Исходные данные и последовательность расчета.

Расчет и выбор СПП для применения в схеме ПУ проводятся на основании данных информационных материалов, поставочной документации (технические условия) и данных расчета схемы ПУ, полученных при допущении, что СПП заменены идеальными ключами, имеющими время включения, время выключения и падение напряжения, равные нулю [3.3].

Исходные данные для расчета и выбора диода и тиристора:

1) техническое задание на разработку ПУ или технические условия на ПУ в случае его модернизации;

2) информационные материалы на СПП (каталоги) и поставочная документация (технические условия);

3) электрическая схема ПУ и описание принципа ее работы;

4) максимально возможная амплитуда импульсного рабочего напряжения или наибольшее постоянное рабочее напряжение , прикладываемое к эквивалентному вентилю. Под эквивалентным вентилем здесь и далее по тексту понимаются либо один СПП, либо несколько СПП, соединенных в группу, в случае наличия в схеме группового соединения.

Значения и определяются напряжением источника питания или нагрузки и не учитывают повторяющиеся и неповторяющиеся напряжения в схеме;

5) графическая зависимость от времени амплитуд импульсов тока эквивалентного вентиля (огибающая) для всех отличающихся друг от друга режимов работы;

6) частота импульсов тока эквивалентного вентиля

7) угол отпирания , угол проводимости P и форма тока эквивалентного вентиля для всех отличающихся друг от друга токов прибора;

8) в случае, когда или , но имеет место принудительная емкостная коммутация, для всех отличающихся режимов задаются скорость спада прямого тока эквивалентного вентиля при выключении и максимальная скорость нарастания тока в эквивалентном вентиле при включении;

9) способ охлаждения СПП (естественное или принудительное охлаждение) и вид охлаждающей среды (воздушная или водяная среда);

10) максимальная и минимальная температура охлаждающей среды , ;

11) графическая или аналитическая зависимость от времени наибольшего по значению и длительность аварийного тока в месте включения эквивалентного вентиля;

12) требуемая длительность импульсов управления для тиристора;

13) максимальное время, обеспечиваемое в схеме ПУ для выключения тиристора (время приложения обратного напряжения на интервале коммутации);

14) число отличающихся друг от друга циклических режимов работы преобразователя

15) число температурных циклов работы тиристора за срок службы N в каждом циклическом режиме;

16) преимущественный технико-экономический показатель ПУ.

Рекомендуемая последовательность расчета и выбора СПП. На рис. 3.8 приведена последовательность расчета и выбора диодов и тиристоров, позволяющая при минимальном числе расчетных операций выбирать требуемый для данного применения СПП с учетом заданного технико-экономического показателя ПУ в целом.

Поясним позиции 1 —15 на рис. .

1. Получают исходные данные, перечень которых приведен выше.

2. Определяют вид и подвид СПП на основании данных по условиям и режимам работы СПП в схеме ПУ.

3. Выбирают скорость охлаждающей среды .

4. Определяют вид режима работы СПП по рабочему току.

5. Для полученного вида режима определяют расчетное значение среднего тока в открытом состоянии прибора , необходимое число m параллельных СПП в схеме эквивалентного вентиля, коэффициент равномерности деления тока КЯТ, выбирают по информационным материалам соответствующее значение среднего тока в открытом состоянии СПП (тип СПП), определяют тип охладителя и переходное тепловое сопротивление переход — среда .

6. Определяют расчетное значение повторяющегося напряжения, прикладываемого к СПП в схеме ПУ, необходимое число n последовательных СПП в схеме эквивалентного вентиля и коэффициент равномерности деления напряжения по последовательно соединенным СПП.

Рис. 3.8. Рекомендуемая последовательность расчета и выбора СПП

По значению расчетного повторяющегося напряжения определяют класс СПП и допустимое значение неповторяющихся напряжений на СПП .

7. Проверяют правильность выбора типа СПП, типа охладителя и скорости охлаждающей среды по максимальной температуре перехода СПП в рабочем режиме. Если выбор проведен правильно и температура не превышает максимально допустимой температуры , то расчет продолжают, переходя к п. 8. В противном случае возвращаются к п. 5.

8. Проверяют правильность выбора типа СПП, типа охладителя и скорости охлаждающей среды по числу температурных циклов работы СПП за срок службы. Если выбор проведен правильно и значение не превышает максимально допустимого числа температурных циклов при фактической температуре циклирования, то расчет продолжают, переходя к п. 9; в противном случае возвращаются к п. 5.

9. Проверяют правильность выбора типа СПП по аварийному току . Если СПП выбран правильно и воздействие на него фактического аварийного тока не превышает воздействия допустимого аварийного тока, то расчет продолжают, переходя к п. 10. В противном случае возвращаются к п. 5.

10. По информационным материалам для диода определяют группу СПП по времени обратного восстановления , а для тиристора определяют группы по времени включения , времени выключения , критической скорости нарастания тока при включении и критической скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии .

11. Для диода эта позиция отсутствует. Для тиристора определяют значение и форму импульсов управления , напряжение холостого хода источника управляющих импульсов и его внутреннее сопротивление .

12. Выдают данные для разработки вентильного блока, к который относят тип выбранного СПП, его класс по напряжению, число параллельно m и последовательно n соединенных СПП в схеме эквивалентного вентиля и тип охладителя.

13. Выдают данные для разработки системы охлаждения, к которым относят конструкцию вентильного блока с указанием типа выбранного СПП и типа охладителя, вид охлаждающей среды, ее максимальную температуру и скорость в межреберном пространстве охладителей при воздушном охлаждении или расход охлаждающей среды при жидкостном охлаждении.

14. Выдают данные для разработки устройств ограничения перенапряжений, ограничения скорости нарастания тока и напряжения на СПП, ограничения аварийного тока, деления тока по параллельно соединенным СПП и напряжения по последовательно соединенным СПП. К таким данным относят расчетное значение среднего тока прибора V, число параллельных СПП m, коэффициент равномерности деления тока по параллельным СПП КЦТ, графическую зависимость от времени наибольшего по значению и длительности аварийного тока в месте включения эквивалентного вентиля, расчетные значения повторяющегося и неповторяющегося напряжений, прикладываемых к СПП в схеме преобразователя, а также все данные п. 10, причем данные по только для тиристора.

15. Выдают данные для разработки источника управляющих импульсов, к которым относят графическую зависимость импульсов управления от времени , напряжение холостого хода источника управляющих импульсов и его внутреннее сопротивление .

Последовательность расчета и выбора СПП, приведенная на рис. 3.8, реализована в гл. 4.