1.5 Постановка задачи

Цель данной работы- исследование переходных процессов теристоров 500 А, 220 В. В качестве объекта исследования выбран КТЭ 500/200, выпускаемый ОАО «Преобразователь». Преобразователь для электропривода выполнен по трехфазной мостовой схеме.

Тиристоры в схеме не должны переключатся из закрытого состояния в открытое без отсутствия управляющего импульса, но такая возможность присутствует при нарастании анодного напряжения выше критического значения, при аварийных режимах.

Также тиристоры имеют ограниченную способность выдерживать нарастание тока при включении, это связано с тем что, вначале, включение при подачи импульса происходит не по всей структуре, а только в близи границы управляющего электрода.

Поэтому имеет смысл провести исследование процесса коммутации тиристора в номинальном режиме работы и особенно в аварийных режимах.

Задачи:

1) Исследование переходных процессов на номинальную нагрузку

1) Исследование переходных процессов при допустимых перегрузках

1) Исследование переходных процессов при аварийных режимах

2 РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

2. 1 Эскизный выбор вентиля

СПП выбирается по классификационному току, определенному в информационных материалах при условии приведения фактического тока нагрузки тиристора к классификационным условиям, то есть

где I_AV — максимально допустимое среднее значение тока тиристора; I_TAV — расчетное значение фактического тока тиристора.

2.1.1 Расчет при неизменной токовой нагрузке

При f ≤ 500 Гц и при синусоидальной или трапецеидальной форме тока расчетный (приведенный) ток тиристора

где m - число параллельных СПП в эквивалентном вентиле;

- коэффициент равномерности деления тока по параллельным СПП;

k_β- коэффициент, зависящий от угла проводимости β и формы

импульсов тока СПП на интервале τ₁;

k_r- коэффициент, зависящий от частоты f импульсов тока СПН на интервале τ₁;

k_a- коэффициент амплитуды;

ψ_1AV - коэффициент нагрузки СПП по рабочему току.

Число mпараллельных СПП выбирается минимально возможным, принимаем m = 1 , соответственноk_дm=1. Из приложения А по построенным усредненным графическим зависимостям коэффициентов k_β и k_r определяется k_β = 0.95 и k_r = 1 .

При изменении угла регулирования в требуемом диапазоне угол проводимости β=120 эл.град., тогда по приложению А определяется k_A=3.

Коэффициент нагрузки СПП по рабочему току определяется для согласованного оптимума(прил.Б) ψ_1AV = 0.6

Для режима неизменного тока нагрузки амплитуда тока вентиля

2.1.2 Расчет при циклической нагрузке

Для определения расчетного тока I_AV заменяют огибающую амплитуд рабочего тока I_БМ1 в пределах расчетного интервала времени τ_p, которая имеет в конце интервала τ_p один отрезок времени t_OV с током перегрузки I_БM(OV)(амплитудное значение) и неизменный ток I_БM(АV) (среднее значение), предшествующий перегрузке на остальной части интервала τ_p.

Для принудительного воздушного охлаждения с V_cf= 6 м/с

длительность расчетного интервала τ_p = 1000с.

Исходя из характера зависимости переходного теплового сопротивления, переход - среда тиристоров с рекомендованными охладителями, учитываются только те перегрузки, которые на отрезке времени 2000 с имеют длительность 1000 с и более, на отрезке времени 1000 с имеют длительность 100 с и более, на отрезке времени 100 с имеют длительность 10с и более, и т. д. Время отсчитывается от конца расчетного интервала в сторону опережения.

Среднее значение тока эквивалентного вентиля на интервале τ

где I_БМ—амплитуда нагрузки(табл.2.1)

Таблица2.1 – Циклические режимы

№п/п	Режим	IБМ,А	tн,с	tц,c
1	1,5 *Iдн	750	120	270
2	1.75 *Iдн	875	60	174
3	2*Iдн	100	15	60
4	2,25*Iдн	1250	10	54

Среднее значение тока эквивалентного вентиля на интервале

Средний ток соответствующий упрощенной кривой

Расчетный ток

где ψ_1OV — коэффициент нагрузки СПП по рабочему току (для согласованного оптимума ψ_1OV =0,8 по прил.Б)

k— коэффициент предшествующей нагрузки.

Для определения k строят кривую I*_OV(t_OV) (рис.2.2)при различных значениях k. На семействе кривых I*_OV=( t_OV,k) (прил.Г) для выбранного вида СПП и принятых условиях охлаждения через точку t=t'_OV проводится линия, паралельная оси ординат

Рисунок 2.1 - Кривая I*_OV(t_OV) при различных значениях k

Результаты расчетов приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 — Результаты расчета

IБМ1,А	IБ(AV)1,A	IБ(AV)1,A	I’Б(AV)1	I’OV/k	tOV,c	k	IАV,A
750	250	111,1	56,65	4,21	217,8	0,32	232,94
875	391,67	95,1	77,6	3,59	60	0,43	237,45
1000	333,3	83,3	77,05	4,13	18,75	0,345	233,06
1250	416,67	77,16	72,2	5,53	11,85	0,35	271,43

Выбираем вентиль Т253-1000 [6] с охладителем БПО-2162