Расчет основных параметров тиристорного выпрямителя - Курсовая работа

Силовые полупроводниковые приборы находят широкое применение почти во всех отраслях народного хозяйства. Однако они обладают рядом специфических особенностей, к которым относятся зависимость параметра и режимов работы от температуры, изменения параметров во времени, разброс параметров приборов одного типа и т.п. Это определяет некоторые требования к схемам, где используются силовые полупроводниковые приборы (использование выравнивающих устройств при групповом соединении и ограничивающих устройств при больших скоростях нарастания тока, учет циклических режимов работы, особые требования к схеме управления). Нагрузки на полупроводниковые приборы зависят от схемы преобразования, в которой они используются, параметров источника питания, параметров нагрузки (ток, напряжение) и вида нагрузки (активная, индуктивная и т. д.), вида интенсивности охлаждения, вероятности и характера технологических (рабочих) и аварийных перегрузок и пр. Первичные и вторичные обмотки трансформаторов соединены по схеме звезда.На рисунке 1.1 изображена мостовая схема Илларионова.Схемы выполнены в программе Electronics Workbench. Для примера была взята активно индуктивная нагрузка в мостовой схеме и активная в схеме с нулевым выводом.Повторяющиеся напряжение обычно является функцией схемы преобразователя, например, выбросы при восстановлении прямого или обратного напряжения после коммутации увеличивают мощность, выбрасываемую в приборе. Максимальное обратное напряжение Uзаг - напряжение, соответствующее области загиба обратной или прямой ветви вольтамперной характеристики прибора, когда даже при небольшом приращении напряжения резко увеличивается обратный ток или ток утечки. Обратный ток Іобр - ток, протекающий через прибор при приложении к нему обратного напряжения. Ток утечки Іут - ток, протекающий через прибор при разомкнутой цепи управления при приложении к нему прямого напряжения. Время от момента, когда прямой ток через тиристор при заданной крутизне спада достигает своего нулевого значения до момента, когда прибор способен выдержать, не переключаясь, прикладываемое в прямом направлении, напряжение с определенной амплитудой и скоростью нарастанияРассчитать основные параметры и выбрать силовой трансформатор; Рассчитать согласно методических указаний тиристорный выпрямитель с защитой от перегрузки, коротких замыканий и перенапряжений. Фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора По результатам расчета выбираем силовой трансформатор, для которого Для тиристора типа Т-160 со стандартным охладителем при естественном охлаждении тиристор может быть нагружен током примерно 30-процентным от предельного, при скорости движения охлаждающего воздуха Vc=12 м/с - почти всем предельным током.Основным критерием, определяющим допустимую мощность потерь в вентиле , является максимально допустимая температура полупроводниковой структуры . (3.1) где Rt - общее установившееся тепловое сопротивление, определяемое по рис. Максимально допустимый ток вентиля Іп при определенной допустимой мощности потерь является функцией формы тока и параметров прямой ветви вольт амперной характеристики в состоянии высокой проводимости. Кф - коэффициент формы тока, равный отношению действующего к среднему значению тока, в трехфазном выпрямителе при активно индуктивной нагрузке Кф=1,73 Так как токи, протекающие через вентили, будут не одинаковыми, то при определении количества вентилей необходимо этот разброс токов учесть с помощью коэффициента Кп.Если в полупроводниковых преобразователях напряжения и токи превышают рекомендуемые напряжения и предельные токи вентилей, применяют их параллельное и последовательное соединение. В динамическом режиме к тиристору с меньшим временем восстановления запирающей способности или большим временем включения кратковременно прикладывается напряжение всей цепи. В этих случаях, если не применять необходимых мер, может произойти пробой тиристора или его переключение при одновременном недоисопльзовании другого тиристора по напряжению. Обычно они выполняются в виде тороидального витого магнитопровода, сквозь окно которого пропущены две токоведущие шины таким образом, чтобы МДС, создаваемые токами действовали навстречу друг другу и выравнивали токи в вентилях. При различном изменении токов в вентилях во времени в магнитопроводе возникает намагничивающая сила, которая индуктируется ЭДС, пропорциональная величине небаланса токов, и улучшает их выравнивание, а также способствует открытию тиристора с большим временем включения.После выбора типа тиристоров и определения их количества в каждом плече выпрямителя необходимо проверить величину скорости нарастания прямого тока при включении тиристора и величину скорости нарастания прямого напряжения на тиристоре до его включения. Скорость нарастания прямого тока тиристора при активно-индуктивной нагрузке определяем из рис5.1. Пробой полупроводниковой структуры тиристора наступает при большой в начальный момент времени включения, когда прямой ток тиристора возрастает от 0 до Ікр=2-3 А. Угол, соответств

Содержание

Введение

Описание трехфазной мостовой схемы

1. Определения и условные обозначения основных параметров тиристоров

1.1 Описание схем

1.2 Основные определения

2. Расчет основных параметров тиристорного выпрямителя

3. Выбор допустимых нагрузок вентилей по току

4. Групповое соединение вентилей

5. Ограничение скорости нарастания тока и напряжения

6. Выбор параметров цепи управления тиристоров

7. Защита тиристорного выпрямителя от аварийных токов

8. Защита предохранителями

9. Расчет токов короткого замыкания

10. Защита полупроводниковых преобразователей от токов короткого замыкания

Список литературы

Силовые полупроводниковые приборы находят широкое применение почти во всех отраслях народного хозяйства. Однако они обладают рядом специфических особенностей, к которым относятся зависимость параметра и режимов работы от температуры, изменения параметров во времени, разброс параметров приборов одного типа и т.п. Это определяет некоторые требования к схемам, где используются силовые полупроводниковые приборы (использование выравнивающих устройств при групповом соединении и ограничивающих устройств при больших скоростях нарастания тока, учет циклических режимов работы, особые требования к схеме управления).

Нагрузки на полупроводниковые приборы зависят от схемы преобразования, в которой они используются, параметров источника питания, параметров нагрузки (ток, напряжение) и вида нагрузки (активная, индуктивная и т. д.), вида интенсивности охлаждения, вероятности и характера технологических (рабочих) и аварийных перегрузок и пр.

Описание трехфазной мостовой схемы

Схема выполнена в программе Electronics Workbench. В качестве трехфазного трансформатора были взяты три однофазных Т1, Т2 и Т3. Первичные и вторичные обмотки трансформаторов соединены по схеме звезда. В качестве источников питания взяты три источника переменного напряжения с частотой 50 Гц. Каждый источник питает отдельную фазу трансформатора.

В каждом плече выпрямителя находится по одному тиристору марки Т-250. Всего в схеме находится 6 тиристоров (В1, В2, В3, В4, В5, В6). В схеме показано, что два тиристора (В5 и В6) можно открывать, подавая на управляющий электрод импульс. В данной схеме использованы два абсолютно аналогичных выключателя Р. При их замыкании получают питание тиристоры В5 и В6 и открываются. При этом течет ток в плече тиристора В5 и В6. Вольтметр показывает падение напряжения на нагрузке (R-L нагрузка). При размыкании переключателя Р, вольтметр показывает практически ноль.

Схема изображена на отдельном листе Page 1.