Выбор транзистора по величине обратного напряжения

Выбор транзисторов по величине обратного напряжения.

Этап 1: Определение рекомендуемого рабочего напряжения, которое характеризует работу прибора в отсутствие каких-либо перенапряжений.

а) Для трехфазной нулевой схемы, так как при выпрямлении использована именно трехфазная нулевая схема:

(5.1).

где — коэффициент использования вентилей по напряжению;

— номинальное напряжение, В.

Этап 2: Определение повторяющегося напряжения.

а) Для тиристоров (нелавинных) из таблицы приложения 2 :

(5.2).

где U_р1 — максимально возможное напряжение на вентиле, В.

б) Для тиристоров лавинных из таблицы приложения 2:

(5.3).

По величине выбирается напряжение, определяющее класс прибора. Это напряжение выбирается с округлением в сторону увеличения до напряжения, выбираемого класса. Выбираем транзистор не ниже 16 класса.

Расчет и выбор транзистора по току

Трансформатор выпрямительного агрегата со схемой соединения обмоток 'звезда — две обратные звезды' для присоединения к сети трехфазного переменного тока 50Гц, 6кВ с переключением выводов для регулирования напряжения с высокой стороны в пределах + или — 5%, мощностью трансформатора 1385 кВа. [15, лист 1]. Следовательно, мощность выпрямителя 1200 кВа.

Трехфазный ток выпрямителя:

(5.4).

где — мощность трехфазного выпрямителя;

— напряжение выпрямителя.

Так как трансформатор трехобмоточный, то распределяем ток выпрямителя на два вентиля:

где — трехфазный ток выпрямителя.

Значение максимального постоянного тока нагрузки (ток катодных выключателей ВАБ-43−4000/10К равен 4000А):

.

Рисунок 17 — По параметрам вентиля производим поиск тиристоров в Интернете у поставщика электронной техники «Чип и Дип. Все товары в розницу» [47].

По экономическим соображениям вследствие меньшей стоимости выбираем CM1200HA-34H, 1IGBT:

Таблица 4.1 Информация о позиции: CM1200HA-34H, 1IGBT 1700 В 1200А (Mitsubishi).

Рисунок 18 — Конструктивное исполнение корпуса транзистора Таблица 4.2 Технические данные транзистора CM1200HA-34H [48].

Рисунок 19 — Вольтамперная характеристика транзистора CM1200HA-34H [48].

Динамическое сопротивление прибора в открытом состоянии:

(5.6).

Расчет состоит из нескольких этапов:

1 этап: Определение числа параллельных ветвей в каждом плече преобразователя.

Выбрав желаемый тип транзистора, по величине предельного тока с учетом коэффициента неравномерности загрузки параллельных ветвей (), а также с учетом коэффициента запаса по току () определяют число параллельных ветвей по формуле:

(5.7).

где I_d1 — значение максимального тока;

I_п — значение предельного тока вентиля.

2 этап: Определение среднего тока, протекающего через прибор:

(5.8).

3 этап: Проверка транзистора по среднему току по допустимой мощности потерь:

Для принятой схемы:

(5.9).

где — пороговое напряжение, В (по справочнику);

— средний ток вентиля, А;

— коэффициент формы тока;

— динамическое сопротивление прибора в открытом состоянии (по справочнику).

Для классификационной схемы:

(5.10).

где — пороговое напряжение, В (по справочнику);

— коэффициент формы тока;

I_п — значение предельного тока вентиля, А;

— динамическое сопротивление прибора в открытом состоянии (по справочнику).

(5.11).

(5.12).

С соблюдением данного неравенства можно считать, что выбранные тиристоры по току проходят.

Рисунок 20 — Ток вентиля и напряжение транзистора CM1200HA-34H при максимальной нагрузке подстанции При максимальной загрузке вентилей предельный ток не превышает допустимое значение 1200 А. Нагрузка преобразователя пульсирующая или часто изменяющиеся, то с учётом максимально допустимого импульсного тока 2400 А преобразователь проходит по току. Величина напряжения на вентилях при моделировании в MATLAB 6 не превышает 1000 В, а транзисторы способны выдержать 1700 В, что соответствует расчету по напряжению.

IGBT устойчив к короткому замыканию нагрузки. Если после возникновения режима короткого замыкания транзистор своевременно выключить, он не потеряет работоспособности. 50, стр. 187−188].