1.4 Выбор спп по напряжению

CПП должны выдерживать определенные напряжения, прикладываемые к ним как в прямом, так и в обратном направлениях. В полупроводниковом преобразователе СПП подвергаются воздействию рабочего напряжения и перенапряжений.

Выбор СПП по напряжению осуществляется по формуле

k_з.u*U_m≤U_DRM (1.18)

для тиристоров

1.65*726.72≤1200

1197.7≤1200

где k_з.u - коэффициент запаса по рабочему напряжению. Выбираем k_з.u=1,65÷2;

U_m-максимальное значение рабочего напряжения, прикладываемого к СПП в схеме, В;

U_drm - повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии, В. Максимальное значение напряжения, прикладываемого к тиристору (диоду) в схеме определяется по формуле

U_m = U_mn*K_cx, (1.19)

U_m = 310.42*2,34=726,72 В

где U_mn - амплитуда напряжения вторичной обмотки трансформатора, В;

К_сх - коэффициент схемы (см. приложение А).

Амплитуда напряжения вторичной обмотки трансформатора рассчитывается по формуле

U_mn= *U_H (1.20)

U_mn= *220=310.42 В

По неравенству (1.18) выбирается тиристор или диод соответствующего класса по напряжению.

Далее производится окончательный выбор силовых СПП. Технические характеристики выбранных диодов и тиристоров: оформляются в виде таблиц.

Таблица 1 - Предельно допустимые значения параметров тиристоров

Параметр	Т132-40
Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии UDRM , В	100-1200
Максимально допустимый средний ток в открытом состоянии ITAV, А	40
Ударный неповторяющийся ток в открытом состоянии ITSM, кА	0.82
Пороговое напряжение UTO(TO); В	1.05
Максимально допустимая температура перехода Tjm, °С	125
Дифференциальное сопротивление в открытом состоянии rт, мОм	5,6
Повторяющийся импульсный ток в закрытом состоянии IDRM, МA	5,0
Тепловое сопротивление переход- корпус RtiljC, °С/Вт	0,62

2 Расчет и выбор элементов силовой части преобразователя и элементов защиты спп

Силовой трансформатор рассчитывается в следующей последовательности. Определим фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора U_2ф, В по формуле

U_2ф = E₂*k_с*k_R*k_a (2.1)

U_2ф = 94.02*1,1*1,05*1,1=119.45 В

где Е₂- ЭДС вторичной обмотки трансформатора, В;

k_c - коэффициент, учитывающий возможность снижения напряжения в сети; Принимаем к_с=1,1;

k_R- коэффициент, учитывающий напряжения на активных сопротивлениях трансформатора, падение напряжения на вентилях и падение напряжения из-за коммутации вентилей. Принимаем k_R=1,05;

k_a- коэффициент, учитывающий неполное открывание вентилей. Принимаем k_a=1.1;

ЭДС вторичной обмотки трансформатора рассчитывается по формуле

(2.2)

где К_сх - коэффициент схемы выпрямителя (см. приложение Г);

Определим типовая мощность трансформатора S_T, В*А по формуле

S_T=k_р*Р (2.3)

S_T=1.045*6347.305=6632.9 В*А

где k_p - коэффициент, учитывающий превышение типовой мощности (см. приложение Г);

Р - мощность постоянных составляющих напряжения и тока выпрямителя, Вт.

Мощность постоянных составляющих напряжения и тока выпрямителя рассчитывается по формуле

(2.4)

Полная мощность трансформатора S, В*A, рассчитывается по формуле

S = k_c²*k_r*k_i*S_T (2.5)

S = 1,1²*1,05*1*6632.9=8848.45 В*А

где k_i - Коэффициент не прямоугольности тока, учитывающий отклонение формы тока от прямоугольной. Выбираем из к_i =1,05÷1,1.

По каталогу [4] выбираем трансформатор по соотношениям

S_{н кат.}≥S_расч. (2.6)

U_{2н кат.}≈ U_2ф

Таблица 1 – Технические характеристики трансформатора ТСР – 10 УХЛЗ

Значение	Параметр
Первичная обмотка, В	400
Вторичная обмотка, В	230
Iх.х., А	9
Uк.з., В	1,9
КПД, %	97

Индуктивное сопротивления фазы трансформатора Х_тр, Ом определяем по формуле

X_ТР ⁼ (2.7)

Х_ТР=

где Z_k- полное сопротивление короткого замыкания трансформатора, Ом;

R_xp - активное сопротивления фазы трансформатора, Ом.

Полное сопротивление короткого замыкания трансформатора определяем по формуле

(2.8)

где е_к*~ относительное напряжение короткого замыкания трансформатора, %. Выбираем из е_к*— 4-5,5%;

I_2Н - номинальный ток фазы вторичной обмотки трансформатора, А. Номинальный ток фазы вторичной обмотки трансформатора определяем по формуле

(2.9)

Активное сопротивления фазы трансформатора рассчитываем по формуле

(2.10)

где ∆Р_КЗ - потери короткого замыкания, Вт. Выбираем из ∆Р_КЗ = (0,02÷0,035)*Р;

m - количество фаз вторичной обмотки трансформатора.

б) расчет и выбор анодного реактора.

Расчет анодного реактора производим по его индуктивности и ударному току. Требуемое значение индуктивности анодного реактора Lap, Гн для ограничения тока короткого замыкания

(2.11)

где Кп - коэффициент, учитывающий наличие свободной составляющей в токе короткого замыкания. Выбираем из Кп =1,6÷2,0;

Uc - фазное напряжение питающей сети, В. Принимаем U_C=220B;

n - количество реакторов, ограничивающих ток короткого замыкания;

ω_c — угловая частота питающей сети, Гц;

Iуд - ударный ток, который может протекать по прибору в течение 10 мс, А (см. приложение А),

Анодный реактор выбирается из каталога по соотношениям

L_н.кат≥L_АР

U_н.кат≥U_c (2.12)

I_н.кат≥I_н