Выбор вентилей

В ходе проектирования выбираются типы вентилей и их класс по напряжению. Тип полупроводникового вентиля определяется средним выпрямленным током и требуемой перегрузочной способностью, а класс – максимальными повторяющимися (мгновенными) напряжениями.

Сначала выбираем способ охлаждения. Выбираем принудительное воздушное охлаждение, чтобы обеспечить условие допустимой перегрузки по току.

1) Средний ток тиристора определяется по выражению:

где n_ш – количество вентилей в преобразователе, исключая параллельное и последовательное соединения, т.е. подсоединенных к одной выходной шине n_ш = 3;

А.

Предварительно выбираем тиристор с предельным током в 6-10 раз превышающим его средний ток при естественном охлаждении

Т133-400

U_T(TO) =1,05 B - пороговое напряжение тиристора в открытом состоянии

r_t = 0,00068 Oм - дифференциальное сопротивление тиристора в открытом состоянии

R_thja = 0,137 ^оС/Вт - тепловое сопротивление переход – охлаждающая среда с определенным охладителем, применяется принудительное охлаждение (V= 6 м/с)

T_jm = 125 ^oC - максимально допустимая температура p-n перехода

T_a = 50 ^oC - температура окружающей среды

k_ф = - коэффициент формы тока тиристора

Класс вентилей: 4 - 16

2) Максимально длительно допускаемый средний ток тиристора:

3) Определяем коэффициент запаса по току:

.

4) При номинальном токе установившаяся температура p-nперехода при номинальном токе:

°С

,где мощность рассеяния тиристора в открытом состоянии при номинальном токе преобразователя

5) Максимально допустимая мощность рассеяния, при которой за время перегрузки (60с) температура перехода достигает максимально допустимой величины:

,где

 

(т.к. длительность перегрузки 60с) - Переходное тепловое сопротивление

 

6) Максимально допустимый ток предварительно нагретого тиристора за время перегрузки:

7) Максимально допустимый ток перегрузки преобразователя с полуторократным запасом:

573,095

 

Условие допустимой перегрузки по току:

 

I_Я.MAX = λ·I_ЯN ≤ I_d60m,

 

2,4 ·192 = 460,8А ≤ 573,095 А – условие выполняется.

 

8) Максимальное импульсное рабочее напряжение:

,где k_сп=1,1-коэффициент, учитывающий возможное повышение напряжения в сети

 

9) Определим класс вентилей по формуле:

 

Класс вентилей = 14

 

4. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СГЛАЖИВАЮЩЕГО И УРАВНИТЕЛЬНОГО РЕАКТОРОВ

1) Рассчитаем индуктивность якорной цепи двигателя:

,где C_L=2 - постоянная, для компенсированных тихоходных двигателей

p_п=2- число пар полюсов двигателя (для номинальной частоты вращения двигателя n=575 об/мин),

 

2) Допустимая величина тока якоря в относительных единицах:

3) Индуктивность сглаживающего реактора:

– относительная величина ЭДС низшей гармоники преобразователя для p = 6 из табл. 4

- угловая частота.

Отсюда следует, что сглаживающие реакторы не требуются, так как индуктивность, имеющаяся в цепи уже способна ограничить эти токи. .

 

4) Максимальный граничный ток (при α = 90°):

 

,где коэффициент граничного тока из табл. 4, индуктивность цепи якоря Гн.

 

5) Для ограничения скорости нарастания тока короткого замыкания, необходимая индуктивность сглаживающего реактора вычисляется по формуле

L_о.к.з.= ,

где I_TSMm = 7 кА – допускаемое значение ударного неповторяющегося тока тиристора в открытом состоянии при длительности протекания 10 мс и максимально допустимой температуре перехода; L_УР – индуктивность уравнительного дросселя.

,

где k_УР – коэффициент среднего уравнительного тока, k_УР = 0; n_УР – количество дросселей, включенных последовательно в один контур, n_УР = 1; I_УР – принятая максимальная величина среднего значения уравнительного тока.

I_УР = 0,1·I_ЯN = 0,1·192 = 15,9 А.

Ошибка! Закладка не определена. мГн.

 

Для ограничения скорости нарастания тока короткого замыкания дроссель не требуется.

удовлетворяет данному условию.

5. РАСЧЁТ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Расчёт механических характеристик мы произвели в специальной расчётной программе.

Для расчёта нам необходимо знать значения:

1) В – действующее значение линейного напряжения

2) – max ток, до которого будем считать

3) =106,8 мОм – эквивалентное

активное сопротивление якорной цепи

4) =2,496 мГн- индуктивное сопротивление якорной цепи

5) – индуктивное сопротивление рассеяния одной фазы токоограничивающего реактора

6) p = 6 – пульсность схемы преобразователя

7) – коэффициент двигателя,

где падение напряжения на щеточных контактах двигателя

8) 649,536 Нм – электромагнитный момент номинальный

9) -максимальный эл.магн. момент

В результате получили данные, с помощью которых построили механические характеристики режимов РПТ и РНТ (рисунки 2 и 3).

 

Рисунок 3. Механические характеристики РПТ

 

 

 

Рисунок 4. Механические характеристики РНТ

 

 

Характеристика ограничена углами в 15º и 145º, так как иначе это привело бы к опрокидыванию преобразователя, что может привести к аварии.

 

 

Также были рассчитаны регулировочная и фазовая характеристика, соответственно рисунок 5 и рисунок 6.

,где -амплитуда развертывающего напряжения.

=10 В - макс. напряжение управления равно амплитуде развертывающего

 

Таблица 2. Регулировочные и фазовые характеристики

 

а, град	а, рад	Uу	Ed
			436,657
15,2036	0,265353	9,65	421,374
45,573	0,795399		305,659
	1,047198		218,328
78,46304	1,369438		87,331
89,42703	1,560796	0,1	4,3666
	2,094395	-5	-218,328
134,427	2,346194	-7	-305,659
144,9848	2,530462	-8,19	-357,62

 

Рисунок 5. Фазовые характеристики

 

 

 

Рисунок 6. Регулировочные характеристики