|
| |
|
Слаботочка Книги мальиое превышение температуры структуры, рассчитанное с помощью эквивалентного импульса Р, определяется по выражению где + RqIf) =Ртах - значение мощности эквивалентного импульса, полученное с учетом принятой линеаризации вольт-амперной характеристики СПП; Ufi, /д и Rqcyi - параметры СПП; - тепловое сопротивление в момент t=tn\ Н, V - коэффициенты, зависящие от типа СПП; ~ сспо/о; черточкой сверху обозначены усредненные значения. Уточненное значение превышения температуры " Лста;коэффициенты, характеризующие форму импульса. Установлено, что аппроксимация реального импульса мощности треугольной формы эквивалентным прямоугольным импульсом приводит к погрешности определения превышения температуры структуры прибора, составляющей 20-35%. При этом реальный максимум температуры структуры наступает существенно позднее расчетного времени. Аналогичный расчет для полусинусоидального импульса тока имеет погрешность 13-20%. Прямоугольный импульс мощности всегда приводит к большему нагреву, чем импульс любой другой формы с теми же максимальным и средним значениями мощности, и расчетная температура получается завышенной по отношению к реальной. Однако на практике в ряде случаев невысокая точность такого способа оказывается вполне достаточной и обеспечивает определенный запас .надежности. При необходимости большей точности можно пользоваться описанным выше методом суперпозиции прямоугольных импульсов. 1.4. Особенности аварийных режимов СПП и их термодинамическая стойкость Основные виды аварий, причины их возникновения и средства защиты рассмотрим на примере типичных схем силовых полупроводниковых преобразователей - нереверсивной трехфазной мостовой схемы и схемы реверсивного преобразователя. В этих схемах встречаются практически все виды аварий, характерные для полупроводниковых преобразователей. 18 Внешнее КЗ. На рие. 1.6,а иллюстрируется режим внешнего КЗ силового полупроводникового преобразователя, собранного по трехфазной мостовой схеме и содержа-ш,его по четыре соединенных параллельно ячейки вентиль- предохранитель [1.8]. Авария этого вида возникает при работе преобразователя в выпрямительном режиме, в котором энергия поступает от трансформатора и после выпрямления направляется к нагрузке. Нагрузкой чаще всего является обмотка возбуждения или якорная обмотка электрической машины постоянного тока. Внешнее КЗ может быть вызвано круговым огнем на коллекторе электрической машины. В аварийный контур входят автоматические  Рис. 1.6. Аварийные режимы силового полупроводникового преобразователя: а -внешнее КЗ; б - внутреннее КЗ (г - аварийный ток; Я-нагрузка; VS~ поврежденный вентиль) выключатели Al я А2 я может входить или не входить Индуктивность, как, например, L2. В такой ситуации защита преобразователя обеспечивается срабатыванием автоматического выключателя А2 на стороне постоянного тока. Предохранители, включенные последовательно с тиристорами, не должны срабатывать. Защитные функции при такой аварии могут быть осуществлены также автоматическим выключателем А1 или предохранителями на стороне переменного тока, если они обеспечивают достаточное быстродействие. Если произошло внешнее КЗ на шинах нагрузки, в контур которого (показан штриховой линией) не входят индуктивность и автоматический выключатель А2, я при этом автоматический выключатель А1 отсутствует или не является быстродействующим, то должны сработать все .находящиеся под током предохранители. Но это весьма редкая авария. В некоторых особых случаях (в электролизных агрегатах) защита от внешнего КЗ может быть осуществлена находящимся на стороне переменного тока масляным выключателем, не обладающим высоким быстродействием. Предохранители и защищаемые ими полупроводниковые вентили в этом случае выбираются с большим запасом по току. Внутреннее короткое замыкание. Аварийный режим этого вида чаще всего вызывается пробоем вентиля, т. е. потерей им запирающих свойств под воздействием недопустимо высоких значений напряжения или тока. Такой же режим может возникнуть при ошибке управления, когда замыкаются две или три фазы питающего трансформатора. На рис. 1.6,6 показан контур внутреннего КЗ. Предохранитель, последовательно соединенный с поврежденным вентилем, должен перегореть и отключить его, что не сказывается на работе преобразователя. Авария силового преобразователя в инверторном режиме. Инверторный режим является вторым основным режимом работы силового полупроводникового преобразователя. Источником энергии является генератор постоянного тока, посылающий энергию в сеть переменного тока. При этом возможны аварийные режимы следующих видов. Так называемый сквозной прорыв инвертора типа / (рис. 1.7) возникает, если при нормальной работе ячеек тиристор - предохранитель /-4 из-за неисправности системы управления или ложного включения переводится в проводящее состояние лишь один тиристор второй полуфазы, например тиристор 5. Образуется контур КЗ на постоянном токе, включающий в себя генератор постоян- 0 1 2 3 4 [5] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 |