Расчет группового соединения вентилей

В преобразователях большой мощности, как правило, приходится использовать групповое соединение силовых полупроводниковых приборов с целью обеспечения нагрузочных режимов и необходимой надежности.

Порядок расчета числа параллельно соединенных вентилей предусматривает определение его по трем режимам:

1) номинальной нагрузки ;

(23).

где I_FAVm — максимально допустимый средний прямой ток вентиля, определяемый для заданных условий по выражению (19);

= 0,8 — коэффициент, учитывающий возможное неравномерное распределение тока между параллельно соединенными вентилями;

2) технологической перегрузки ;

(24).

где I_Vпер — максимальное значение тока вентильного плеча при перегрузке,.

(25).

k_п=2 — коэффициент перегрузки за t = 10 с принимаемый в соответствии с заданием;

I_{F (OV)} — амплитуда допустимого тока перегрузки одного вентиля, рассчитанная по формуле (15);

3) короткого замыкания ;

(26).

где I_уд — ударное значение тока к. з. в схеме преобразователя, определенное по выражению (22);

I_FSM — ударный неповторяющийся прямой ток вентиля, принимаемый согласно паспортным данным.

Наибольшим из них является а₃? 5.

Число последовательно соединяемых вентилей в плече схемы также определяется по трем режимам:

1) расчетному ;

(27).

где U_Vmax — максимальное обратное напряжение на вентильном плече, определенное по выражению (4) для данного режима;

U_RWM — рабочее обратное напряжение одного вентиля, принимаемое как параметр по паспорту. В случае отсутствия данных в паспорте принимается условие: ;

k_U = 0,9 — коэффициент, учитывающий возможное неравномерное распределение напряжения;

2) по повторяющимся (коммутационным) перенапряжениям ;

(28).

где U_Vпов = 2290В — регулярно повторяющееся перенапряжение на плече, определенное процессами в схеме, значение которого задано в исходных данных;

U_RRM — повторяющееся обратное напряжение вентиля (напряжение класса);

3) по неповторяющимся перенапряжениям ;

(29).

где U_Vнепов = 15 165 В — неповторяющееся аварийное перенапряжение, определенное исходными данными как перенапряжение между плюсовой и минусовой шинами преобразователя;

U_RSM — неповторяющееся обратное напряжение, допустимое на один вентиль, U_RSM = 1,25U_RRM;

U_RSM = 1,25· 4000 = 4640 В;

n — число последовательных плеч в схеме, включенных на выпрямленное напряжение.

Для повышения ненадежности добавим еще один вентиль и округлим s₃ до целого, в результате число последовательно соединенных вентилей принимается s=2.

Схема группового соединения вентилей в плече представлена на рисунке 4.

Общее число вентилей в преобразователе определяется по выражению:

N = p a s, (30).

где p — число вентильных плеч в преобразователе.

N = 12· 5·2 = 120.

Рисунок 4 — Схема группового соединения вентилей в плече.