Проверка СПП по перегрузочной способности

 

Для обеспечения нормальной работы преобразователя в режимах рабочей перегрузки необходимо для выбранных по току СПП осуществить их проверку по перегрузочной способности.

Время , с, определяется по графику зависимости переходного теплового сопротивления переход-среда = f(t) для конкретных типов прибора., охладителя и интенсивности охлаждения. Переходное тепловое сопротивление , °С/Вт, для тиристора Т132-50 определяется по формуле

 

(1.8)

 

где - средние потери мощности при перегрузке, Вт;

- потери мощности предшествующей перегрузке, Вт.

 

 

Определим потери мощности при токе, предшествующем перегрузке по формуле

 

+ ² (1.9)

 

Выполним расчёт в соответствии с формулой (1.9)

 

= 22 Вт

 

Определим потери мощности для тока, соответствующего перегрузке по формуле

 

+ ² (1.10)

 

где - ток перегрузки тиристора, А. Принимаем =

 

Выполним расчёт в соответствии с формулой (1.10)

 

1,03 44,7 + 2,46 – 0,0046 1998,09 = 68,65 Вт

 

Выполним расчёт в соответствии с формулой (1.8)

 

= 0,50 °С/Вт

 

По графику функции =f(t) определяется время перегрузки допустимое для тиристора Т132-50 [ ], которое составляет = 0 55с.

 

При известном максимальном допустимом времени перегрузки, определяем реальное время перегрузки по формуле

 

(1.11)

 

где Jx- суммарный, приведенный момент инерции электропривода, кг-м²;

- номинальная угловая скорость двигателя, ;

- пусковой момент двигателя, Н м. Выбираем из =λ ;

- статический момент, Н м. Принимаем = .

 

Выполним расчёт в соответствии с формулой (1.11)

 

 

Критерием нормальной работы СПП при перегрузке по току является выполнения условие

(1.12)

 

где - максимально допустимое время перегрузки, за которое температура перехода достигнет максимально допустимого значения, с;

- требуемое (реальное) время перегрузки, с.

 

Номинальная угловая скорость двигателя рассчитывается по формуле

 

(1.13)

 

где -номинальная частота вращения, об/мин.

 

Выполним расчёт в соответствии с формулой (1.13)

 

 

Номинальный момент двигателя определяется по формуле

 

(1.14)

 

Выполним расчёт в соответствии с формулой (1.14)

 

 

Проверим значения в соответствии с условием для тиристора Т132-50 (1.12)

 

Так как условие (1.15) выполняется, то считается, что прибор удовлетворяет условию при перегрузке по току для тиристора (Т132-50), является критерием нормальной работы СПП.

Выбор СПП по напряжению

СПП должны выдерживать определенные напряжения, прикладываемые к ним как в прямом, так и в обратном направлениях. В полупроводниковом преобразователе СПП подвергаются воздействию рабочего напряжения и перенапряжений.

Рабочее импульсное напряжение (в преобразователях с естественной коммутацией синусоидальное) или рабочее постоянное напряжение (в преобразователях с искусственной коммутацией) определяется напряжением источника питания. Номинальное значение и допустимые отклонения этого напряжения известны и не могут быть произвольно изменены.

Перенапряжения разделяют на повторяющиеся и неповторяющиеся. Повторяющиеся перенапряжения определяются действием схемы преобразователя и возникают, например, при коммутации СПП. Неповторяющиеся перенапряжения определяются внешними по отношению к преобразователю причинами, например, срабатыванием коммутационной или защитной аппаратуры в схеме преобразователя или внешней цепи, а также грозовыми электрическими разрядами.

Величины перенапряжений в схеме зависят от параметров силовой цепи преобразователя и заранее неизвестны. Предвидимые перенапряжения, прикладываемые к СПП в схеме, могут быть уменьшены по величине с помощью устройств ограничения перенапряжений. Полное снятие перенапряжений в большинстве схем нецелесообразно, так как приводит к чрезмерному увеличению массы и габаритов устройств ограничения перенапряжений, а также потерь мощности в них. На практике выбирают СПП, имеющий запас классификационного значения напряжения по отношению к максимальному значению рабочего напряжения, прикладываемого к СПП в схеме. Уровень запаса выбирают из условий получения приемлемых массы и габаритов устройств ограничения перенапряжений и приемлемой мощности потерь в них. В качестве классификационного значения напряжения, приводимого в справочных материалах, принимают повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии Udrm. В, Udrmуказывается в справочных данных в обозначении вентилей соответствующей цифрой класса прибора по напряжению и равно числу сотен вольт.

 

Выбор СПП по напряжению осуществляется по формуле

 

(1.15)

 

где - повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии, В;

- коэффициент запаса по рабочему напряжению. . Принимаем ;

- максимальное значение рабочего напряжения, прикладываемого к СПП в схеме, В.

 

 

Максимальное значение напряжения, прикладываемого к тиристору в схеме определяется по формуле

 

Um = Umn Kсх (1.16)

 

где Umn - амплитуда напряжения вторичной обмотки трансформа- тора, В;

Kсх - коэффициент схемы, который для однофазной мостовой схемы равен Kсх = 0 9

Выполним расчёт в соответствии с формулой (1.16)

 

Амплитуда напряжения вторичной обмотки трансформатора определяется по формуле

Umn = (1.17)

 

Выполним расчёт в соответствии с формулой (1.17)

 

Umn =

 

Подставим значения в соответствии с формулой(1.15)

 

0,825 140 ≤ 1200

115 5 1200

 

По неравенству (1.15) выбирается тиристор Т132-40-2 класса по напряжению.

Далее производится окончательный выбор силовых СПП. Технические характеристики выбранного тиристора представлены в таблице 1.1.

 

Таблице 1.1- Параметры тиристора Т132-50

Название параметра	Обозначение, размерность	Значение параметра
Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии	, В	100-1200
Максимально допустимый средний ток в открытом состоянии	, А
Ударный неповторяющийся ток в открытом состоянии		0,90

 

Продолжение таблицы 1.1

Максимально допустимая температура перехода
Пороговое напряжение		1,03
Дифференциальное сопротивление в открытом состоянии		4,6
Повторяющий импульсный ток в закрытом состоянии
Тепловое сопротивление переход-корпуса	/Вт	0,5