Выбор вентилей управляемого выпрямителя (стр. 3 из 4)

- максимально допустимая температура p-n перехода ;

- температура охлаждающего воздуха, =26,2 ;

R - сопротивление стоку тепла от p-n перехода в охлаждающую среду для выбранного тиристора и соответствующего типа охладителя:

где составляющие R являются паспортными параметрами отдельных участков стока тепла, от полупроводниковой структуры в охлаждающую среду.

Средний расчётный ток плеча выпрямителя при номинальной нагрузке (Id_ном):

Из трёх значений параметра “a” , полученных исходя из условий (12),(15),(16), следует взять наибольшее, при котором исключаются недопустимые перегрузки тиристоров по току во всех режимах работы выпрямителя и структура вентилей не достигает предельной температуры при заданных условиях охлаждения.

Окончательно принимаем число параллельно включенных тиристоров равное 2.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО ВКЛЮЧЕННЫХ ТИРИСТОРОВ.

Количество тиристоров включенных в последовательной цепочке должно быть таково, чтобы при заданном рабочем напряжении сети с учётом возможных отклонений, коммутационных и неповторяющихся напряжений, максимальное обратное напряжение на любом тиристоре выпрямителя не превышало бы паспортного параметра тиристора.

Число последовательно включенных тиристоров в вентильном плече определяется по выражению:

, (18)

где

- максимальное значение обратного напряжения, воздействующего на вентильное плечо с учетом бросков и колебаний напряжения в сети, В;

- паспортное значение допустимого обратного напряжения на тиристоре, В;

=1000B

- коэффициент неравномерности распределения напряжения по тиристорам, .

Величина

определяется с учетом коммутационных перенапряжений:

В (19)

где

- максимум обратного напряжения при номинальном напряжении сети,

- коэффициент, показывающий отношение величины коммутационного перенапряжения к максимальному обратному напряжению,

- колебание напряжения в сети, % .

Количество последовательно включенных тиристоров, определённое на основе повторяющихся бросков перенапряжения должно быть проверено быть по условию воздействия неповторяющихся бросков перенапряжения:

(20)

где

- номинальное выпрямленное напряжение, В

- коэффициент амплитуды неповторяющегося напряжения,

- паспортное значение неповторяющегося напряжения тиристора, В

- коэффициент неравномерности распределения напряжения по тиристорам, =0,9.

Окончательно принимаем число последовательно включенных тиристоров равным 7.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО КОЛИЧЕСТВА ТИРИСТОРОВ.

Количество тиристоров выбранного типа, необходимое для комплектования выпрямителей подстанции, соответственно определяется:

(21)

4.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РЕЗИСТОРОВ И КОНДЕНСАТОРОВ.

4.1 РАВНОМЕРНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЯМОГО ТОКА В ТИРИСТОРАХ.

При параллельном соединении тиристоров для равномерного распределения тока необходимо выбрать их с одинаковыми вольт-амперными характеристиками. Однако, даже с учётом этого требования, подбор не удаётся осуществить, т.к. с течением времени характеристики изменяются, что приводит к разбалансу токов в тиристорах плеча. Основываясь на обобщении эксплуатационных данных , можно более просто решить распределение токов по тиристорам с помощью резисторов связи

, через которые включаются в узловую точку аноды тиристоров, находящихся в одном ряду вентильного плеча. В выпрямительных агрегатах электрифицированных железных дорог сопротивление резисторов связи принимается равным 1….10 ОМ. Изготавливают резисторы из нихромовой проволоки диаметром 0,6….1,0 мм.

4.2 РАВНОМЕРНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОБРАТНОГО НАПРЯЖЕНИЯ.

Как при параллельном, так и при последовательном соединении тиристоров требуется применение дополнительных средств выравнивания прямых и обратных напряжений на закрытых тиристорах. Подбор тиристоров по вольт-амперным характеристикам не может обеспечить равномерное распределения напряжения по цепочке последовательно соединенных тиристоров. Одним из наиболее распространённых способов выравнивания напряжений на закрытых последовательно соединенных тиристорах является шунтирование их активными сопротивлениями. Сопротивление шунтирующего резистора определяется по формуле:

(22)

где

- число последовательно включенных тиристоров в вентильном плече;

- паспортное значение допустимого повторяющегося обратного напряжения на тиристоре, В;

- наибольшее обратное напряжение, воздействующее на тиристорное плечо в преобразователе, В;

- повторяющийся обратный ток в закрытом тиристоре, мА.

Мощность шунтирующего резистора определяется по выражению:

(23)

где

- коэффициент амплитуды, =0,4…0,5.

Для исключения возможности попадания бросков перенапряжения на закрытые тиристоры дополнительно, в параллель шунтирующим резисторам, подключаются демпфирующие цепочки

Значение ёмкости определится по формуле:

(24)

где

-угловая частота, ;