарантируют допустимого распределения напряжений на последовательно соединенных приборах при переходных режимах, возникающих в процессе их выключения. При выключении прибора смещение p-n-перехода в обратном направлении происходит за определенное время, в течение которого через прибор протекает обратный ток, постепенно снижающийся до значения, определяемого статической вольтамперной характеристикой. Полный заряд, вытекающий из прибора при переключении его с прямого тока на обратное смещение, называется зарядом восстановления Qв. Из-за различных значений Qв у последовательно соединенных приборов нарастание обратных напряжений на них будет происходить с разными скоростями, что может привести к недопустимым перенапряжениям на приборах с наименьшими Qв. Для выравнивания скоростей параллельно приборам включаются шунтирующие конденсаторы Сш. По формуле (4.6) из [I] имеем:

гдеQв - максимально возможная разность значений Qв последовательно включенных приборов.

Значение Qв берется из приложения 2 из [1]. Qв = 40.10-6 Кл.

Сш = 0,071.10-6 Ф = 0,071 мкФ.

3.4. Емкость шунтирующих конденсаторов для группы тиристоров, выполняющих функции VS2

По формуле (3.2) имеем

Сш = 0,071.10-6 Ф = 0,071 мкФ.

Последовательно с шунтирующим конденсатором включается демпфирующий резистор Rd, ограничивающий максимальный ток перезаряда Сш. Сопротивление резистора Rd обычно равно 30 - 50 Ом. Наличие резистора Rd повышает dUD / dl. Поэтому он шунтируется диодом VDш.

3.5. Индуктивность дросселя, включенного последовательно с группой тиристоров, выполняющих функции VS1

Из приведенных на рис.9 диаграмм iVS1, iVS2 видно, что ток тиристоров изменяется при их включении скачком от нуля до Iн.

Такой режим недопустим, он наверняка приведет к отказу тиристора. При подаче управляющего сигнала проводящая зона образуется сначала вблизи управляющего электрода и затем с определенной скоростью распространяется на весь p-n-переход. При высокой скорости нарастания анодного тока на небольшом участке структуры успевает выделиться большая энергия и этот участок недопустимо перегревается. Максимальная скорость нарастания тока, которая не должна превышаться в процессе эксплуатации, называется критической скоростью. Требуемый темп нарастания тока достигается с помощью дросселя Lс, который включается последовательно с тиристором. После включения тиристора, напряжение на нем становится равным нулю, а появившаяся в обмотке дросселя ЭДС самоиндукции становится равной напряжению U, которое было на тиристоре в момент включения (активным сопротивлением обмотки пренебрегаем)

Минимальная индуктивность дросселя определяется из условия

Здесь предполагается, что один дроссель включается последовательно с группой, содержащей av параллельных цепей тиристоров.

Из (3.4) легко получить

Значение берется из приложения 2 из [1]. = 800.10-6 А/с.

Для тиристоров VS1 по формуле (3.5) имеем:

Принимаем Lc = 1,4.10-6 Гн.

3.6 Индуктивность дросселя, включенного последовательно с группой тиристоров, выполняющих функции VS2

Для тиристоров VS2 по формуле (3.5) имеем:

Принимаем Lc = 5.10-6 Гн.

3.7 Параметры , S, lcp дросселя насыщения, включенного последовательно с группой тиристоров, выполняющих функции VS1

При использовании тиристоров с высокой критической скоростью нарастания прямого тока, и, соответственно, при малых значениях Lc дроссель можно выполнять без магнитопровода. Если же магнитопровод оказывается необходимым по конструктивным соображениям, то он выполняется из материала с прямоугольной петлей гистерезиса. Такой дроссель называется дросселем насыщения. Он перемагничивается при практически постоянной напряженности поля, близкой к коэрцитивной силе Hc. Ток дросселя I при перемагничивании определяется из закона полного тока

где - число витков дросселя;

lср - средняя длина магнитной линии.

Параметры дросселя выбираются таким образом, чтобы отношение I / av было равно 1-2 А, что обеспечивает нормальное развитие процесса включения силового тиристора.

Приложенное к дросселю после включения тиристора напряжение уравновешивается ЭДС, возникающей в его обмотке при изменении магнитного потока

гдеФ = В. S - магнитной поток;

B - индукция;

S - сечение магнитопровода.

В соответствии с (3.7) магнитный поток меняется с постоянной скоростью

В процессе перемагничивания магнитный поток изменяется на величину

гдеBS - индукция насыщения;

Br - остаточная индукция.

Время перемагничивания

После достижения индукции насыщения магнитный поток практически перестает изменяться, напряжение на дросселе становится равным нулю и ток тиристора возрастает до значения тока нагрузки. Таким образом, момент нарастания тока тиристора задерживается относительно момента его включения на время перемагничивания сердечника. Поэтому оно называется временем задержки. Величина tзад должна составлять 2-3 мкс, в течение которых проводящая зона успевает распространиться на весь p-n-переход тиристора.

Характеристики

Список файлов курсовой работы