Проектирование силовых блоков полупроводникового преобразователя, страница 5

Максимальное обратное напряжение( U_об.max) ориентировочно может быть найдено по соотношению к среднему выпрямленному напряжению с учетом коэффициента, принятого по таблицам для данной схемы выпрямителя и нагрузки /8, с. 86;11, с. 16, 41, 13, табл. 3 и др./ и увеличении его на колебания напряжения сети, приведенные в техническом задании.

Уточненное значение

U_об.max=K_XX U_2m, где  U_2m – амплитуда напряжения вторичной обмотки трансформатора;

,

α_Н – номинальный угол регулирования управляемого преобразователя (α_Н=0 для неуправляемого)  - номинальное напряжение нагрузки, принятое по заданию на проектирование;  - напряжение КЗ трансформатора;  - суммарное падение напряжения во всех элементах выпрямителя (ошиповка, дроссели и т.д.), % - колебания напряжения питающей сети,  - паспортное значение падения напряжения на вентиле.

Коэффициенты в и А внешней характеристики выпрямителя зависят от схемы соединения вентилей и принимаются по таблицам /8, с. 76; 13, табл.3 и др./ или определяются расчетным путем /8, с. 83 и др./.

Принцип выбора нагрузок по обратному напряжению в аварийных режимах и для лавинных вентилей излагается в /1, с. 22/.

Допустимые нагрузки по току и обратному напряжению управляемых вентилей выбираются аналогично. Особенности расчета основных параметров тиристоров и порядок выбора изложен в /1, с. 34/.

Если обратное напряжение в схеме превышает U_Р вентиля наибольшего класса, применяют последовательное включение нескольких вентилей.

3.2.3. Последовательное включение допускается только для вентилей одного класса с применением шунтирующих резисторов для равномерного распределения обратного напряжения в стационарных режимах и ёмкостей или встречно – параллельно включенных лавинных диодов в моменты коммутации для тиристоров. Расчёт параметров этих элементов изложен в /2, с. 16; 8, с. 98; 13, с. 33/.

Количество последовательно соединенных вентилей (n)

, где U_об.max; U_P – величины, принятые в п. 3.2.2;

Величина шунтирующего резистора R_Ш выбирается по типу вентиля в зависимости от его класса по каталожным данным /13, табл. 5/ или определяется расчетным путем /2, с. 17; 8, с 99; 13, с. 33/.

где n; U_обр.max ;U_P – величины, принятые выше;  - разность наибольшего и наименьшего токов утечки соединённых вентилей. Если  определить затруднительно, то вместо него используют _max.

Для тиристоров используется в расчетах наибольшее из значений токов утечки прямой или обратной ветви ВАХ. Мощность, рассеиваемая на R_Ш

где U_Д и U_m – действующее и амплитудное значение напряжения на резисторе, К_Д – коэффициент пропорциональности между U_Д и U_m принимается равным 1/1,57 – для трехфазных; 1/2 для однофазных двух полупериодных;  для всех тиристорных схем преобразователей.

Для равномерного распределения обратного напряжения вентилей и прямого тиристоров параллельно им включается шунтирующий конденсатор – С_Ш с последовательным соединением резистора – R_Ш  ограничивающего зарядный ток /2, с. 16/.

Величина С_Ш=(0,1-4) мкФ, а R_Ш=(5-50) Ом в зависимости от типа, класса и номинального тока вентиля. Значения С_Ш принимаются по каталожным данным завода изготовителя вентилей /13, табл. 7/или расчетным путём /8, с 99/.

3.2.4. Параллельное включение вентилей требует выравнивания токов по параллельным ветвям. В стационарных режимах, с этой целью, достаточно подобрать вентили:

·  По величине прямого падения напряжения – ΔU с точностью до ±0,01 В;

·  По величине теплового сопротивления – R c точностью. ±0.02 Град/Вт;

·  Снизить расчетную нагрузку по току в соответствии с величиной коэффициента

, где  - количество параллельно соединенных вентилей. Параллельные вентили устанавливаются на общий радиатор.

Перечисленные ограничения достаточны для неуправляемых вентилей с малым диапазоном изменения тока нагрузки.