Расчет силового выпрямителя. Описание принципа действия схемы. Расчёт токов на элементах схемы выпрямителя, страница 4

Для окончательного выбора числа параллельных ветвей в плече выпрямителя сравниваем между собой значения α_н , α_п , α_к . За число параллельных ветвей α   принимаем большее из сравниваемых значений, округлённое до целого в сторону увеличения, a=10.

Определение числа последовательно соединенных диодов в

вентильном плече выпрямителя

Число последовательно соединённых диодов в вентильном плече выпрямителя, работающего в номинальном режиме

,                                                   

где  U_{в макс} – максимальное обратное напряжение на вентильном плече  

выпрямителя,В;

U_RWM – допустимое повторяющееся обратное напряжение, выдерживаемое диодом, В, берётся из справочных данных на вентиль.

Количество последовательно соединённых вентилей в плече, определяемое по повторяющемуся коммутационному перенапряжению,

,                                

где U_{в макс} – максимальное обратное напряжение на вентильном плече выпрямителя, В;

к_p – коэффициент повторяющейся перегрузки по напряжению,

приводится в исходных данных;

U_RRM – допустимое повторяющееся импульсное обратное напряжение диода, В, берётся из справочника.

Число последовательно соединённых диодов, рассчитанное по неповторяющемуся перенапряжению,

,                                                 

где     U_dн – напряжение выпрямителя в номинальном режиме, В, берётся из исходных данных;

к_н – коэффициент неповторяющейся перегрузки выпрямителя по напряжению, приводится в исходных для расчёта данных;

        U_RSM – неповторяющееся обратное напряжение, выдерживаемое диодом,

В, берётся из паспортных данных.

Сравнивая в_н, в_к, в_п выбираем наибольшее, в=3.

Рассчитав значения а и в, решим задачу по равномерному распределению токов в параллельно соединенных ветвях вентильного плеча и по равномерному распределению напряжения в последовательно соединенных диодах.

При последовательном соединении диодов обратное напряжение на них распределяется неравномерно вследствие разброса значений внутреннего сопротивления. С ростом температуры неравномерность может увеличиваться.

Для устранения этого явления параллельно каждому диоду подключаются одинаковые резисторы. Сопротивление этих резисторов, кОм

,                                                 

где    – повторяющийся импульсный обратный ток, А

кОм

Принципиальная схема выпрямительного агрегата

Для равномерного распределения тока по параллельно соединенным ветвям применяем подбор диодов по величине прямого падения напряжения.

На рисунке 4 изображена принципиальная схема рассчитанного выпрямителя. На его выходе подключен сглаживающий фильтр, состоящий из дросселей и конденсаторов. Элементы L₁–L₄ и C₁–C₄ образуют резонансные цепи, с помощью которых ослабляются гармоники, оказывающие наибольшее мешающее воздействие на линии связи.

Параллельно каждому плечу выпрямителя подключены вилитовые разрядники и искровые промежутки Р₁–Р₁₂, позволяющие предохранить диоды от коммутационных и атмосферных перенапряжений. Для защиты вентилей от перегрузки по току в каждом плече установлен быстродействующий предохранитель.

Принципиальная схема вентильного плеча изображена на рисунке 5. Групповой вентиль состоит из пяти параллельно соединенных ветвей, каждая из которых образована двумя диодами. С помощью резисторов, изображенных на схеме, осуществляется равномерное распределение обратного напряжения на всех полупроводниковых приборах.

 

Литература

1 Черномашенцев В.Г., Пацкевич В.А. Практическое пособие для выполнения курсовой работы по дисциплине «Электронная техника и преобразователи для студентов специальности «Городской электрический транспорт».

2 Бурков А.Т. Электронная техника и преобразователи: Учебное пособие для вузов ж.-д. трансп. –М.: Транспорт, 1999.–464с.