Получение исходных данных для выбора схем и расчета параметров элементов устройств ограничения коммутационных перенапряжений, создаваемых СПП.

На рис. 5.4 показаны осциллограммы токов при выключении диода для различных . Видно возрастание амплитудного значения обратного тока при увеличении прямого тока.

На рис. 5.5 пояснены приводимые в информационных материалах данные по динамическим характеристикам процесса выключения СПП.

Обратный ток аппроксимируется прямой линией, проводимой через точки 0,9 и . Время обратного восстановления выражается отрезком, заключенным между пересечениями оси абсцисс спадающим прямым током и линией, аппроксимирующей обратный ток.

Рис. 5.4. Обратный ток тиристора при различных :

Рис. 5.5. Способ аппроксимации кривой обратного, тока

Площадь треугольника, образованного линией обратного тока, от 0 до , линией аппроксимации и отрезком оси абсцисс, выражает величину накопленного заряда:

По этим данным могут быть определены и остальные характерные величины:

В информационных материалах приводят зависимости от . Если зависимости от не приведены, то можно принять аппроксимацию (для малых ), что величины накопленного заряда , Кл, и времени , с, равны

где — фактическое значение тока за время перед переходом через нуль, А; — значение классифицированного тока, при котором проведены измерения справочных данных, А.

При проведении расчетов параметров ограничительных устройств и определении мощности потерь в СПП используют следующие зависимости накопленного заряда и обратного тока от времени:

где — накопленный заряд при , и

на интервале от момента достижения обратным током максимального значения () до конца приложения обратного напряжения.

Значение определяется следующим образом (см. рис. 5.5). Координаты точек пересечения экспоненциальной кривой спадающего обратного тока с аппроксимирующей прямой равны:

Уравнение прямой, проходящей через эти точки, имеет вид

Подставляя числовые значения, получаем

Откуда

Остаточный заряд неосновных носителей ведет к протеканию динамического обратного тока , при спадании которого возникают перенапряжения с выделением дополнительной энергии в структуре СПП. Необходимость ограничения возникает главным образом при использовании СПП на повышенных частотах, а также при «жесткой» коммутации с большим . Эффективным методом уменьшения остаточного заряда при сохранении характера коммутации является введение в силовую цепь СПП реактора с насыщающимся магнитопроводом, при этом ток спадает с высокой скоростью до нуля и с такой же скоростью нарастает обратный ток до (тока намагничивания магнитопровода), потом ток медленно нарастает в течение времени до тока перемагничивания (образуется «ступенька» тока), а затем нарастает также в обратном направлении с прежней скоростью . Поскольку за время произойдет существенное уменьшение накопленного заряда за счет рекомбинации, действующий накопленный заряд и обратный ток будут намного меньше, чем при отсутствии насыщающихся реакторов (см. рис. 5.4 и 5.6).

Значение можно определить по формуле

Рис. 5.6. Обратный ток тиристора при наличии насыщающегося реактора в цепи тока

Где -остаточный заряд для данных (по каталогу); — время восстановления (по каталогу); — длительность ступени;

— ток ступени реактора (среднее значение).

Значения обратного тока определяются выражениями

где