Расчет силового выпрямителя. Описание принципа действия схемы. Расчёт токов на элементах схемы выпрямителя, страница 3

Переходное тепловое сопротивление Z_(th)tha = 0,015 ⁰С/Вт.

Определение числа параллельных ветвей в вентильном плече

выпрямителя

Тепловое сопротивление переход- среда

R_thja=R_thjc+R_thch+R_thha,                                           

R_thja=0,034+0,01+0,06 =0,104 ⁰С/Вт

Максимально допустимый средний ток диода при заданных условиях работы

,                                 

где      U_тo –пороговое напряжение диода, В;

T_jm – максимальная эффективная эквивалентная температура p-nперехода, ⁰С;

T_α  –  температура окружающей среды, ⁰С;

r_т  –  дифференциальное прямое сопротивление диода, Ом;

к_ф  –  коэффициент формы кривой тока вентиля, зависящий от характера нагрузки и схемы выпрямителя, к_ф=1,73.

А,

Число параллельных ветвей вентильного плеча при заданных условиях работы диодов

A,                                                 

В результате расчёта получилось дробное число, то  α_н округляем в сторону увеличения, α_н=4.

Ток одного вентиля в номинальном режиме работы выпрямителя

                                                            ,                                                  

A

Мощность потерь в вентиле от тока предварительной нагрузки

                                        P_FAV  = U_TO I_FAV + к²_ф r_T I ²_FAV,                                       где      U_то – пороговое напряжение диода, В, берётся из справочника;

к_ф – коэффициент формы кривой тока вентиля;

r_T – дифференциальное прямое сопротивление диода, Ом.

P_FAV =1∙429+1,73^2∙0,32∙10^-3∙428²=429,4 Вт

Температура нагрева полупроводниковой структуры диода от тока предварительной нагрузки

T_j  = T_a + P_FAVR_thjα,                                              где       T_a –  температура окружающей среды, ⁰С, берётся из исходных данных;

R_thjα – тепловое сопротивление переход-среда, ⁰С/Вт.

T_j=35+429,4∙0,104=79,7 ⁰С

Допустимый прямой ток перегрузки вентиля

,                     

где      r_Т  –  дифференциальное прямое сопротивление диода, Ом;

U_TO – пороговое напряжение диода, В, берётся из справочника;

T_jm– максимально допустимая температура полупроводниковой структуры, ⁰С, берётся из справочника;

T_j  – температура нагрева полупроводниковой структуры током предварительной нагрузки, ⁰С, рассчитывается по формуле;

P_FAV  – мощность потерь в диоде от тока предварительной нагрузки, Вт, рассчитывается по формуле;

Z_(th)tja –  переходное тепловое сопротивление p-n-переход-среда, ⁰С/Вт, выбирается из справочника;

Z_(th)tjс – переходное тепловое сопротивление переход-корпус, ⁰С/Вт, находится по справочнику.

 A,

 

Число параллельных ветвей вентильного плеча преобразователя для режима перегрузки,

,                                                   

где        к_п – коэффициент технологической перегрузки, приведён в исходных данных;

I_в.макс – максимальный ток вентильного плеча, А, определяется по формуле;

I_FOV – допустимый прямой ток перегрузки диода, А.

=

Ударный ток короткого замыкания выпрямителя, кА ,

,                                                

где      I₂  –   действующее значение номинального тока вторичной обмотки вентильного трансформатора, А;

S_тн – номинальная полная мощность выбранного вентильного трансформатора, кВ·А,

S_к – мощность короткого замыкания сети, МВ·А, берётся из исходных данных.

= кА

Число параллельных ветвей вентильного плеча выпрямителя, способных выдержать ударный ток короткого замыкания,

,                                                     

где     I_FSM – максимально допустимый неповторяющийся ток диода, кА, выбирается из справочных данных.