3.2.3. Расчет числа последовательно включенных вентилей

Количество последовательно включенных вентилей зависит от максимального обратного напряжения вентильного плеча U_b.max с учетом перенапряжений, возникающих в схеме преобразователя, и от класса применяемого вентиля.

Выбираем 14-й класс, U_П = 1400 В.

Максимальное обратное напряжение вентильного плеча определяется:

U_b.max.В = 1,05×2,34×U_2В, В, (3.24)

U_b.max.В = 1,05×2,34×727,35=1787,098 В.

Число последовательно включенных вентилей определяется по повторяющемуся и неповторяющемуся обратному напряжению для нелавинных вентилей и только по повторяющемуся для лавинных.

Число последовательно включенных вентилей по повторяющемуся обратному напряжению:

для вентильного плеча выпрямителя

, шт, (3.25)

где К’_Н – коэффициент неравномерности распределения напряжений между последовательно включенными вентилями;

К’_Н=1,1…1,15 для нелавинных вентилей; К’_Н=1 – для лавинных;

DU_C =5%– возможные отклонения напряжения в питающей сети, % (из задания);

К_П =2– коэффициент повторяющихся перенапряжений;

U_П – повторяющееся обратное напряжение для выбранного класса заданного вентиля, В.

Повторяющее обратное напряжение:

U_П=к×100, В, (3.26)

U_П=14×100=1400 В.

Полученные значение b_1В округляем до целого в большую сторону.

Принимаем b_В=4 шт.

3.2.4. Расчет общего числа вентилей преобразовательного агрегата

Для мостовой схемы рассчитывается число вентилей выпрямителя по формуле:

N_В=П×а_В×b_В, шт, (3.27)

где П=12 – число плеч двенадцатипульсового преобразователя.

N_В=12×11×4=528 шт.

3.2.5. Выбор устройств выравнивания тока

Несовпадение прямых ветвей вольтамперных характеристик вентилей приводит к неравномерному распределению токов между параллельно включенными вентилями. Для выравнивания токов применяются индуктивные делители тока (ИДТ). Схема включения ИДТ зависит от числа параллельно включенных вентилей (замкнутая кольцевая или схема с задающим вентилем).

При большом числе последовательно включенных неуправляемых вентилей (диодов) (b>3) в выпрямителях ИДТ не применяют, а для повышения надежности увеличивают число параллельно включенных вентилей на 15…25%.

Расчет шунтирующих резисторов и конденсаторов для выравнивания обратного напряжения

Из-за разности обратных токов вентилей происходит неравномерное распределение напряжения между последовательно включенными вентилями. Это может привести к поочередному пробою вентилей в вентильном плече или самопроизвольному открыванию тиристоров.

Для выравнивания напряжения между последовательно включенными вентилями параллельно им включают шунтирующие резисторы R_Ш и резистивно-емкостные цепи R_ВC_В. Для лавинных вентилей цепи R_ВC_В не применяют.

Сопротивление шунтирующего резистора:

, (3.28)

где b – число последовательно включенных вентилей в вентильном плече (b_В или b_И);

U_П – повторяющееся напряжение применяемого вентиля, В;

U_b.max – максимальное обратное напряжение на вентильном плече (U_b.max.В);

а – число параллельно включенных вентилей в вентильном плече (а_В или а_И);

I_{обр. max=} – максимальное значение обратного тока вентиля, А.

Полученный результат округляем до ближайшего меньшего стандартного значения из ряда Е12 (1; 1,2; 1,5; 1,8; 2,2; 2,7; 3,3; 3,9; 4,7; 5,6; 6,8; 8,2).

Выбираем номинал шунтирующего резистора из стандартного ряда значений:

кОМ.

При работе шунтирующие резисторы нагреваются. Мощность, рассеиваемую на шунтирующем резисторе, можно определить по формуле:

Для выпрямителя:

, (3.29)

В качестве шунтирующих резисторов применяют проволочные эмалированные влагостойкие резисторы ПЭВ (С5-35В), имеющие ряд мощностей: 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 75 и 100 Вт. Если рассеиваемая мощность получилась более 100 Вт, следует применять последовательное соединение резисторов для достижения необходимой мощности.

Выбираем проволочные эмалированные влагостойкие резисторы ПЭВ мощностью 75 Вт: ПЭВ – 75.