Расчет управляемого выпрямителя (стр. 3 из 8)
.Характеристики строим для a = 37,4060 , a = 450 , a = 600 , a = 85,4440 .
1. a = 37,4060 , Id = 0, Ud = 220 В; Id = Idн , Ud = 218 В;
2. a = 450 , Id = 0, Ud = 196 В; Id = Idн , Ud = 194 В;
3. a = 600 , Id = 0, Ud = 138 В; Id = Idн , Ud = 136 В;
4. a = 85,4440 , Id = 0, Ud = 22 В; Id = Idн , Ud = 19 В.
5. Расчет рабочих и аварийных режимов работы
5.1 Рабочий режим работы преобразователя
Рис. 5.1. Структурная схема проектируемой установки
Рабочий режим работы установки при номинальных (с учетом допустимых отклонений) параметрах питающей сети и нагрузки.
Действующее значение тока цепи определяется по выражению:
I1ф = Кi1КТId , где (5.1)
КТ – коэффициент трансформации.
I1ф = 0,815 . 0,539 . 79,6 = 34,998 (А).
В симметричных схемах максимальный ток через вентиль имеет место при углеге гулирования a = aнач .
a = 37,4060 .
Коэффициент формы тока вентиля Кф определяется по формуле:
(5.2)b = 1200[Л. 9]
.Среднее значение тока Iv и амплитуда рабочего напряжения Uобр.м для фазного вентиля определяются следующим образом:
,
, где (5.3, 5.4)где
= 0,33 - коэффициент среднего тока вентиля; 
- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения тока по фазам и зависящий от точности работы системы управления, при допуске на несимметрию углов управления по фазам в 30
; m = 1– число параллельных приборов в эквивалентном вентиле; 
- коэффициент равномерности деления тока по полупроводниковым приборам (при m =1 
=1); 
= 1,04 - коэффициент обратных напряжений; 
= 1 - число последовательно соединенных приборов в схеме эквивалентного вентиля; 
коэффициент равномерности деления напряжения по последовательно соединенным приборам (при n =1 
).
, 
.5.2 Аварийный режим работы преобразователя
Аварийный режим вызывается аварийными условиями работы питающей сети, преобразователя или нагрузки и возникает ограниченное число раз за срок службы. Наиболее встречающийся аварийный режим преобразователей – короткие замыкания в различных точках электрической схемы. Наиболее характерными являются короткие замыкания (рис. 5.1) в цепи переменного тока преобразователя (точка К1), внешние - на шинах постоянного тока (точка К2) и внутренние – при пробое тиристора. Основой для расчета параметров вышеперечисленных аварийных режимов является информация о трехфазном К.З. в цепи переменного тока за согласующим трансформатором или токоограничивающим реактором преобразовательной установки (точка К1). Основной характеристикой рассматриваемого режима является величина периодической составляющей тока короткого замыкания, которая вычисляется по выражениям:
действующее значение, амплитудное значение:
, 
, где (5.5, 5.6)где
- активное и индуктивное сопротивления сети переменного тока.
, 
.При коротком замыкании в точке К1 из сети будет потребляться ток, действующее значение периодической составляющей
которого при использовании согласующего трансформатора определяется:
(5.7)
.Амплитудное значение этого тока
(5.8)
.Тепловое воздействие на вентиль при протекании импульса тока короткого замыкания длительностью не более 20мс характеризуется тепловым эквивалентом, относительное значение которого BК определяется по зависимости BК=f(RC/XC) в зависимости от параметров сети. Тепловой эквивалент переводится в абсолютные единицы по следующему выражению:
; Rc / Xc = 0,444; Вк = 2,231 (5.9)
.При повреждении в точке К2 установившееся значение тока короткого замыкания управляемого выпрямителя при небольших углах регулирования определяется по выражению:
(5.10)
.Скорость нарастания тока в эквивалентном вентиле при включении. Она может быть достаточно высокой и ограничиваться только индуктивными сопротивлением трансформатора. Максимальное значение определяется выражением:
, где (5.11)k- число фаз трансформатора.
.6. Выбор и проверка вентилей силового преобразователя
6.1 Предварительный выбор и расчет диодов и тиристоров
1) Выбор вида и подвида полупроводникового прибора.
Силовые полупроводниковые диоды и тиристоры в зависимости от вольт – амперной характеристики подразделяются на обычные (Д и Т) и лавинные (ДЛ и ТЛ), а в зависимости от коммутационных параметров – на низкочастотные (Д и Т), быстровосстанавливающиеся диоды (ДЧ), быстровыключающиеся (ТЧ), быстровключающиеся (ТИ) и быстродействующие тиристоры (ТБ).
Низкочастотные силовые диоды и тиристоры применяют в цепях переменного тока частотой до 500 Гц, где к ним не предъявляется особых требований по времени обратного восстановления или выключения и включения, высоких скоростей нарастания прямого тока и напряжения.
Выбираем тиристоры типа Т161. [Л. 3, 4]
2) Выбор номинального тока вентиля.
Максимально допустимый средний ток вентиля, указанный в паспортных данных (номинальный ток), определен при так называемых квалификационных условиях (частоте 50 Гц, однополупериодном синусоидальном токе, температура корпуса 850 С, угле проводимости 1800 и т.д.). Реальные условия работы (особенно охлаждение) полупроводниковых приборов в значительной степени отличаются от квалификационных, что затрудняет выбор вентиля по току. Предварительное значение номинального тока в предполагаемых условиях охлаждения определяются по соотношению (для фазного вентиля):
, где (6.1)K0 – коэффициент условий охлаждения фазного вентиля (K0 = 2…4 при естественном охлаждении вентилей на стандартных радиаторах), Кiw = 0.5…0,8 – коэффициент запаса по рабочему току, принимаем К0 = 3, Кiw = 0.6:
.3) Выбор класса вентиля по рабочему напряжению. [Л. 3, 4]
Класс тиристора определяется допустимым значением повторяющегося импульсного напряжения
, деленным на 100. Напряжение 
фазного вентиля не должно быть меньше амплитуды рабочего напряжения на вентиле. Уровень запаса выбирается из условия получения приемлемых параметров устройств ограничения перенапряжений и потерь в них.:>
, где (6.2)
– коэффициент запаса по рабочему напряжению, 
=0,5…0,8 выбираем 
=0,6.