Проектирование узла принудительной коммутации

 

Проектирование коммутационного узла (КУ) проводится для схемы ТКУ, аналогичной схеме, представленной VS 1 на рис. 3.4. Дополнительно полагаем, что тиристор шунтирован электрической цепью, содержащей последовательно включенный обратный диод VD 1 и резистор R 1. Эта цепь позволяет нормировать уровень максимального обратного напряжения на VS 1 при его выключении. Кроме того, коммутирующий тиристор VS 2 подключается антипараллельно (встречно параллельно) диоду VD.

Выбрав предварительно тиристоры VS 1 и VS 2, задавшись значением (20 40)В, устанавливают по исходным данным и справочникам необходимый для расчета набор параметров:

– ток нагрузки - ;

– время выключения VS 1 -

– допустимую скорость нарастания тока для VS 2 - ;

– значение начального напряжения на коммутирующем конденсаторе - (иногда вместо задаются емкостью ).

В результате проектного расчета определяются:

– индуктивность коммутирующего дросселя – ;

– сопротивление шунтирующего резистора – R 1;

– емкость коммутирующего конденсатора – , если было заданно или вычисляется при заданном .

Методика проектного расчета основана на использовании графических зависимостей, приведенных в [12].Табличные данные и аппроксимирующие выражения для этих зависимостей, а также программа автоматизированного проектирования узла принудительной коммутации ТКУ представлены в приложении 1.

Расчет проводится в следующей последовательности.

1. Определяют время, представляемое тиристору VS 1 для восстановления его запирающих свойств:

,

где – коэффициент запаса (при – , при – ).

2. Вычисляют условные заряды: и .

3. Принимают показатель равным и вычисляют .

4. Вычисляют (если , то принимают ).

5. Определяют или .

6. Вычисляют отношение .

7. По графикам зависимостей определяют .

8. По графикам зависимости определяют .

Графики зависимостей и приведены в приложении 1.

9. Вычисляют . Если полученное значение отличается от значения, найденного в п. 3 на величину, большую чем заданная погрешность, то расчет по п. п. повторяют, приняв равным среднему из его значений, полученных из п. 3 и п. 9.

10. После выхода из итерационного цикла уточняют .

11. Определяют действительную скорость нарастания тока в .

12. Вычисляют .

13. Определяют .

Далее задаются конструкцией коммутирующего дросселя и рассчитывают его геометрические размеры и обмоточные данные.

В соответствии с заданной циклограммой работы ТКУ уточняют средние максимальные значения токов в тиристорах и диодах, по которым корректируют при необходимости их предварительный выбор. Затем вычисляют потери во всех элементах КУ и выполняют тепловые расчеты.