|
ЗМІСТ
1. Завдання на курсову роботу
2. Розрахунок температури переходу одного тиристора
3. Розрахунок кількості паралельних гілок
4. Розрахунок кількості послідовно з'єднаних тиристорів в галузі
5. Вибір схеми тиристорного ключа
6. Розрахунок параметрів вирівнюють RCD - ланцюжків
література
1. ЗАВДАННЯ НА КУРСОВУ РОБОТУ
Розробити тиристорний ключ на тиристорах ТБ151-50-6, встановлених на типових охолоджувачах О151-80 і охолоджуються потоком повітря з температурою 40 ° С, що рухаються зі швидкістю 12 м / с. Максимальна напруга, що прикладається до ключу, 1000 В.
На підставі математичної моделі перетворювача, в якому повинен працювати розробляється тиристорний ключ, імпульс струму через нього має два інтервали, на кожному з яких аналітичний опис зміни струму в часі по-різному.
На першому інтервалі імпульс описується виразом
Тривалість першого інтервалу рівна T1.
При t = T 1 струм досягає значення I Н2, після чого настає другий інтервал формування струму через тиристорний ключ. На початку другого інтервалу при t = 0 струм I 2 = I Н2 і далі описується виразом
Тривалість Т 2 другого інтервалу визначається моментом проходження струму через нульове значення.
У наведених виразах
 
 I d = 100 А, L 1 = 1 мГн, R 1 = 2 мОм, U 1 = 1000 В, U S 1 = 180 В,
L 2 = 2 мГн, R 2 = 6 мОм, U 2 = 1000 В, U S 2 = -60 В, f = 100 Гц,
T 1 = 1 мс, C = 4 мФ.
2. РОЗРАХУНОК ТЕМПЕРАТУРИ ПЕРЕХОДУ ОДНОГО тиристори
2.1. За аналітичними виразами для струму що протікає через прилад на інтервалі часу від 0 до T 1 по формулі (1.1), і після моменту часу T 1 по формулі (1.2). Визначили закон зміни струму і побудували діаграму струму, рис. 2.1.
За діаграмою визначили час завершення імпульсу T 2 = 8.8 мс.
де U F - пряма напруга на тиристорі, В;
I F - величина струму що протікає через прилад, А.
2.2. Визначили аналітичний вираз вольт-амперної характеристики (ВАХ) тиристора. ВАХ тиристора ТБ151-50 взята з довідника [1]. В області струмів до 100 А отримали залежність:
А при токах понад 100А:
Діаграма ВАХ приведена на рис.2.2.
2.3. Знаючи вираження для струму і ВАХ, записали вираз для розрахунку імпульсу потужності P (t):
А також розрахували тривалість t і еквівалентного прямокутного імпульсу потужність:
де P М - амплітуда еквівалентного імпульсу потужності.
Отримали t і = 4,67 мс.
На рис. 2.3. побудували діаграму імпульсу потужності і еквівалентний імпульс потужності.
 Діаграма імпульсу струму
Мал. 2.1.
Діаграма ВАХ тиристора
Мал. 2.2.
 Діаграми імпульсів потужності
Рис.2.3.
2.4. За значеннями t і, T 2, (T 2 + t і), визначили теплові опору перехід-середовище, по відповідній діаграмі для даного приладу з довідника [1]:
Ztі = 0,045 ° С / Вт
Z T = 0,055 ° С / Вт
Z (tи + T) = 0,06 ° С / Вт
Rt = 0,97 ° С / Вт
де Ta - температура навколишнього середовища, ° С.
Температура переходу одного тиристора: Tj = 1481 ° С.
2.5. Розрахували температуру переходу T j при даному імпульсі струму, при включенні тільки однієї гілки, в сталому тепловому режимі за формулою:
3. РОЗРАХУНОК КІЛЬКОСТІ ПАРАЛЕЛЬНИХ ГІЛОК
3.1. Так як температура одного приладу перевищує максимально допустиму температуру приладу. То в цьому випадку треба використовувати паралельне з'єднання декількох приладів. Кількість паралельних гілок N можна визначити методом послідовних наближень. Тобто поступово збільшую кількість гілок розраховуємо температуру переходу.
3.2. Методом послідовних наближень визначили, що при двадцяти чотирьох (N = 24) паралельних гілок температура переходу має менше значення, ніж максимально допустима (T j 24 = 120 ° С). А при кількості гілок N = 23, температура переходу буде перевищувати максимально допустиму (T j 23 = 126 ° С).
Діаграми імпульсів струму при
N = 24, I 24 і при N = 23, I 23 на рис 3.1.
Діаграми імпульсів потужності в при
N = 24, P 24, Pекв24 і при N = 23, P 23, P екв23 на рис 3.2.
Мінімально можлива кількість паралельних гілок - двадцять чотири.
Діаграми імпульсів струму при N = 24, і N = 23
Рис.3.1.
Діаграми імпульсів потужності при N = 24, і N = 23
Рис.3.2.
4. Розрахунок кількості послідовно з'єднаних тиристорів в галузі
Оскільки максимально можлива напруга прикладається до ключу 1000В. Використовувані тиристори розраховані на максимальну напругу 600В. То одна паралельна гілка буде містити послідовне з'єднання двох тиристорів. Для рівномірного розподілу напруги між послідовно включеними приладами застосовуються вирівнюють ланцюга.
5. Вибір схеми тиристорного ключа
Для рівномірного розподілу струмів між приладами застосовують спеціальні вирівнюючі елементи і схеми.
Найпростішими вирівнюючими ток елементами можуть бути резистори з рівними опорами, включені послідовно з кожним з паралельно з'єднаних пріборов.Чем більше опір резисторів, тим більше рівномірність розподілу струму. Але збільшення загального опору кожної гілки призводить до збільшення втрат. Це делаетнецелесообразним таке вирівнювання вже при токах через прилад понад одиниць ампер.
При великих токах найбільш поширеним способом вирівнювання розподілу струму є використання індуктивних трансформаторних дільників струму.
Принципова електрична схема тиристорного ключа представлена на рис. 5.1.
6. Розрахунок параметрів вирівнюють RCD - ланцюжків
З метою вирівнювання напруги на окремих приладах паралельно кожному з них включається шунтирующий резистор, опір якого можна розрахувати за формулою:
де n - кількість послідовно включених приладів,
U RSM - максимальна напруга для даного класу приладів, В,
U RM - найбільше напруження на гілки з приладами, В,
I RM - найбільший зворотний струм, А.
Для вирівнювання напруги в керованих приладах, паралельно цим приладам включаються конденсатори, ємність яких розраховується за формулою:
де Qrr - заряд відновлення, Кл.
ЛІТЕРАТУРА
1. Розробка тиристорного ключа: Методичні вказівки до курсової роботи / Чернявський Н.І. - Тольятті: натовп, 1995.
2. Чебовскій О.Г., Моісеєв Л.Г., Недошивін Р.П. Силові напівпровідникові прилади: Довідник. - М .: Вища школа, 1985. - 400с.
3. Тугов Н.М., Глєбов Б.А., Чариков Н.А. Напівпровідникові прилади. - М .: Вища школа, 1990. - С.501-561.
4. Замятін В.Я. та ін. Потужні напівпровідникові прилади. Тиристори. - М .: Радио и связь, 1988. - 576с.
|
