2. 3. 2 Расчёт ударного тока и интеграла предельной нагрузки внутреннего короткого замыкания

Ударный ток предельной нагрузки внешнего короткого замыкания:

I_уд = I_k,m * i_уд =3.051*10³ * 1.1 = 3.356*10³ A (2. 3. 1. 2), [2, C. 105]

i_уд = 1, 1 - ударный ток в относительных единицах, берётся с кривой (5, с. 105, рис. - 127а), при

Интеграл предельной нагрузки при глухом внешнем коротком замыкании:

I²*t=I²_km*(I²*t) (2.3.1.3), [5, c 105], где I²*t определяется в зависимости от ctgφ_k по кривой (5, c 105, рис. 1-127 б) I²*t=0,005

I²_km*(I²*t)= 3.051 * 10³*0,005=15*10⁴ КА²*с

I²_km – амплитуда базового тока короткого замыкания

I²*t – интеграл предельной нагрузки в относительных единицах

2.3.3 Выбор вентиля

Вентиль выбирается исходя из среднего тока, протекающего через него Iа = 100 А. Так же учитываем максимальный ударный ток и интеграл предельной нагрузки при коротком замыкании

I_уд=5.556*10³ A (2.3.2.1)

I²_km*(I²*t)= 15*10⁴ КА²*с (2.3.2.2)

Исходя из этого выбираем тиристор Т15-200 [4,c 191]

Основные параметры тиристора приведены в таблице 2

Таблица 2

Пороговое напряжение	1,25 В
Время обратного восстановления	8,5 мкс
Динамическое сопротивление в открытом состоянии	1,32 мОм
Тепловое сопротивление переход-корпус	0,1 оС/Вт
Максимально допустимое постоянное обратное напряжение	400-1800
Максимально допустимый средний ток в открытом состоянии	200
Максимально допустимый действующий ток в открытом состоянии	310
Ударный неповторяющийся ток в открытом состоянии	4000
Защитный показатель	80 КА2*с
Заряд обратного восстановления	170 мкКл

2.3.4. Расчет допустимого тока на вентиль в установившемся режиме

(2.3.4.1), [1, c.11]

U₀=1.25 – пороговое напряжение

R_д=1,32 мОм – динамическое сопротивление в открытом состоянии

К_ф=0,58 – коэффициент формы тока

Мощность электрических потерь

[ΔP]=[[Θ_н]- Θ_c]/R (2.3.4.2), [1, c.11]

[Θ_н]=140 ^oC – номинальная температура кристалла

[Θ_c]=37 ^oC – температура окружающей среды

Тепловое сопротивление вентиль – охладитель:

R=R_пк+R_ос+R_ко (2.3.4.3), [1, c.11]

R_пк=0,1 ^оС/Вт – тепловое сопротивление переход – корпус.

R_ос – установившееся тепловое сопротивление охладитель – среда.

R_ко - установившееся тепловое сопротивление корпус - охладитель .

Выберу охладитель 0241 [3, c. 575] с учетом мощности отводимого тепла Р_н=30 Вт. Где R_ос=0,107 ^оС/Вт, R_ко=0,15 ^оС/Вт.

R=0,1+0,107+0,15=0,357 ^оС/Вт

Тогда

[ΔP]=(140-37)/0,357=288,5 Вт

[I_a]=183.4 A

Максимально допустимый средний ток тиристора I_a=200 А. Следовательно, тиристор в установившемся режиме выдерживает проходящий через него ток.