Трехфазная нулевая схема выпрямления, страница 2

R_дин = 2.54мОм – динамическое сопротивление в открытом состоянии;

I_ср.max = 100А – максимально допустимый ток в открытом состоянии;

I_уд = 2000А – ударный неповторяющийся ток в открытом состоянии;

R_т(п-к) = 0.3°С/Вт- тепловое сопротивление переход-корпус;

T_п.max = 125°C- максимально допустимая температура перехода;

= 100В/мкс – критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии.

К выбранному тиристору подбираем радиатор с целью обеспечения требуемых условий охлаждения:

Радиатор ОА−034, значение R_т(к-о)  принимаем для О−151

R_т(к-о) = 0.1(°C/Вт) – тепловое сопротивление переход-корпус

R_т(о-с) = 0.3(°C/Вт) – тепловое сопротивление переход-корпус.

Мощность, выделяемая в тиристоре:

,

где  − коэффициент формы тока.

Мощность, рассеиваемая радиатором, должна быть больше мощности, выделяемой в тиристоре. При постоянной нагрузке средний ток в открытом состоянии, который может обеспечить тиристор при наличии радиатора, можно рассчитать по формуле:

 

,

где T_ср = 45° − температура окружающей среды. Эта формула справедлива при угле проводимости больше 30 электрических градусов и частоте более 500Гц.

Рассчитанный ток, который может пропустить тиристор по условию охлаждения I_ос.ср должен быть больше среднего тока, протекающего через тиристор I_а.ср, что выполняется. Превышение I_ос.ср над I_а.ср составляет:

.

Принятые радиатор и тиристор обеспечивают требуемые условия работы схемы выпрямителя.

Защита силовой части преобразователя

От перенапряжений

В силовых управляемых выпрямителях различают следующие виды перенапряжений:

1 – внешние, возникающие как со стороны питающей сети, так и со стороны нагрузки;

2 – внутренние, возникающие при коммутациях в выпрямителе;

3 – перенапряжения, обусловленные эффектом накопления носителей в полупроводниковых приборах при коммутации тока.

В зависимости от характера и источника перенапряжений применяют различные схемы защит. Мы применим распространенную схему с RC-цепочками, которые обеспечивают ограничение перенапряжений, вызванных накоплением носителей, и скорости нарастания прямого напряжения на тиристорах.

Параметры RC-цепочек определяются из следующих соотношений:

,

.

Из стандартного ряда выбираем:

R = 220 Ом

C = 27 нФ

Для защиты тиристоров от коммутационных напряжений параллельно тиристорам включают индивидуальные RC-цепочки. Величина емкости конденсатора определяется:

,

где  − ток намагничивания трансформатора.

Емкость получается несколько завышена, поэтому выбираем ближайшее меньшее значение из стандартного ряда. Величина сопротивления выбирается в пределах от 10 Ом до 20 Ом.

Выбираем параметры:

R = 15Ом

C = 0.82мкФ.

От коротких замыканий

Автоматический выключатель служит для защиты от токов КЗ, от перегрузок и от снижения напряжения ниже допустимого. Выбирается он по номинальным значениям тока и напряжения.

Выбираем автоматический выключатель А 3700.

Предохранители включаются последовательно с тиристорами, и служат для защиты от перегрузок и токов КЗ. Для защиты тиристоров рекомендуются предохранители серии ПНБ-5.