Выбор тиристоров. Расчёт силового модуля

 

На основании номинальных данных преобразователя и трансформатора необходимо выбрать тиристоры, схему соединения и число вентилей в плече.

Для трёхфазной мостовой схемы выпрямления при I_dн=200 А и λ_тп=2,25 выбираются тиристоры серии Т.

Тиристоры серии Т допускают эксплуатацию при температуре окружающей среды от -60° до +55°С с охладителем в соответствии с ТУ-16-729, 377-83, с критической скоростью нарастания тока (di/dt) = 200 А/мкс. Время обратного восстановления тиристора не более 40 мкс, падение напряжения в открытом состоянии не более 2,0 В, максимально допустимый средний ток с охладителем конструкции 0153 находится в пределах () А при скорости охлаждающего воздуха соответственно () м/с.

На основании номинальных данных тиристорного преобразователя выбираем тиристор Т2-800. Параметры тиристора приведены в таблице 2.2.

 

Таблица 2.2 - Параметры тиристора Т-1000 класса 10

 

Импульсное напряжение в открытом состоянии, В	2,3
Критическая скорость нарастания напряжения, В/мкс
Максимально допустимый действующий ток в открытом состоянии, А
Максимально допустимый средний ток в открытом состоянии, А
Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии, В
Отпирающее постоянное напряжение управления, В
Отпирающий постоянный ток управления, мА
Повторяющийся импульсный обратный ток, мА
Время выключения, мкс
Время обратного восстановления, мкс

 

Число параллельно включенных тиристоров в плече определяется

 

,

 

где - число фаз питающей сети;

= 800 А - предельный ток выбранного тиристора;

= 0,9 – коэффициент, учитывающий неравномерность загрузки параллельно включённых тиристоров;

=0,9 – коэффициент, учитывающий неравномерную длительность включения тиристоров;

– коэффициент, учитывающий условия охлаждения тиристоров ( = 0,4 – для естественного охлаждения).

Принимаем необходимое (целое) число параллельно включенных тиристоров в плече .

Число последовательно включенных тиристоров в плече

 

,

 

где - максимальное обратное напряжение на тиристоре.

 

;

 

- коэффициент запаса по напряжению;

= 1000 В – номинальное напряжение тиристора (соответствует классу тиристора).

Так как число параллельно включённых тиристоров принято равным двум, то есть необходимость в установке делителей тока. В тиристорных преобразователях более перспективным является применение для делителей тока индуктивных сопротивлений вместо ферромагнитных реакторов. Индуктивность такого делителя, который называют также индуктивным делителем без магнитной связи, при двух параллельных ветвях определяется следующим образом

 

 

где τ; – период проводимости вентиля;

Т – период напряжения сети;

∆U – 10% от падения напряжения на тиристоре;

∆I_ср – 10% от номинального тока тиристора.

Вентильная часть реверсивного тиристорного преобразователя представлена на рисунке 2.2. Здесь тиристоры выпрямительных мостов ВМ1 и ВМ2 включены встречно, защищаются от коммутационных перенапряжений общей RC – цепочкой.

Импульсный узел построен на базе импульсного трансформатора Т1, конец вторичной обмотки подсоединён к управляющему электроду и катоду тиристора. Во вторичной обмотке установлен светодиод VD2, определяющий требуемую полярность отпирающего импульса на

 

Рисунок 2.2- Вентильная часть реверсивного тиристорного преобразователя, импульсный узел тиристора

тиристоре; к концам вторичной обмотки присоединена цепь из параллельно соединённых диода VD1, резистора R1 и конденсатора С1, осуществляющая шунтирование импульса обратной полярности и повышение помехозащищённости цепи управляющего перехода тиристора.

Цепь, состоящая из светодиода СД и резистора R2, сигнализирует о состоянии цепи, управляющий катод – катод тиристора.

Последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора включена цепь из параллельно соединённых резисторов R3-R5 и конденсатора, осуществляющая ограничение тока короткого замыкания и повышения крутизны переднего фронта импульса.