Проектирование силовых блоков полупроводникового преобразователя: Методические указания к курсовому проектированию по дисциплинам: “Преобразовательная техника” и “Основы преобразовательной техники”, страница 4

R_Д=ctg δ,

где δ – угол между осью абсцисс вольт - амперной характеристики(ВАХ) и прямой, проведенной через точки 1,57In и 4,57In, а U₀ по точке пересечения этой прямой с осью абсцисс ВАХ.

К_Ф – коэффициент формы тока, протекающего через вентиль при активной нагрузке принимается по справочным данным для определенной схемы соединения вентилей и характера нагрузки /8, с. 76; 13, табл. 3; 7, с. 9-12/ или находится расчетным путем /13, с. 24/.

В случае индуктивной нагрузки (L_Н=∞) в формуле расчёта [I_В] вместо К_Ф используется коэффициент скважности

,

где Т – длительность периода тока, протекающего через вентиль, сек; ω – частота следования импульсов тока вентиля, рад/сек; λ – длительность импульса тока вентиля, эл.град.

Значение К_С можно определить по каталожным данным или по формуле .

При произвольной форме тока через вентиль( импульсная нагрузка , аварийный режим и т.д.) допустимая нагрузка на вентиль рассчитывается по мощности потерь, которые определяются методом наложения /1;13, с. 25-27;14;15/ с учетом допустимых температур нагрева в этих режимах( θ_Н ,θ_{1 ,}θ₂), и переходных значений теплового сопротивления /13, с. 9-15/.

В случае превышения расчетного допустимого значения тока вентиля по сравнению с его паспортным значением в каком-либо из режимов работы вентиля необходимо выбрать другой тип или выполнить параллельное соединение нескольких вентилей в каждом плече фазы преобразователя.

Выбор допустимого обратного напряжения (класс вентиля) выполняется максимальному обратному напряжению, действующему на вентиль в установившимся режиме с учётом всех причин возможного его повышения (холостой ход преобразователя, повышение напряжения сети и т.д.). Рассчитанное значение не должно превышать каталожного параметра рабочего напряжения.

Если в схеме возникают периодические коммутационные или аварийного характера перенапряжения, они не должны превышать максимально допустимое повторяющееся напряжение вентиля (Un).

Предельный однократный импульс напряжения должен быть меньше максимально допустимого неповторяющегося обратного напряжения U_Нn.

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/.