Проектирование узла принудительной коммутации

Проектирование коммутационного узла (КУ) проводится для схемы ТКУ, аналогичной схеме, представленной на рис. 4.4. Дополнительно полагаем, что тиристор шунтирован электрической цепью, содержащей последовательно включенный обратный диод VD1 и резистор R1. Эта цепь позволяет нормировать уровень максимального обратного напряжения на при его выключении. Кроме того, коммутирующий тиристор VS2 подключается антипараллельно (встречно параллельно) диоду VD.

Выбрав предварительно тиристоры и , задавшись значением (20 40)В, устанавливают по исходным данным и справочникам необходимый для расчета набор параметров:

– ток нагрузки - ;

– время выключения -

– допустимую скорость нарастания тока для - ;

– значение начального напряжения на коммутирующем конденсаторе - (иногда вместо задаются емкостью ).

В результате проектного расчета определяются:

– индуктивность коммутирующего дросселя – ;

– сопротивление шунтирующего резистора –R1;

– емкость коммутирующего конденсатора – , если было заданно или вычисляется при заданном .

Методика проектного расчета основана на использовании графических зависимостей, приведенных в [12].Табличные данные и аппроксимирующие выражения для этих зависимостей, а также программа автоматизированного проектирования узла принудительной коммутации ТКУ представлены в приложении 1.

Расчет проводится в следующей последовательности.

1. Определяют время, представляемое тиристору для восстановления его запирающих свойств:

,

где – коэффициент запаса (при – , при – ).

2. Вычисляют условные заряды: и .

3. Принимают показатель равным и вычисляют .

4. Вычисляют (если , то принимают ).

5. Определяют или .

6. Вычисляют отношение .

7. По графикам зависимостей определяют .

8. По графикам зависимости определяют .

9. Вычисляют . Если полученное значение отличается от значения, найденного в п. 3 на величину, большую чем заданная погрешность, то расчет по п. п. повторяют, приняв равным среднему из его значений, полученных из п. 3 и п. 9.

10. После выхода из итерационного цикла уточняют .

11. Определяют действительную скорость нарастания тока в .

12. Вычисляют .

13. Определяют .

Далее задаются конструкцией коммутирующего дросселя и рассчитывают его геометрические размеры и обмоточные данные.

В соответствии с заданной циклограммой работы ТКУ уточняют средние максимальные значения токов в тиристорах и диодах, по которым корректируют при необходимости их предварительный выбор. Затем вычисляют потери во всех элементах КУ и выполняют тепловые расчеты.