Выбор и расчет тиристоров.
Средний ток тиристора:
Максимальный ток тиристора:
Максимальное обратное напряжение на тиристоре:
Выбор тиристоров производится в соответствии с параметрами Ivcp и Uvобр, затем тиристоры проверяются на Iдоп.ср.
Выбор номинального тока тиристора.
Максимально допустимый средний ток тиристора, указанный в паспортных данных (номинальный ток), определен при так называемых квалификационных условиях (частоте 50 Гц, однополупериодном синусоидальном токе, температура корпуса 850 С, угле проводимости 1800 и т.д.). Реальные условия работы (особенно охлаждение) полупроводниковых приборов в значительной степени отличаются от квалификационных, что затрудняет выбор тиристора по току. Предварительное значение номинального тока в предполагаемых условиях охлаждения определяются по соотношению:
, где
K0 – коэффициент условий охлаждения тиристора (K0 = 2…4 при естественном охлаждении тиристоров на стандартных радиаторах), Кiw = 0.5…0,8 – коэффициент запаса по рабочему току, принимаем К0 = 2, Кiw = 0.65:
Выбор класса тиристора по рабочему напряжению.
Класс тиристора определяется допустимым значением повторяющегося импульсного напряжения , деленным на 100. Напряжение тиристора не должно быть меньше амплитуды рабочего напряжения на тиристоре. Уровень запаса выбирается из условия получения приемлемых параметров устройств ограничения перенапряжений и потерь в них.:
> , где
– коэффициент запаса по рабочему напряжению, =0,5…0,8 выбираем =0,7.
= / 0,7 = 687,89 В.
Выбираем полупроводниковый прибор со значением , наиболее близким к рассчитанному. Выбираем тиристоры типа Т123-200-7.
Охладители предназначены для отвода тепла от полупроводникового прибора и создания приемлемого теплового режима. Выберем охладитель типа О123-100.
Параметры тиристора приведены в таблице 2.
Таблица 2.
Параметр | Предельно допустимое значение |
Средний ток в открытом состоянии, Ivср,А | |
Действующий ток в открытом состоянии, Iос,А | |
Повторяющееся импульсное обратное напряжение, Uзс В | |
Пороговое напряжение U0 , В | 1,1 |
Максимально допустимая температура перехода Тп.мах | 125 0С |
Дифференциальное сопротивление Rд , Ом | 0,0015 |
Критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии, А/мкс | |
Критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии, dUзс/dt , В/мкс | |
Установившееся тепловое сопротивление переход - среда,°С/Вт | 0,08 |
В нормальном режиме работы температура p-n перехода не должна превышать максимального допустимого значения, для чего необходимо выполнить условие:
Максимально допустимый средний ток тиристора определяется по реальным условиям охлаждения и работы прибора:
где U0 – пороговое напряжение; RД – дифференциальное сопротивление тиристора в открытом состоянии, Ом; ТП.МАХ – максимально допустимая температура p-n перехода; ТС – температура окружающей среды; RТ(П-С) – установившееся тепловое сопротивление переход – среда, Кф – коэффициент формы тока, равный отношению действующего значения тока к среднему.
Так же Кф определяется из графика зависимости от угла управления. Используя шестипульсную схему выпрямления, данный коэффициент определяем по кривой №4. При α=0° Кф=2.65.
Тепловое сопротивление переход-среда определяется суммой тепловых сопротивлений переход - корпус, корпус - охладитель, охладитель - среда
+0,70=0,8