3.5. Тепловой расчет

Как было указано выше, выбранный тиристор обеспечивает протекание среднего тока = 50А при естественном охлаждении с использованием охладителя О271-110. Для подтверждения этого значения тока при данных условиях охлаждения выполним тепловой расчет.

Максимально допустимый средний ток при заданных условиях охлаждения рассчитывается по формуле:

– пороговое напряжение тиристора,

– дифференциальное сопротивление,

– максимально допустимая температура перехода,

– температура окружающей среды (для расчета выбирается = 40 ºС),

k_ф — коэффициент формы тока, равный отношению действующего значения тока к среднему, зависимость коэффициента формы от угла управления представлена на графике:

Рис.2

На данном рисунке график, характеризующий зависимость коэффициента формы от угла управления для схемы Кюблера обозначен цифрой I. Для самого длительного режима работы тиристора (при α=0) по данному графику k_ф=1,6.

– тепловое сопротивление «переход –среда»,

– тепловое сопротивление «переход – корпус»,

– тепловое сопротивление «корпус – контактная поверхность охладителя»,

– тепловое сопротивление «контактная поверхность охладителя – окружающая среда».

Из справочных данных на указанный вентиль выбираем значения:

для расчета выбираем температуру перехода чуть меньше, чем максимально допустимую,

Рассчитаем значение максимально допустимого среднего тока:

3.6 Расчет rc-цепей вентилей

RC цепи предназначены для ограничения скорости нарастания напряжения (dU/dt) на тиристорах при выключении, в процессе коммутации, а также в режиме включения преобразователя в работу.

Величина емкости С:

- коэффициент запаса

Выбираем конденсатор с требуемым или с ближайшим большим значением емкости, предназначенный для работы в цепях переменного тока и рассчитанный на напряжение питающей сети. В соответствии с этим выбираем конденсатор К73-11 0.33 мкФ 100 В.

Резистор предназначен для ограничения тока разряда конденсатора при включении тиристора до уровня дополнительного тока рабочей перегрузки I_рп.

Ток рабочей перегрузки для тиристоров в 10 раз больше номинального тока нагрузки. Исходя из этого:

Рассчитаем мощность резистора. Для этого необходимо определить энергию, накопленную в конденсаторе:

Теперь непосредственно рассчитаем мощность резистора:

Из справочника выбираем резистор с ближайшим большим сопротивлением 0.1 Ом, мощностью 5Вт.

3.7Выбор автоматического выключателя

Выбор автоматического выключателя производится по номинальному напряжению и току первичной обмотки:

Ближайший подходящий номинальный ток аппарата защиты 125 А.

Выбираем автоматический выключатель Legrand 3-полюсный 125а-3м (типС).

4 Расчёт регулировочной характеристики

При активно схема может работать в двух режимах:

1. режим непрерывного тока;

2. режим прерывистого тока.

Прерывистость тока в цепи нагрузки зависит от угла управления α и от соотношения параметров нагрузки R_d и индуктивного фильтра L_d.

При ( ) непрерывный режим тока имеет место при любых соотношениях R_d и L_d.

При увеличении угла управления α непрерывный режим тока сохраняется только при значительном увеличении индуктивности L_d. Для без больших погрешностей можно считать ток нагрузки идеально сглаженным.

Регулировочные характеристики пересекают ось угла регулирования α в точках α = 90⁰ и α = 120⁰ электрических градусов для режимов непрерывного и прерывистого токов соответственно. Режим прерывистого тока начинается при значении угла регулирования α = 60⁰.

Рис. 3. Регулировочные характеристики выпрямителя.