Расчет допустимых рабочих перегрузок преобразователя по току

Перегрузки могут возникать в рабочих и аномальных режимах (пуски, неисправности механизмов и т.п.). Их допустимость оценивается по рабочим перегрузочным характеристикам, определяющим в функции времени допустимый ток перегрузки, при котором не превышается допустимая температура p–n перехода. Допустимый ток перегрузки вентиля зависит от предварительной загрузки преобразователя и условий охлаждения. В предшествующем режиме через преобразователь протекает ток , а через фазные вентили ток , нагревающий p–n переход до температуры

                                                              (3.8.1.5.4.1)

где  – мощность, рассеиваемая в вентиле, Вт, определяемая выражением

                                              .    (3.8.1.5.4.1.1)

Для тиристора:  Вт,

.

Для диода:       Вт,

.

Амплитудное значение допустимого тока вентиля при длительности перегрузки t рассчитывается по формуле

                                                 (3.8.1.5.4.1.2)

В этом выражении коэффициенты А и В определяются следующим образом:

                                          ,  (3.8.1.5.4.1.3)

          , (3.8.1.5.4.1.4)

где  – переходное тепловое сопротивление переход–корпус–охладитель–среда, соответствующее времени перегрузки t, ; , ,  – переходные тепловые сопротивления переход–корпус, соответствующее времени перегрузки 26, 20 и 6 мс, .

Для анализа возможных режимов установки определим среднее значение тока перегрузки всего преобразователя, которое рассчитывается:

                                                     .     (3.8.1.5.4.1.5)

Рассчитаем и построим в логарифмическом масштабе перегрузочные характеристики преобразователя  для двух режимов:

— холостой ход ;

— номинальная нагрузка преобразователя .

Расчет для тиристора:           Расчет для диода

 ºС/Вт                 ºС/Вт                    

 ºС/Вт                  ºС/Вт                    

                        ºС/Вт              ºС/Вт                    

Результаты расчетов для тиристора и диода сведем в таблицу 6.2.

 

 

Таблица 3.8.1.5.4.1. Результаты вычислений, для построения перегрузочных характеристик преобразователя

t, с (VS)	ZТ(П-С)t, ºС/Вт	В	Id = IdН			Id = 0
			IДОП.ПРГ	А	IdПРГ, А	IДОП.ПРГ	А		IdПРГ, А
0,1	0.2	0.395	42.21	21.225	38.37	142.72	95		129.75
1	0.25	0.41	43.49	22.795	39.54	138.82	95		126.2
10	0.5	0.485	48.63	30.643	44.2	122.31	95		111.19
100	1	0.635	50.04	46.34	55.05	99.27	95		90.25
1000	2.2	0.995	62.29	84.012	56.63	69.03	95		62.76
10000	2.7	1.145	58.12	99.709	63.93	55.8	95		61.38
t, с (VD)	ZТ(П-С)t, ºС/Вт	В	Id = IdН			Id = 0
			IДОП.ПРГ	А	IdПРГ, А	IДОП.ПРГ	А	IdПРГ, А
0,1	0.13	0.41	80.64	33.04	73.31	188.89	95	171.72
1	0.4	0.485	79.91	38.67	72.65	166.15	95	151.05
10	0.59	0.37	79.2	46.56	72	142.57	95	129.61
100	0.785	0.64	78.39	61.2	71.26	113.32	95	103.02
1000	1.1	1.12	77.68	84.86	70.62	85.54	95	77.76
10000	1.265	1.13	77.45	97.253	70.41	75.9	95	69

Рисунок 3.8.1.5.4.1  . Перегрузочные характеристики преобразователя для тиристора

Из данного рисунка видно, что пороговые значения токов тиристоров IdПРГ в режиме, когда преобразователь работает на холостом ходу, выше, чем токи при работе на номинальную нагрузку. Поэтому можно сказать, что результаты расчетов соответствуют теоретическим данным.

 

Рис. 3.8.1.5.4.2. Перегрузочные характеристики преобразователя для диода

Из данного рисунка видно, что пороговые значения токов диодов IdПРГ в режиме, когда преобразователь работает на холостом ходу, выше, чем токи при работе на номинальную нагрузку. Поэтому можно сказать, что результаты расчетов соответствуют теоретическим данным.

 

Выбор аппаратов и элементов защиты выпрямителя