1.3 Проверка спп по перегрузочной способности
Для обеспечения нормальной работы преобразователя в режимах рабочей
перегрузки необходимо для выбранных по току СПП осуществить их проверку по перегрузочной способности.
Критерием нормальной работы СПП при перегрузке по току является выполнения условия
tm ≥ tnep , (1.7)
где tm- максимально допустимое время перегрузки, за которое температура перехода достигнет максимально допустимого значения, с;
tnep_ требуемое (реальное) время перегрузки, с.
Время tm, с, определяется по графику зависимости переходного теплового сопротивления переход-среда Z(th)tja= f(t) для конкретных типов прибора, охладителя и интенсивности охлаждения. Переходное тепловое сопротивление Z (th)tja, °С/Вт, для тиристора и диода определяется по формуле
(1.8)
где Рт(ov) - средние потери мощности при перегрузке, Вт;
Рт - потери мощности предшествующей перегрузке, Вт.
Подставляем значения в формулу (1.8)
°С/Вт
Определим потери мощности на тиристоре при токе, предшествующем перегрузке
Рт = UT(TO) ∙ITAVm + Kфi2∙rT∙ITAVm2 (1.9)
Подставляем значения в формулу (1.9)
Рт
= 1,15∙13,4
+
1,572∙17,2∙10-3∙13,42
=23
Вт
Определим потери мощности на тиристоре для тока, соответствующего перегрузке
Рт(ov) = UT(TO)∙ITAVпep + Kфi2∙rT∙ITAVпep2 (1.10)
где ITAVпep - ток перегрузки тиристора, А . Принимаем Itavпер.= λ*ITAVm. λ= 2
Подставляем значения в формулу (1.10)
Рт(ov) = 1,15∙2∙13,4 + 1,572∙17,2∙10-3∙(2∙13,4)2=61,21 Вт
По графику функции Z(th)tja=f(t) определяется время перегрузки допустимое для данного диода и тиристора.
При известном максимальном допустимом времени перегрузки, определяем реальное время перегрузки по формуле
(1.11)
где JΣ - суммарный, приведенный момент инерции электропривода, кг*м2.Выбираем JΣ = (l,2...1,3)Jдв;
ωн- номинальная угловая скорость двигателя, с-1;
Мпуск - пусковой момент двигателя, Н-м. Выбираем из Мпуск= λМн;
Мс - статический момент, H*M. Принимаем МС=МН.
Подставляем значения в формулу (1.11)
с
Номинальная угловая скорость двигателя рассчитывается по формуле
(1.12)
где nн - номинальная частота вращения, об/мин (по заданию)
Подставляем значения в формулу (1.12)
.
Номинальный момент двигателя определяется по формуле
Мн=
(1.13)
Подставляем значения в формулу (1.13)
Мн
Н∙М
Условие для тиристора по перегрузочной способности
0,72 ≥ 0,6
условие (1.9) выполняется, прибор удовлетворяет режиму перегрузки.
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
kз.u∙Um≤UDRM (1.14)
где kз.u - коэффициент запаса по рабочему напряжению. Выбираем kз.u=1,65÷2;
Um-максимальное значение рабочего напряжения, прикладываемого к СПП в схеме, В;
Udrm - повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии, В.
Подставляем значение в формулу (1.14)
1,65∙726,72≤1200
1197,7≤1200
Максимальное значение напряжения, прикладываемого к тиристору в схеме определяется по формуле
Um = Umn∙Kcx, (1.15)
где Umn - амплитуда напряжения вторичной обмотки трансформатора, В;
Ксх - коэффициент схемы.
Подставляем значения в формулу(1.15)
Um = 310,42∙2,34=726,72 В
Амплитуда напряжения вторичной обмотки трансформатора рассчитывается по формуле
Umn=
∙UH
(1.16)
Подставляем значения в формулу (1.16)
Umn= ∙220=310,42 В
По неравенству (1.14) выбирается тиристор соответствующего класса по напряжению.
Параметры выбранного тиристора приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Предельно допустимые значения параметров тиристоров
Параметр |
Т132-20 |
Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии UDRM , В |
12 |
Максимально допустимый средний ток в открытом состоянии ITAV, А |
20 |
Ударный неповторяющийся ток в открытом состоянии ITSM, кА |
0.33 |
Пороговое напряжение UTO(TO); В |
1,15 |
Максимально допустимая температура перехода Tjm, °С |
125 |
Дифференциальное сопротивление в открытом состоянии rт, мОм |
17,2 |
Повторяющийся импульсный ток в закрытом состоянии IDRM, МA |
3,0 |
Тепловое сопротивление переход- корпус RtiljC, °С/Вт |
0,90 |
