Разработка тиристорного ключа

СОДЕРЖАНИЕ

1. Задание на курсовую работу

2. Расчет температуры перехода одного тиристора

3. Расчет количества параллельных ветвей

4. Расчет количества последовательно соединенных тиристоров в ветви

5. Выбор схемы тиристорного ключа

6. Расчет параметров выравнивающих RCD - цепочек

Литература

1. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Разработать тиристорный ключ на тиристорах ТБ151-50-6, установленных на типовых охладителях О151-80 и охлаждающихся потоком воздуха с температурой 40°С, движущимся со скоростью 12 м/с. Максимальное напряжение, прикладываемое к ключу, 1000 В.

На основании математической модели преобразователя, в котором должен работать разрабатываемый тиристорный ключ, импульс тока через него имеет два интервала, на каждом из которых аналитическое описание изменения тока во времени различно.

(1.1)

На первом интервале импульс описывается выражением

Длительность первого интервала ровна T1.

При t=T₁ ток достигает значения I_Н2 , после чего наступает второй интервал формирования тока через тиристорный ключ. В начале второго интервала при t=0 ток I₂ =I_Н2 и далее описывается выражением

Длительность Т₂ второго интервала определяется моментом прохождения тока через нулевое значение.

В приведенных выражениях

I_d = 100 А, L₁ = 1 мГн, R₁ = 2 мОм, U₁ = 1000 В, U_{S 1} = 180 В,

L₂ = 2 мГн, R₂ = 6 мОм, U₂ = 1000 В, U_{S 2} = -60 В, f = 100 Гц,

T₁ = 1 мс, C = 4 мФ.

2. РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЕРЕХОДА ОДНОГО ТИРИСТОРА

2.1. По аналитическим выражениям для тока протекающего через прибор на интервале времени от 0 до T₁ по формуле (1.1), и после момента времени T₁ по формуле (1.2). Определили закон изменения тока и построили диаграмму тока, рис. 2.1.

По диаграмме определили время завершения импульса T₂ = 8.8 мс.

где U_F – прямое напряжение на тиристоре, В;

I_F – величина тока протекающего через прибор, А.

2.2. Определили аналитическое выражение вольт-амперной характеристики (ВАХ) тиристора. ВАХ тиристора ТБ151-50 взята из справочника [1]. В области токов до 100 А получили зависимость:

А при токах свыше 100А:

Диаграмма ВАХ приведена на рис.2.2.

2.3. Зная выражения для тока и ВАХ, записали выражение для расчета импульса мощности P(t):

А также рассчитали длительность t_и эквивалентного прямоугольного импульса мощность:

(2.4)

где P_М – амплитуда эквивалентного импульса мощности.

Получили t_и = 4,67 мс.

На рис. 2.3. построили диаграмму импульса мощности и эквивалентный импульс мощности.

Диаграмма импульса тока

Рис. 2.1.

Диаграмма ВАХ тиристора

Рис. 2.2.

Диаграммы импульсов мощности

Рис.2.3.

2.4. По значениям t_и , T₂ , (T₂ +t_и ), определили тепловые сопротивления переход-среда, по соответствующей диаграмме для данного прибора из справочника [1]:

Ztи = 0,045 °С/Вт

Z_T = 0,055 °С/Вт

Z_{( tи+ T)} = 0,06 °С/Вт

Rt = 0,97 °С/Вт

где Ta – температура окружающей среды, °С.

Температура перехода одного тиристора: Tj = 1481 °С.

2.5. Рассчитали температуру перехода T_j при данном импульсе тока, при включении только одной ветви, в установившемся тепловом режиме по формуле:

3. РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ВЕТВЕЙ

3.1. Так как температура одного прибора превышает максимально допустимую температуру прибора. То в этом случае надо использовать параллельное соединение нескольких приборов. Количество параллельных ветвей N можно определить методом последовательных приближений. Т.е. постепенно увеличиваю количество ветвей рассчитываем температуру перехода.

3.2. Методом последовательных приближений определили, что при двадцати четырех (N=24) параллельных ветвей температура перехода имеет меньшее значение, чем максимально допустимая (T_{j 24} =120 °С). А при количестве ветвей N=23, температура перехода будет превышать максимально допустимую (T_{j 23} =126 °С).

Диаграммы импульсов тока при

N=24, I₂₄ и при N=23, I₂₃ на рис 3.1.

Диаграммы импульсов мощности в при

N=24, P₂₄ , _Pэкв24 и при N=23, P₂₃ , P_экв23 на рис 3.2.

Минимально возможное количество параллельных ветвей – двадцать четыре.

Диаграммы импульсов тока при N=24, и N=23

Рис.3.1.

Диаграммы импульсов мощности при N=24, и N=23

Рис.3.2.

4. Расчет количества последовательно соединенных тиристоров в ветви

Т.к. максимально возможное напряжение прикладываемое к ключу 1000В. Используемые тиристоры рассчитаны на максимальное напряжение 600В. То одна па

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать