Реферат: Расчет непосредственного преобразователя частоты

отпирающий импульсный ток управления при Uзс=12 В

<150 мА.

тепловое сопротивление переход – корпус < 0,24 ^о С/Вт.

температура перехода: Тп= -40^о С – +100^о С.

Данный тиристор относится к разряду оптронных (оптотиристор). Кремниевый диффузионный типа p-n-p-n. Два полупроводниковых элемента: кремниевый фототиристор и арсенид галлиевый излучающий диод объединены в одну конструкцию. Предназначен для применения в помехоустойчивых системах автоматики и в цепях постоянного и переменного тока преобразователей электроэнергии. Выпускаются в металлостеклянном корпусе штыревой конструкции с жёсткими силовыми выводами. Анодом является основание. Масса мене 49 грамм.

Указания по монтажу: Чистота обработки контактной поверхности охладителя не хуже 2.5. Время пайки выводов управления паяльником мощностью 50-60 Вт при температуре припоя 220^о С не должно превышать 5 с. Закручивающий момент не более 10 Н*м.

Для данного тиристора выбираем охладитель типа О241-80. Крутящий момент не более 10 Н*м.

Аппроксимируем ВАХ данного тиристора линейной функцией, используя справочные данные.

, где

ΔU₀ = 1,1 B – прямое падение напряжения при токе I_п.к. ;

Тогда аппроксимирующее выражение примет вид:

ΔU = 1,1 + 3,7*10 ^{– 3} · i B

Расчет потерь мощности в управляемых вентилях.

Для расчета потерь мощности в вентилях необходимо знать действующий и средний токи через вентили. Мы их нашли ранее:

I_B= = 33,3 А, I_B = 55 А.

Определяем потери мощности на одном вентиле.

DP_В1 =DU*I_В= + r_дин. *I² _В =1,1*33,3+3,7*10^-3 *55² =47,823 Вт.

Тогда потери мощности на вентилях всех групп равны

ΔР_В = 2m*ΔP_B1 = 2*3*47,823 =286,935 Вт.

Определение предельного тока через полупроводниковую структуру прибора для установившихся режимов работы.

Предельный ток прибора в установившемся режиме работы при заданных условиях охлаждения рассчитывается по формуле

, где

[Θ_pn ] – максимально допустимая температура полупроводниковой структуры ,

[Θ_с ] – заданная температура окружающей среды .

В соответствии с заданием преобразователь работает в климатических условиях У3 по ГОСТ 15543-70. (Климат умеренный. Преобразователь работает в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий, где колебания температуры и влажности воздуха, и воздействия песка и пыли существенно ниже, чем на открытом воздухе. Токр.ср. = -40 ^о С – +40 ^о С, DT=40^o C/8часов.)

R_T – общее установившееся тепловое сопротивление (при условии охлаждения). С выбранным охладителем типа О241-80 для данного тиристора Rт=Rп-к+Rкпо-ос=0,24+0,24=0,48 ^О С/Вт. Где Rкпо-ос – переходное тепловое сопротивление контактная поверхность охладителя – охлаждающая среда.

U₀ – пороговое напряжение предельной ВАХ прибора.

Используя параметры данного тиристора и температурные условия эксплуатации (t_max = 40 ˚C) , определим предельный ток прибора.

А

Найдем предельный ток прибора в случае усреднения мощности в зависимости от коэффициента формы тока к_ф = I_B / I_B= . Для данной схемы коэффициент формы тока равен к_ф =55/33,3 = 1,652 (изменение величины к_ф в зависимости от угла отпирания прибора не учитываем).

Тогда

Как видно из расчетов токовый режим работы тиристоров в данном преобразователе примерно на 13% ниже максимально возможного.

Допустимая мощность потерь в вентиле.

Расчет ведем при условии, что выпрямитель работает при непрерывной установившейся нагрузке. Тогда температура структуры в установившемся режиме определяется как

Θ_pn = Θ_c +ΔP·R_т .

Допустимая мощность потерь равна

[ΔP] = ( [Θ_pn ] – Θ_c )/R_т .

R_т = 0,48 ˚С/Вт – общее установившееся тепловое сопротивление прибора.

Подставив технические параметры, получим

[ΔP] = (100 – 40) / 0,48 = 125 Вт.

Номинальные тепловые потери при работе приборов меньше допустимых, примерно на 162 Вт (на каждый вентиль).

Определение углов коммутации вентилей.