Выбор тиристоров по динамическим характеристикам

Обеспечение надежной работы тиристорных коммутаторов требует учета при переходных процессах в тиристорах их динамических параметров, превышение которых недопустимо.

В каталожных данных на тиристоры [2], [8] приводятся следующие основные динамические параметры:

а) допустимая скорость нарастания тока , при которой еще не происходят необратимые процессы в рабочих переходах;

б) допустимая скорость нарастания прямого напряжения , при которой еще не происходит самовключение тиристора при номинальном напряжении.

Учет указанных параметров производится следующим образом.

В большинстве случаев при включении асинхронных двигателей пусковой ток i_п достигает пяти-семикратного по отношению к номинальному значению за полпериода питающего напряжения.

В первом приближении можно считать, что пусковой ток нарастает по синусоиде:

. (2.10)

Тогда скорость нарастания тока:

. (2.11)

В момент времени t =0:

. (2.12)

Условием проверки тиристоров на непревышение скорости нарастания тока уровня допустимого значения, является выполнение неравенства:

. (2.13)

Если зависимость (2.13) не выполняется, следует использовать специальные импульсные тиристоры или защитные дроссели (воздушные или с насыщающимися сердечниками).

Скорость нарастания прямого напряжения на тиристоре определяется собственной емкостью тиристора и последовательной индуктивностью цепи. Аналитический расчет этой скорости практически не осуществим, так как емкость переходов тиристора изменяется в зависимости от величины анодного напряжения, отрицательного напряжения на управляющем электроде и температуры переходов.

Для приблизительных расчетов может быть использовано значение статической емкости тиристора.

Условием проверки тиристоров на непревышение скорости нарастания напряжения уровня допустимого значения является выполнение неравенства:

. (2.14)

Ограничение скорости нарастания напряжения на тиристоре может достигаться за счет включения последовательной индуктивности, замедляющей нарастание емкостного тока.

В схемах нереверсивных тиристорных коммутаторов, рис.1 а), б) с включением тиристоров в рассечку линейных проводов роль ограничивающих индуктивностей выполняют фазные обмотки статора двигателя, благодаря чему отпадает необходимость в дополнительных мерах по ограничению скорости нарастания напряжения.

В наиболее неблагоприятных условиях находятся закорачивающие тиристоры в схемах реверсивных тиристорных коммутаторов, рис.1 в), г). При включении автоматического выключателя линейное напряжение прикладывается к последовательно включенным закорачивающим тиристорам СТЭ и распределяется между ними пропорционально их собственным емкостям. Во время работы двигателя в реверсивных тиристорных коммутаторах возможно резкое возрастание скорости нарастания напряжения на закрытом тиристоре при сложении напряжения сети и э.д.с. обмоток двигателя, поэтому в цепи реверсирующих СТЭ, вообще говоря, необходимо включать ограничивающие дроссели.

Как показали эксперименатльные исследования при использовании лавинных тиристоров случаи их самовключения при подаче напряжения на них во всех типах тиристорных коммутаторов не наблюдаются. Поэтому для реверсивных тиристорных коммутаторов выбираются тиристоры, обладающие лавинной характеристикой.

Литература

1. Б.В. Кузнецов, М.Ф. Суцкевич. Асинхронные электродвигатели и аппараты управления. Справочное пособие. – Минск: Белорусь, 1982. – 221 с.

2. А.П. Богословский, Е.М. Певзнер, И.Р. Фрейзон, А.Г. Яуре. Судовые электроприводы. Справочник. Том 1. – Ленинград: Судостроение, 1983. – 352 с.

3. Электротехнический справочник: в 3-х т. Т2. Электротехнические изделия и устройства / Под общ. ред. профессоров МЭИ (гл. ред. И.Н. Орлов). – М.: Энергоиздат, 1986. – 712 с.

4. Каталог электротехнической продукции корпорации «АсКо-УкрЕМ». – Киев: изд. корпорации «АсКо-УкрЕМ», 2006. – 103 с.

5. Компоненты систем электроснабжения и автоматизации в промышленности. Общий каталог. – Киев: Изд. ООО «СВ АЛЬТЕРА», 2005. – 156 с.

6. М.Г. Чиликин, А.С. Сандлер. Общий курс электропривода. - М.: Энергоиздат, 1981. – 576 с.

7. А.М. Мейстель, В.А. Найдис, Ю.И. Херсонский. Комплектные тиристорные устройства для управления асинхронными электроприводами. - М.: Энергия, 1971. – 120 с.

8. Смирнов А.Д. Справочная книжка энергетика. / А.Д.Смирнов, К.М. Антипов. - М: Энергоатомиздат, 1987. – 568 с.