Upload
adrian-badea
View
235
Download
8
Embed Size (px)
Citation preview
Redresor trifazat complet comandat
Date de proiectare
1 Curentul continuu redresat nominalIDN=250A
2 Tensiunea medie redresată nominalăUDN=75V
3 15
4 Temperatura ambiantă maximă Tamb=300C
5 Variaţia tensiunii reţelei ΔU= 15
Etape de proiectare
1 Alegerea elementelor de putere ale redresorului (tiristoare)
2 Dimensionarea sau alegerea elementului de racire (radiatoare)
3 Dimensionarea elementelor circuitului de poartă
4 Alegerea transformatorului de alimentare
5 Alegerea siguranţelor ultrarapide
6 Dimensionarea grupurilor RC de protecţie individuală
7 Dimensionarea inductanţei de protecţie individuală
8 Calculul protecţiei punţii cu tiristoare pe partea de curent alternativ
9 Dimensionarea impedanţelor de filtrare
10 Trasarea cracteristicilor şi determinarea randamentelor
11 Proiectarea unui dispozitiv de comandă pe poarta
1
Schema redresorului
2
1Alegerea elementelor de putere
Un tiristor se dimensionează icircn prima fază după curentul continuu maxim al
convertorului şi tensiunea inversa maxima
Valoarea medie a curentului nominal de dimensionare depinde de tipul redresorului
O vom nota cu IDN dim şi in cazul redresorului nostru IDN dim=
Se va alege din catalog un tiristor al carui curent de dimensionare este mai mare
decacirct valoarea obţinuta prin calculUn tiristor se dimensionază după valoarea medie a
curentului şi nu după valoarea efectivă
OBSSpre deosebire de dispozitivele semiconductoare ce se dimensioneaza prin curentul
mediudispozitivele rezistive se dimensionează după valoarea efectivă a curentului
De regulă icircn convertor pot să apară supratensiuni ce pot fi provocate de
1 supratensiuni de comutaţie atunci cand unul din elementele schemei comută
scaderea curentului prin infăşurarile inductive determină apariţia unei
supratensiuni(supratensiune de comutare)
2 -apariţia unui arc electric in siguranţele ultrarapide Uarc=2radic2USN
USN-tensiunea de linie din secundarul transformatorului
3 -supratensiuni ce apar din afara convertorului exintrerupătorul
VRRM-tensiunea inverse maxima
VRRMgt(15 18)11radic2USN
Ud0=
V-tensiunea de faza
Dacă transformatorul este icircn stea
Ulim=
USN=
3
Ud0=
Dacă transformatoul este icircn triunghi
USN=
Ud0=
USN=
= rarr cos =
VRRM=(15 18)11radic2USN
Pentru datele de proiectare ale redresorului avem
IDN dim= = 833A
USN= =
= = =104504V
VRRM= =29230V
Tiristorul din catalog care se icircncadreaza icircn parametrii calculaţii este de tipul
T100N400
2Dimensionarea elementelor de răciere a tiristoarelor
Se verifică dacă icircn condiţiile de mediu impuse radiatorul cu care este echipat tiristorul
asigură o bună raciere corespunzătoare pentru regimul de funcţionare folositConstanta
de timp termică este mult mai mica decacirct constanta de timp termică a unui motor electric
4
Vom urmaări prin calcul să apreciem temperature joncţiunii şi dacă radiatorul ales
asigură răcirea corespunzătoare sau nupentru a avea o răcire mai buna radiatorul trebuie
amplasat cu aripioarele icircn poziţie verticalăLa montarea tiristorului pe radiator apare o
rezistenţă termică Rth c-r(capsulă- radiator)care sete icircn funcţie de
Forţa de străpungere a capsulei pe radiator
Calitetea suprafeţei dcelor doua materiale in contact funcţie de mediul conductibil
Rezistenţa termică joncţiune―capsulă Rth j-c are doua valori icircn funcţie de unghiul de
comandă al tiristorului o valoare pentru curentul continuu şi altă valoare pentru curentul
alternativ Vom alege valoarea pentru curentul alternativ
Rth r-c=(004 005) oCW
Pierderile pe tiristor
PT=IDN dimΔU= IDN dimVTM
ΔQj-a= PT(Rth j-c+Rth c-r+ Rth r-a)=Tjmax- Tamb
Rth r-a=
Rth r-a catalog Rth r-a calcul
Din catalog pentru tiristorul T100N400 avem parametrii
Rth r-c=026 oCW
VTM=165 V
Tjmax=125 oC
PT= =100165=165
Rth r-a= 02657 oCW
Pentru valoarea lui Rth r-a calculată alegem din catalog elementul de răcire
2WR150 cu lungimea de150mm
3Dimensionarea elementelor circuitului de poartă
5
Este necesar de a se realiza o separare galvanică icircntre circuitul de comanda şi cel
de forţă dar şi de areliza o adaptare a semnalului de comandă la cerinţele tiristorului cu
ajutorul unui transformator de impuls
Alegem laţimea impulsului de comandă intre 05 15 ms
ti=1ms
ti
Alegem tensiunea de alimentare Ud icircntre 9 30V=16V
Semnalele aplicate icircn primarul transformatorului trebuie să se găsească icircn secundarul lui
cu distorsiuni minime Pentru aceasta icircnfăsurarile transformatorului vor avea inductivitaţi
minime(deci un numar redus de spire) şi deasemena nu se va putea utiliza o inducţie
magnetica aproape de inducţia maximă a tablei şi se va alege B=02T
Perioada impulsului T=2ti T=21=2ms
Frecvenţa trasformatorului de impulsfi=
6
Tensiunea efectivă icircn primar Uef= Uef=
Aria fierului transformatorului SFE=
Puterea aparentă a transformatorului de impuls STI= VGTIGT
VGT=2V IGT=02A STI=3202=12A
SFE= =1095 11cm2
Numărul de spire icircn primarul transformatorului N1=
Tensiunea electromotoare icircn primarul transformatoruluiE1= Uef pr -URb1- UCE1- UR pr
URb1=2V UCE1=06V UR pr=1V
E1=1131-2-06-1=771V
N1= spire
Numărul de spire icircn secundarul transformatorului N2=
Tensiunea electromotoare indusă icircn secundarul transformatorului E2= Usec +URsec
Usec = UD2 + UGT UD2=065V URsec =1V E2= 065+2+1=365V
N2=
Secţiunea şi diametrul conductorului din secundar Ssec=
J=3Amm2 Isec= Isec=202=04A
Ssec= mm2=01257mm2 Stas
dsec= dsec=
Secţiunea şi diametrul conductorului din primar
Raportul de transformare K= K=
Spr= Spr= mm2=003142 mm2 Stas
7
dpr= dpr=
Dimensionarea tolelor
Vom utiliza circuitul magnetic cu tole profil E+I
Pentru a sunt următoarele volori standardizate 4 5 6 4 8 10 125 14 16 18 20
25 32 40 60 mm Dintre aceste volori se alege cea pentru care este icircndeplinită
condiţia agt05+grossec +05+ grospr +1
Considerăm a=4mm rarr4a-1=15mm
Pt secundar
1504=375=37 spirestrat
7537=202=2 straturi
204=08 mm
Pt primar
1502=75 spirestrat
15875=21=3 straturi
302=06 mm
05+08+05+06+1=34 mmlt4mm
SFE=2abrarr b=1108 b=1375 mm
Detrminarea puterilor icircn bobinele transformatorului
Ud= (Rb1+Rpr) I pr +UCE1+ U pr
Rpr ρ=ρ20(1+αΔt) α=393 10-3 0C
8
4Alegerea transformatorului de alimentare
Dimensionarea transformatorului de alimentare se face icircn funcţie de tipul
redresorului(de schema utilizată) icircn funcţie de conexiunea transformatorului precun şi icircn
funcţie de tipul secundarului
Ud0= Vlinie=
Ud0= Ud0= V
IS ef = IS ef =
Ss=3 IS ef Ss=
Ss Sp
Alegem din catalog transformator trifazat uscat TTA 50KVA X 2 care are următoarele
caracteristicii
Tensiunea de alimentareU1=380 V
Tensiunea de linie icircn secundarUSN=254 V
Puterea aparentă nominalăSN=50 KVA
Grupa de conexiuniDd0
Masa netă275 kg
Gradul de protecţie IP00
Dimensiunile de gabarit790x385x553
5Alegerea siguranţelor ultrarapide
Siguranţele ultrarapide se montează icircn serie cu tiristoarele icircn scopul de protejare a
semiconductoarelor la scurtcircuit
OBS Nu se utilizează siguranţe normale pentru că timpul de ardere al acestora este mult
mai mare decacirct cel al tiristoarelor Pentru a proteja eficent un tiristor trebuie icircndeplinită o
condiţie principală integrala de current a siguranţei să fie mai mică decacirct cea a
tiristorului (i2t)siglt(i2t)tiristor
9
Dispozitivele semiconductoare au o capacitate redusă de icircncărcare icircn curent
datorită inerţiei termice reduse a acesteia Capacitatea de supraacircncărcare icircn curent este
definită de parametrul integrală de curent i2t şi se măsoară icircn A2s
Icircntreruperea curentului de o siguranţă fuzibilă e icircnsoţită de apariţia unui arc
electric icircn interiorul patronului siguranţei Tensiunea arcului electric este mai mare decacirct
tensiunea de alimentareTrebuie avut icircn vedere ca această tensiune a arcului electric să
nu distrugă dispozitivul protejat
Pentru alegerea siguranţelor ultrarapide se parcurg următoarele etape
1 Alegerea curentului nominal al siguranţei
In siggtItiristor ef Itiristor ef= Itiristor ef=
2 Aegerea tensiunii nominale a siguranţei
Un siggt USN Un siggt254V
3 Tensiunea de arc a siguranţei trebuie să fie mai mică decacirct parametrii limită de
tensiune ai tiristorului(VRRM şi VDRM)
Uarc sigltVRRM VDRM Uarc sig=(15 2) USN
Uarc sig= V
4 Curentul limitat de siguranţă nu trebuie să depăşească curentul de scurtcircuit(de
şoc repetitiv a circuitului
Ik ef=Ilim sig ltITSM Ik ef= Ik ef=
ISN=valoarea efectivă a curentului icircn secundarul transformatorului
Uk =tensiunea de scurtcircuit=4
5 Timpul de ardere a siguranţei depinde de raportul
Din caracteristica de ardere a siguranţelor se alege timpul de ardere a siguranţei icircn
funcţie de raportul
6 Se alege coieficentul de corecţie al tiristorului ITMS icircn funcţie de timpul de ardere
al siguranţelor 217
10
ITMS real=K3 ITMS K3=f(t ardere)
Vom alege coieficentul de corecţie K2 pentru integrala de corecţie a tiristorului
tot funcţie de timpul de ardere 214 K2=f(t ardere)
(i2t)tir talt10ms= K2(i2t)tir(tand-10ms)
(i2t)sig = Ik 2ef t ardere
(i2t)sig lt(i2t)tir talt10ms
6Dimensionarea grupului RC şi a inductanţei LP de
protecţie individuală
Grupul RC este necesar pentru protecţia la supratensiuni a tiristoarelor iar
inductanţa LP este necesară pentru limitarea vitezei de creştere a curentului prin
tiristor
La variaţii mari ale curentului de sarcină pot apărea densităţi de curent mari icircn
zona iniţială de conducţie şi dacă aria iniţială de conducţie este redusă densitatea de
curent (pentru aceiaşi arie iniţială de conducţie) poate fi atacirct de mare icircncacirct să ducă la
distrugerea termică a tiristorului prin efect didt O variaţie rapidă la bornele
tiristorului poate determina deschiderea necontrolată a tiristorului
Grupul RC se montează icircn paralel cu tiristorul protejat iar inductanţa LP icircn paralel
cu acesta
Usn ndashtensiunea secundară nominală a transformatorului=254 V
R ndashrezistenţa din grupul de protecţie individuală
ndashparametrul de catalog a tiristorului(viteza maximă de creştere a tensiunii de
polarizare pe care o poate suporta tiristorul fără ca scesta să se deschidă
necontrolat)=400Vμs
11
Rrsquogt IE=40 80 A UIT= UIT= V
Rrsquo=
Rezistenţa R se obţine icircn funcţie de schema de conexiuni a redresorului
Rrsquo= RrarrR= Rrsquo R=
Lp=
7Calculul protecţie punţii de tiristoare
pe partea de curent alternativ
12
Schema redresorului
2
1Alegerea elementelor de putere
Un tiristor se dimensionează icircn prima fază după curentul continuu maxim al
convertorului şi tensiunea inversa maxima
Valoarea medie a curentului nominal de dimensionare depinde de tipul redresorului
O vom nota cu IDN dim şi in cazul redresorului nostru IDN dim=
Se va alege din catalog un tiristor al carui curent de dimensionare este mai mare
decacirct valoarea obţinuta prin calculUn tiristor se dimensionază după valoarea medie a
curentului şi nu după valoarea efectivă
OBSSpre deosebire de dispozitivele semiconductoare ce se dimensioneaza prin curentul
mediudispozitivele rezistive se dimensionează după valoarea efectivă a curentului
De regulă icircn convertor pot să apară supratensiuni ce pot fi provocate de
1 supratensiuni de comutaţie atunci cand unul din elementele schemei comută
scaderea curentului prin infăşurarile inductive determină apariţia unei
supratensiuni(supratensiune de comutare)
2 -apariţia unui arc electric in siguranţele ultrarapide Uarc=2radic2USN
USN-tensiunea de linie din secundarul transformatorului
3 -supratensiuni ce apar din afara convertorului exintrerupătorul
VRRM-tensiunea inverse maxima
VRRMgt(15 18)11radic2USN
Ud0=
V-tensiunea de faza
Dacă transformatorul este icircn stea
Ulim=
USN=
3
Ud0=
Dacă transformatoul este icircn triunghi
USN=
Ud0=
USN=
= rarr cos =
VRRM=(15 18)11radic2USN
Pentru datele de proiectare ale redresorului avem
IDN dim= = 833A
USN= =
= = =104504V
VRRM= =29230V
Tiristorul din catalog care se icircncadreaza icircn parametrii calculaţii este de tipul
T100N400
2Dimensionarea elementelor de răciere a tiristoarelor
Se verifică dacă icircn condiţiile de mediu impuse radiatorul cu care este echipat tiristorul
asigură o bună raciere corespunzătoare pentru regimul de funcţionare folositConstanta
de timp termică este mult mai mica decacirct constanta de timp termică a unui motor electric
4
Vom urmaări prin calcul să apreciem temperature joncţiunii şi dacă radiatorul ales
asigură răcirea corespunzătoare sau nupentru a avea o răcire mai buna radiatorul trebuie
amplasat cu aripioarele icircn poziţie verticalăLa montarea tiristorului pe radiator apare o
rezistenţă termică Rth c-r(capsulă- radiator)care sete icircn funcţie de
Forţa de străpungere a capsulei pe radiator
Calitetea suprafeţei dcelor doua materiale in contact funcţie de mediul conductibil
Rezistenţa termică joncţiune―capsulă Rth j-c are doua valori icircn funcţie de unghiul de
comandă al tiristorului o valoare pentru curentul continuu şi altă valoare pentru curentul
alternativ Vom alege valoarea pentru curentul alternativ
Rth r-c=(004 005) oCW
Pierderile pe tiristor
PT=IDN dimΔU= IDN dimVTM
ΔQj-a= PT(Rth j-c+Rth c-r+ Rth r-a)=Tjmax- Tamb
Rth r-a=
Rth r-a catalog Rth r-a calcul
Din catalog pentru tiristorul T100N400 avem parametrii
Rth r-c=026 oCW
VTM=165 V
Tjmax=125 oC
PT= =100165=165
Rth r-a= 02657 oCW
Pentru valoarea lui Rth r-a calculată alegem din catalog elementul de răcire
2WR150 cu lungimea de150mm
3Dimensionarea elementelor circuitului de poartă
5
Este necesar de a se realiza o separare galvanică icircntre circuitul de comanda şi cel
de forţă dar şi de areliza o adaptare a semnalului de comandă la cerinţele tiristorului cu
ajutorul unui transformator de impuls
Alegem laţimea impulsului de comandă intre 05 15 ms
ti=1ms
ti
Alegem tensiunea de alimentare Ud icircntre 9 30V=16V
Semnalele aplicate icircn primarul transformatorului trebuie să se găsească icircn secundarul lui
cu distorsiuni minime Pentru aceasta icircnfăsurarile transformatorului vor avea inductivitaţi
minime(deci un numar redus de spire) şi deasemena nu se va putea utiliza o inducţie
magnetica aproape de inducţia maximă a tablei şi se va alege B=02T
Perioada impulsului T=2ti T=21=2ms
Frecvenţa trasformatorului de impulsfi=
6
Tensiunea efectivă icircn primar Uef= Uef=
Aria fierului transformatorului SFE=
Puterea aparentă a transformatorului de impuls STI= VGTIGT
VGT=2V IGT=02A STI=3202=12A
SFE= =1095 11cm2
Numărul de spire icircn primarul transformatorului N1=
Tensiunea electromotoare icircn primarul transformatoruluiE1= Uef pr -URb1- UCE1- UR pr
URb1=2V UCE1=06V UR pr=1V
E1=1131-2-06-1=771V
N1= spire
Numărul de spire icircn secundarul transformatorului N2=
Tensiunea electromotoare indusă icircn secundarul transformatorului E2= Usec +URsec
Usec = UD2 + UGT UD2=065V URsec =1V E2= 065+2+1=365V
N2=
Secţiunea şi diametrul conductorului din secundar Ssec=
J=3Amm2 Isec= Isec=202=04A
Ssec= mm2=01257mm2 Stas
dsec= dsec=
Secţiunea şi diametrul conductorului din primar
Raportul de transformare K= K=
Spr= Spr= mm2=003142 mm2 Stas
7
dpr= dpr=
Dimensionarea tolelor
Vom utiliza circuitul magnetic cu tole profil E+I
Pentru a sunt următoarele volori standardizate 4 5 6 4 8 10 125 14 16 18 20
25 32 40 60 mm Dintre aceste volori se alege cea pentru care este icircndeplinită
condiţia agt05+grossec +05+ grospr +1
Considerăm a=4mm rarr4a-1=15mm
Pt secundar
1504=375=37 spirestrat
7537=202=2 straturi
204=08 mm
Pt primar
1502=75 spirestrat
15875=21=3 straturi
302=06 mm
05+08+05+06+1=34 mmlt4mm
SFE=2abrarr b=1108 b=1375 mm
Detrminarea puterilor icircn bobinele transformatorului
Ud= (Rb1+Rpr) I pr +UCE1+ U pr
Rpr ρ=ρ20(1+αΔt) α=393 10-3 0C
8
4Alegerea transformatorului de alimentare
Dimensionarea transformatorului de alimentare se face icircn funcţie de tipul
redresorului(de schema utilizată) icircn funcţie de conexiunea transformatorului precun şi icircn
funcţie de tipul secundarului
Ud0= Vlinie=
Ud0= Ud0= V
IS ef = IS ef =
Ss=3 IS ef Ss=
Ss Sp
Alegem din catalog transformator trifazat uscat TTA 50KVA X 2 care are următoarele
caracteristicii
Tensiunea de alimentareU1=380 V
Tensiunea de linie icircn secundarUSN=254 V
Puterea aparentă nominalăSN=50 KVA
Grupa de conexiuniDd0
Masa netă275 kg
Gradul de protecţie IP00
Dimensiunile de gabarit790x385x553
5Alegerea siguranţelor ultrarapide
Siguranţele ultrarapide se montează icircn serie cu tiristoarele icircn scopul de protejare a
semiconductoarelor la scurtcircuit
OBS Nu se utilizează siguranţe normale pentru că timpul de ardere al acestora este mult
mai mare decacirct cel al tiristoarelor Pentru a proteja eficent un tiristor trebuie icircndeplinită o
condiţie principală integrala de current a siguranţei să fie mai mică decacirct cea a
tiristorului (i2t)siglt(i2t)tiristor
9
Dispozitivele semiconductoare au o capacitate redusă de icircncărcare icircn curent
datorită inerţiei termice reduse a acesteia Capacitatea de supraacircncărcare icircn curent este
definită de parametrul integrală de curent i2t şi se măsoară icircn A2s
Icircntreruperea curentului de o siguranţă fuzibilă e icircnsoţită de apariţia unui arc
electric icircn interiorul patronului siguranţei Tensiunea arcului electric este mai mare decacirct
tensiunea de alimentareTrebuie avut icircn vedere ca această tensiune a arcului electric să
nu distrugă dispozitivul protejat
Pentru alegerea siguranţelor ultrarapide se parcurg următoarele etape
1 Alegerea curentului nominal al siguranţei
In siggtItiristor ef Itiristor ef= Itiristor ef=
2 Aegerea tensiunii nominale a siguranţei
Un siggt USN Un siggt254V
3 Tensiunea de arc a siguranţei trebuie să fie mai mică decacirct parametrii limită de
tensiune ai tiristorului(VRRM şi VDRM)
Uarc sigltVRRM VDRM Uarc sig=(15 2) USN
Uarc sig= V
4 Curentul limitat de siguranţă nu trebuie să depăşească curentul de scurtcircuit(de
şoc repetitiv a circuitului
Ik ef=Ilim sig ltITSM Ik ef= Ik ef=
ISN=valoarea efectivă a curentului icircn secundarul transformatorului
Uk =tensiunea de scurtcircuit=4
5 Timpul de ardere a siguranţei depinde de raportul
Din caracteristica de ardere a siguranţelor se alege timpul de ardere a siguranţei icircn
funcţie de raportul
6 Se alege coieficentul de corecţie al tiristorului ITMS icircn funcţie de timpul de ardere
al siguranţelor 217
10
ITMS real=K3 ITMS K3=f(t ardere)
Vom alege coieficentul de corecţie K2 pentru integrala de corecţie a tiristorului
tot funcţie de timpul de ardere 214 K2=f(t ardere)
(i2t)tir talt10ms= K2(i2t)tir(tand-10ms)
(i2t)sig = Ik 2ef t ardere
(i2t)sig lt(i2t)tir talt10ms
6Dimensionarea grupului RC şi a inductanţei LP de
protecţie individuală
Grupul RC este necesar pentru protecţia la supratensiuni a tiristoarelor iar
inductanţa LP este necesară pentru limitarea vitezei de creştere a curentului prin
tiristor
La variaţii mari ale curentului de sarcină pot apărea densităţi de curent mari icircn
zona iniţială de conducţie şi dacă aria iniţială de conducţie este redusă densitatea de
curent (pentru aceiaşi arie iniţială de conducţie) poate fi atacirct de mare icircncacirct să ducă la
distrugerea termică a tiristorului prin efect didt O variaţie rapidă la bornele
tiristorului poate determina deschiderea necontrolată a tiristorului
Grupul RC se montează icircn paralel cu tiristorul protejat iar inductanţa LP icircn paralel
cu acesta
Usn ndashtensiunea secundară nominală a transformatorului=254 V
R ndashrezistenţa din grupul de protecţie individuală
ndashparametrul de catalog a tiristorului(viteza maximă de creştere a tensiunii de
polarizare pe care o poate suporta tiristorul fără ca scesta să se deschidă
necontrolat)=400Vμs
11
Rrsquogt IE=40 80 A UIT= UIT= V
Rrsquo=
Rezistenţa R se obţine icircn funcţie de schema de conexiuni a redresorului
Rrsquo= RrarrR= Rrsquo R=
Lp=
7Calculul protecţie punţii de tiristoare
pe partea de curent alternativ
12
1Alegerea elementelor de putere
Un tiristor se dimensionează icircn prima fază după curentul continuu maxim al
convertorului şi tensiunea inversa maxima
Valoarea medie a curentului nominal de dimensionare depinde de tipul redresorului
O vom nota cu IDN dim şi in cazul redresorului nostru IDN dim=
Se va alege din catalog un tiristor al carui curent de dimensionare este mai mare
decacirct valoarea obţinuta prin calculUn tiristor se dimensionază după valoarea medie a
curentului şi nu după valoarea efectivă
OBSSpre deosebire de dispozitivele semiconductoare ce se dimensioneaza prin curentul
mediudispozitivele rezistive se dimensionează după valoarea efectivă a curentului
De regulă icircn convertor pot să apară supratensiuni ce pot fi provocate de
1 supratensiuni de comutaţie atunci cand unul din elementele schemei comută
scaderea curentului prin infăşurarile inductive determină apariţia unei
supratensiuni(supratensiune de comutare)
2 -apariţia unui arc electric in siguranţele ultrarapide Uarc=2radic2USN
USN-tensiunea de linie din secundarul transformatorului
3 -supratensiuni ce apar din afara convertorului exintrerupătorul
VRRM-tensiunea inverse maxima
VRRMgt(15 18)11radic2USN
Ud0=
V-tensiunea de faza
Dacă transformatorul este icircn stea
Ulim=
USN=
3
Ud0=
Dacă transformatoul este icircn triunghi
USN=
Ud0=
USN=
= rarr cos =
VRRM=(15 18)11radic2USN
Pentru datele de proiectare ale redresorului avem
IDN dim= = 833A
USN= =
= = =104504V
VRRM= =29230V
Tiristorul din catalog care se icircncadreaza icircn parametrii calculaţii este de tipul
T100N400
2Dimensionarea elementelor de răciere a tiristoarelor
Se verifică dacă icircn condiţiile de mediu impuse radiatorul cu care este echipat tiristorul
asigură o bună raciere corespunzătoare pentru regimul de funcţionare folositConstanta
de timp termică este mult mai mica decacirct constanta de timp termică a unui motor electric
4
Vom urmaări prin calcul să apreciem temperature joncţiunii şi dacă radiatorul ales
asigură răcirea corespunzătoare sau nupentru a avea o răcire mai buna radiatorul trebuie
amplasat cu aripioarele icircn poziţie verticalăLa montarea tiristorului pe radiator apare o
rezistenţă termică Rth c-r(capsulă- radiator)care sete icircn funcţie de
Forţa de străpungere a capsulei pe radiator
Calitetea suprafeţei dcelor doua materiale in contact funcţie de mediul conductibil
Rezistenţa termică joncţiune―capsulă Rth j-c are doua valori icircn funcţie de unghiul de
comandă al tiristorului o valoare pentru curentul continuu şi altă valoare pentru curentul
alternativ Vom alege valoarea pentru curentul alternativ
Rth r-c=(004 005) oCW
Pierderile pe tiristor
PT=IDN dimΔU= IDN dimVTM
ΔQj-a= PT(Rth j-c+Rth c-r+ Rth r-a)=Tjmax- Tamb
Rth r-a=
Rth r-a catalog Rth r-a calcul
Din catalog pentru tiristorul T100N400 avem parametrii
Rth r-c=026 oCW
VTM=165 V
Tjmax=125 oC
PT= =100165=165
Rth r-a= 02657 oCW
Pentru valoarea lui Rth r-a calculată alegem din catalog elementul de răcire
2WR150 cu lungimea de150mm
3Dimensionarea elementelor circuitului de poartă
5
Este necesar de a se realiza o separare galvanică icircntre circuitul de comanda şi cel
de forţă dar şi de areliza o adaptare a semnalului de comandă la cerinţele tiristorului cu
ajutorul unui transformator de impuls
Alegem laţimea impulsului de comandă intre 05 15 ms
ti=1ms
ti
Alegem tensiunea de alimentare Ud icircntre 9 30V=16V
Semnalele aplicate icircn primarul transformatorului trebuie să se găsească icircn secundarul lui
cu distorsiuni minime Pentru aceasta icircnfăsurarile transformatorului vor avea inductivitaţi
minime(deci un numar redus de spire) şi deasemena nu se va putea utiliza o inducţie
magnetica aproape de inducţia maximă a tablei şi se va alege B=02T
Perioada impulsului T=2ti T=21=2ms
Frecvenţa trasformatorului de impulsfi=
6
Tensiunea efectivă icircn primar Uef= Uef=
Aria fierului transformatorului SFE=
Puterea aparentă a transformatorului de impuls STI= VGTIGT
VGT=2V IGT=02A STI=3202=12A
SFE= =1095 11cm2
Numărul de spire icircn primarul transformatorului N1=
Tensiunea electromotoare icircn primarul transformatoruluiE1= Uef pr -URb1- UCE1- UR pr
URb1=2V UCE1=06V UR pr=1V
E1=1131-2-06-1=771V
N1= spire
Numărul de spire icircn secundarul transformatorului N2=
Tensiunea electromotoare indusă icircn secundarul transformatorului E2= Usec +URsec
Usec = UD2 + UGT UD2=065V URsec =1V E2= 065+2+1=365V
N2=
Secţiunea şi diametrul conductorului din secundar Ssec=
J=3Amm2 Isec= Isec=202=04A
Ssec= mm2=01257mm2 Stas
dsec= dsec=
Secţiunea şi diametrul conductorului din primar
Raportul de transformare K= K=
Spr= Spr= mm2=003142 mm2 Stas
7
dpr= dpr=
Dimensionarea tolelor
Vom utiliza circuitul magnetic cu tole profil E+I
Pentru a sunt următoarele volori standardizate 4 5 6 4 8 10 125 14 16 18 20
25 32 40 60 mm Dintre aceste volori se alege cea pentru care este icircndeplinită
condiţia agt05+grossec +05+ grospr +1
Considerăm a=4mm rarr4a-1=15mm
Pt secundar
1504=375=37 spirestrat
7537=202=2 straturi
204=08 mm
Pt primar
1502=75 spirestrat
15875=21=3 straturi
302=06 mm
05+08+05+06+1=34 mmlt4mm
SFE=2abrarr b=1108 b=1375 mm
Detrminarea puterilor icircn bobinele transformatorului
Ud= (Rb1+Rpr) I pr +UCE1+ U pr
Rpr ρ=ρ20(1+αΔt) α=393 10-3 0C
8
4Alegerea transformatorului de alimentare
Dimensionarea transformatorului de alimentare se face icircn funcţie de tipul
redresorului(de schema utilizată) icircn funcţie de conexiunea transformatorului precun şi icircn
funcţie de tipul secundarului
Ud0= Vlinie=
Ud0= Ud0= V
IS ef = IS ef =
Ss=3 IS ef Ss=
Ss Sp
Alegem din catalog transformator trifazat uscat TTA 50KVA X 2 care are următoarele
caracteristicii
Tensiunea de alimentareU1=380 V
Tensiunea de linie icircn secundarUSN=254 V
Puterea aparentă nominalăSN=50 KVA
Grupa de conexiuniDd0
Masa netă275 kg
Gradul de protecţie IP00
Dimensiunile de gabarit790x385x553
5Alegerea siguranţelor ultrarapide
Siguranţele ultrarapide se montează icircn serie cu tiristoarele icircn scopul de protejare a
semiconductoarelor la scurtcircuit
OBS Nu se utilizează siguranţe normale pentru că timpul de ardere al acestora este mult
mai mare decacirct cel al tiristoarelor Pentru a proteja eficent un tiristor trebuie icircndeplinită o
condiţie principală integrala de current a siguranţei să fie mai mică decacirct cea a
tiristorului (i2t)siglt(i2t)tiristor
9
Dispozitivele semiconductoare au o capacitate redusă de icircncărcare icircn curent
datorită inerţiei termice reduse a acesteia Capacitatea de supraacircncărcare icircn curent este
definită de parametrul integrală de curent i2t şi se măsoară icircn A2s
Icircntreruperea curentului de o siguranţă fuzibilă e icircnsoţită de apariţia unui arc
electric icircn interiorul patronului siguranţei Tensiunea arcului electric este mai mare decacirct
tensiunea de alimentareTrebuie avut icircn vedere ca această tensiune a arcului electric să
nu distrugă dispozitivul protejat
Pentru alegerea siguranţelor ultrarapide se parcurg următoarele etape
1 Alegerea curentului nominal al siguranţei
In siggtItiristor ef Itiristor ef= Itiristor ef=
2 Aegerea tensiunii nominale a siguranţei
Un siggt USN Un siggt254V
3 Tensiunea de arc a siguranţei trebuie să fie mai mică decacirct parametrii limită de
tensiune ai tiristorului(VRRM şi VDRM)
Uarc sigltVRRM VDRM Uarc sig=(15 2) USN
Uarc sig= V
4 Curentul limitat de siguranţă nu trebuie să depăşească curentul de scurtcircuit(de
şoc repetitiv a circuitului
Ik ef=Ilim sig ltITSM Ik ef= Ik ef=
ISN=valoarea efectivă a curentului icircn secundarul transformatorului
Uk =tensiunea de scurtcircuit=4
5 Timpul de ardere a siguranţei depinde de raportul
Din caracteristica de ardere a siguranţelor se alege timpul de ardere a siguranţei icircn
funcţie de raportul
6 Se alege coieficentul de corecţie al tiristorului ITMS icircn funcţie de timpul de ardere
al siguranţelor 217
10
ITMS real=K3 ITMS K3=f(t ardere)
Vom alege coieficentul de corecţie K2 pentru integrala de corecţie a tiristorului
tot funcţie de timpul de ardere 214 K2=f(t ardere)
(i2t)tir talt10ms= K2(i2t)tir(tand-10ms)
(i2t)sig = Ik 2ef t ardere
(i2t)sig lt(i2t)tir talt10ms
6Dimensionarea grupului RC şi a inductanţei LP de
protecţie individuală
Grupul RC este necesar pentru protecţia la supratensiuni a tiristoarelor iar
inductanţa LP este necesară pentru limitarea vitezei de creştere a curentului prin
tiristor
La variaţii mari ale curentului de sarcină pot apărea densităţi de curent mari icircn
zona iniţială de conducţie şi dacă aria iniţială de conducţie este redusă densitatea de
curent (pentru aceiaşi arie iniţială de conducţie) poate fi atacirct de mare icircncacirct să ducă la
distrugerea termică a tiristorului prin efect didt O variaţie rapidă la bornele
tiristorului poate determina deschiderea necontrolată a tiristorului
Grupul RC se montează icircn paralel cu tiristorul protejat iar inductanţa LP icircn paralel
cu acesta
Usn ndashtensiunea secundară nominală a transformatorului=254 V
R ndashrezistenţa din grupul de protecţie individuală
ndashparametrul de catalog a tiristorului(viteza maximă de creştere a tensiunii de
polarizare pe care o poate suporta tiristorul fără ca scesta să se deschidă
necontrolat)=400Vμs
11
Rrsquogt IE=40 80 A UIT= UIT= V
Rrsquo=
Rezistenţa R se obţine icircn funcţie de schema de conexiuni a redresorului
Rrsquo= RrarrR= Rrsquo R=
Lp=
7Calculul protecţie punţii de tiristoare
pe partea de curent alternativ
12
Ud0=
Dacă transformatoul este icircn triunghi
USN=
Ud0=
USN=
= rarr cos =
VRRM=(15 18)11radic2USN
Pentru datele de proiectare ale redresorului avem
IDN dim= = 833A
USN= =
= = =104504V
VRRM= =29230V
Tiristorul din catalog care se icircncadreaza icircn parametrii calculaţii este de tipul
T100N400
2Dimensionarea elementelor de răciere a tiristoarelor
Se verifică dacă icircn condiţiile de mediu impuse radiatorul cu care este echipat tiristorul
asigură o bună raciere corespunzătoare pentru regimul de funcţionare folositConstanta
de timp termică este mult mai mica decacirct constanta de timp termică a unui motor electric
4
Vom urmaări prin calcul să apreciem temperature joncţiunii şi dacă radiatorul ales
asigură răcirea corespunzătoare sau nupentru a avea o răcire mai buna radiatorul trebuie
amplasat cu aripioarele icircn poziţie verticalăLa montarea tiristorului pe radiator apare o
rezistenţă termică Rth c-r(capsulă- radiator)care sete icircn funcţie de
Forţa de străpungere a capsulei pe radiator
Calitetea suprafeţei dcelor doua materiale in contact funcţie de mediul conductibil
Rezistenţa termică joncţiune―capsulă Rth j-c are doua valori icircn funcţie de unghiul de
comandă al tiristorului o valoare pentru curentul continuu şi altă valoare pentru curentul
alternativ Vom alege valoarea pentru curentul alternativ
Rth r-c=(004 005) oCW
Pierderile pe tiristor
PT=IDN dimΔU= IDN dimVTM
ΔQj-a= PT(Rth j-c+Rth c-r+ Rth r-a)=Tjmax- Tamb
Rth r-a=
Rth r-a catalog Rth r-a calcul
Din catalog pentru tiristorul T100N400 avem parametrii
Rth r-c=026 oCW
VTM=165 V
Tjmax=125 oC
PT= =100165=165
Rth r-a= 02657 oCW
Pentru valoarea lui Rth r-a calculată alegem din catalog elementul de răcire
2WR150 cu lungimea de150mm
3Dimensionarea elementelor circuitului de poartă
5
Este necesar de a se realiza o separare galvanică icircntre circuitul de comanda şi cel
de forţă dar şi de areliza o adaptare a semnalului de comandă la cerinţele tiristorului cu
ajutorul unui transformator de impuls
Alegem laţimea impulsului de comandă intre 05 15 ms
ti=1ms
ti
Alegem tensiunea de alimentare Ud icircntre 9 30V=16V
Semnalele aplicate icircn primarul transformatorului trebuie să se găsească icircn secundarul lui
cu distorsiuni minime Pentru aceasta icircnfăsurarile transformatorului vor avea inductivitaţi
minime(deci un numar redus de spire) şi deasemena nu se va putea utiliza o inducţie
magnetica aproape de inducţia maximă a tablei şi se va alege B=02T
Perioada impulsului T=2ti T=21=2ms
Frecvenţa trasformatorului de impulsfi=
6
Tensiunea efectivă icircn primar Uef= Uef=
Aria fierului transformatorului SFE=
Puterea aparentă a transformatorului de impuls STI= VGTIGT
VGT=2V IGT=02A STI=3202=12A
SFE= =1095 11cm2
Numărul de spire icircn primarul transformatorului N1=
Tensiunea electromotoare icircn primarul transformatoruluiE1= Uef pr -URb1- UCE1- UR pr
URb1=2V UCE1=06V UR pr=1V
E1=1131-2-06-1=771V
N1= spire
Numărul de spire icircn secundarul transformatorului N2=
Tensiunea electromotoare indusă icircn secundarul transformatorului E2= Usec +URsec
Usec = UD2 + UGT UD2=065V URsec =1V E2= 065+2+1=365V
N2=
Secţiunea şi diametrul conductorului din secundar Ssec=
J=3Amm2 Isec= Isec=202=04A
Ssec= mm2=01257mm2 Stas
dsec= dsec=
Secţiunea şi diametrul conductorului din primar
Raportul de transformare K= K=
Spr= Spr= mm2=003142 mm2 Stas
7
dpr= dpr=
Dimensionarea tolelor
Vom utiliza circuitul magnetic cu tole profil E+I
Pentru a sunt următoarele volori standardizate 4 5 6 4 8 10 125 14 16 18 20
25 32 40 60 mm Dintre aceste volori se alege cea pentru care este icircndeplinită
condiţia agt05+grossec +05+ grospr +1
Considerăm a=4mm rarr4a-1=15mm
Pt secundar
1504=375=37 spirestrat
7537=202=2 straturi
204=08 mm
Pt primar
1502=75 spirestrat
15875=21=3 straturi
302=06 mm
05+08+05+06+1=34 mmlt4mm
SFE=2abrarr b=1108 b=1375 mm
Detrminarea puterilor icircn bobinele transformatorului
Ud= (Rb1+Rpr) I pr +UCE1+ U pr
Rpr ρ=ρ20(1+αΔt) α=393 10-3 0C
8
4Alegerea transformatorului de alimentare
Dimensionarea transformatorului de alimentare se face icircn funcţie de tipul
redresorului(de schema utilizată) icircn funcţie de conexiunea transformatorului precun şi icircn
funcţie de tipul secundarului
Ud0= Vlinie=
Ud0= Ud0= V
IS ef = IS ef =
Ss=3 IS ef Ss=
Ss Sp
Alegem din catalog transformator trifazat uscat TTA 50KVA X 2 care are următoarele
caracteristicii
Tensiunea de alimentareU1=380 V
Tensiunea de linie icircn secundarUSN=254 V
Puterea aparentă nominalăSN=50 KVA
Grupa de conexiuniDd0
Masa netă275 kg
Gradul de protecţie IP00
Dimensiunile de gabarit790x385x553
5Alegerea siguranţelor ultrarapide
Siguranţele ultrarapide se montează icircn serie cu tiristoarele icircn scopul de protejare a
semiconductoarelor la scurtcircuit
OBS Nu se utilizează siguranţe normale pentru că timpul de ardere al acestora este mult
mai mare decacirct cel al tiristoarelor Pentru a proteja eficent un tiristor trebuie icircndeplinită o
condiţie principală integrala de current a siguranţei să fie mai mică decacirct cea a
tiristorului (i2t)siglt(i2t)tiristor
9
Dispozitivele semiconductoare au o capacitate redusă de icircncărcare icircn curent
datorită inerţiei termice reduse a acesteia Capacitatea de supraacircncărcare icircn curent este
definită de parametrul integrală de curent i2t şi se măsoară icircn A2s
Icircntreruperea curentului de o siguranţă fuzibilă e icircnsoţită de apariţia unui arc
electric icircn interiorul patronului siguranţei Tensiunea arcului electric este mai mare decacirct
tensiunea de alimentareTrebuie avut icircn vedere ca această tensiune a arcului electric să
nu distrugă dispozitivul protejat
Pentru alegerea siguranţelor ultrarapide se parcurg următoarele etape
1 Alegerea curentului nominal al siguranţei
In siggtItiristor ef Itiristor ef= Itiristor ef=
2 Aegerea tensiunii nominale a siguranţei
Un siggt USN Un siggt254V
3 Tensiunea de arc a siguranţei trebuie să fie mai mică decacirct parametrii limită de
tensiune ai tiristorului(VRRM şi VDRM)
Uarc sigltVRRM VDRM Uarc sig=(15 2) USN
Uarc sig= V
4 Curentul limitat de siguranţă nu trebuie să depăşească curentul de scurtcircuit(de
şoc repetitiv a circuitului
Ik ef=Ilim sig ltITSM Ik ef= Ik ef=
ISN=valoarea efectivă a curentului icircn secundarul transformatorului
Uk =tensiunea de scurtcircuit=4
5 Timpul de ardere a siguranţei depinde de raportul
Din caracteristica de ardere a siguranţelor se alege timpul de ardere a siguranţei icircn
funcţie de raportul
6 Se alege coieficentul de corecţie al tiristorului ITMS icircn funcţie de timpul de ardere
al siguranţelor 217
10
ITMS real=K3 ITMS K3=f(t ardere)
Vom alege coieficentul de corecţie K2 pentru integrala de corecţie a tiristorului
tot funcţie de timpul de ardere 214 K2=f(t ardere)
(i2t)tir talt10ms= K2(i2t)tir(tand-10ms)
(i2t)sig = Ik 2ef t ardere
(i2t)sig lt(i2t)tir talt10ms
6Dimensionarea grupului RC şi a inductanţei LP de
protecţie individuală
Grupul RC este necesar pentru protecţia la supratensiuni a tiristoarelor iar
inductanţa LP este necesară pentru limitarea vitezei de creştere a curentului prin
tiristor
La variaţii mari ale curentului de sarcină pot apărea densităţi de curent mari icircn
zona iniţială de conducţie şi dacă aria iniţială de conducţie este redusă densitatea de
curent (pentru aceiaşi arie iniţială de conducţie) poate fi atacirct de mare icircncacirct să ducă la
distrugerea termică a tiristorului prin efect didt O variaţie rapidă la bornele
tiristorului poate determina deschiderea necontrolată a tiristorului
Grupul RC se montează icircn paralel cu tiristorul protejat iar inductanţa LP icircn paralel
cu acesta
Usn ndashtensiunea secundară nominală a transformatorului=254 V
R ndashrezistenţa din grupul de protecţie individuală
ndashparametrul de catalog a tiristorului(viteza maximă de creştere a tensiunii de
polarizare pe care o poate suporta tiristorul fără ca scesta să se deschidă
necontrolat)=400Vμs
11
Rrsquogt IE=40 80 A UIT= UIT= V
Rrsquo=
Rezistenţa R se obţine icircn funcţie de schema de conexiuni a redresorului
Rrsquo= RrarrR= Rrsquo R=
Lp=
7Calculul protecţie punţii de tiristoare
pe partea de curent alternativ
12
Vom urmaări prin calcul să apreciem temperature joncţiunii şi dacă radiatorul ales
asigură răcirea corespunzătoare sau nupentru a avea o răcire mai buna radiatorul trebuie
amplasat cu aripioarele icircn poziţie verticalăLa montarea tiristorului pe radiator apare o
rezistenţă termică Rth c-r(capsulă- radiator)care sete icircn funcţie de
Forţa de străpungere a capsulei pe radiator
Calitetea suprafeţei dcelor doua materiale in contact funcţie de mediul conductibil
Rezistenţa termică joncţiune―capsulă Rth j-c are doua valori icircn funcţie de unghiul de
comandă al tiristorului o valoare pentru curentul continuu şi altă valoare pentru curentul
alternativ Vom alege valoarea pentru curentul alternativ
Rth r-c=(004 005) oCW
Pierderile pe tiristor
PT=IDN dimΔU= IDN dimVTM
ΔQj-a= PT(Rth j-c+Rth c-r+ Rth r-a)=Tjmax- Tamb
Rth r-a=
Rth r-a catalog Rth r-a calcul
Din catalog pentru tiristorul T100N400 avem parametrii
Rth r-c=026 oCW
VTM=165 V
Tjmax=125 oC
PT= =100165=165
Rth r-a= 02657 oCW
Pentru valoarea lui Rth r-a calculată alegem din catalog elementul de răcire
2WR150 cu lungimea de150mm
3Dimensionarea elementelor circuitului de poartă
5
Este necesar de a se realiza o separare galvanică icircntre circuitul de comanda şi cel
de forţă dar şi de areliza o adaptare a semnalului de comandă la cerinţele tiristorului cu
ajutorul unui transformator de impuls
Alegem laţimea impulsului de comandă intre 05 15 ms
ti=1ms
ti
Alegem tensiunea de alimentare Ud icircntre 9 30V=16V
Semnalele aplicate icircn primarul transformatorului trebuie să se găsească icircn secundarul lui
cu distorsiuni minime Pentru aceasta icircnfăsurarile transformatorului vor avea inductivitaţi
minime(deci un numar redus de spire) şi deasemena nu se va putea utiliza o inducţie
magnetica aproape de inducţia maximă a tablei şi se va alege B=02T
Perioada impulsului T=2ti T=21=2ms
Frecvenţa trasformatorului de impulsfi=
6
Tensiunea efectivă icircn primar Uef= Uef=
Aria fierului transformatorului SFE=
Puterea aparentă a transformatorului de impuls STI= VGTIGT
VGT=2V IGT=02A STI=3202=12A
SFE= =1095 11cm2
Numărul de spire icircn primarul transformatorului N1=
Tensiunea electromotoare icircn primarul transformatoruluiE1= Uef pr -URb1- UCE1- UR pr
URb1=2V UCE1=06V UR pr=1V
E1=1131-2-06-1=771V
N1= spire
Numărul de spire icircn secundarul transformatorului N2=
Tensiunea electromotoare indusă icircn secundarul transformatorului E2= Usec +URsec
Usec = UD2 + UGT UD2=065V URsec =1V E2= 065+2+1=365V
N2=
Secţiunea şi diametrul conductorului din secundar Ssec=
J=3Amm2 Isec= Isec=202=04A
Ssec= mm2=01257mm2 Stas
dsec= dsec=
Secţiunea şi diametrul conductorului din primar
Raportul de transformare K= K=
Spr= Spr= mm2=003142 mm2 Stas
7
dpr= dpr=
Dimensionarea tolelor
Vom utiliza circuitul magnetic cu tole profil E+I
Pentru a sunt următoarele volori standardizate 4 5 6 4 8 10 125 14 16 18 20
25 32 40 60 mm Dintre aceste volori se alege cea pentru care este icircndeplinită
condiţia agt05+grossec +05+ grospr +1
Considerăm a=4mm rarr4a-1=15mm
Pt secundar
1504=375=37 spirestrat
7537=202=2 straturi
204=08 mm
Pt primar
1502=75 spirestrat
15875=21=3 straturi
302=06 mm
05+08+05+06+1=34 mmlt4mm
SFE=2abrarr b=1108 b=1375 mm
Detrminarea puterilor icircn bobinele transformatorului
Ud= (Rb1+Rpr) I pr +UCE1+ U pr
Rpr ρ=ρ20(1+αΔt) α=393 10-3 0C
8
4Alegerea transformatorului de alimentare
Dimensionarea transformatorului de alimentare se face icircn funcţie de tipul
redresorului(de schema utilizată) icircn funcţie de conexiunea transformatorului precun şi icircn
funcţie de tipul secundarului
Ud0= Vlinie=
Ud0= Ud0= V
IS ef = IS ef =
Ss=3 IS ef Ss=
Ss Sp
Alegem din catalog transformator trifazat uscat TTA 50KVA X 2 care are următoarele
caracteristicii
Tensiunea de alimentareU1=380 V
Tensiunea de linie icircn secundarUSN=254 V
Puterea aparentă nominalăSN=50 KVA
Grupa de conexiuniDd0
Masa netă275 kg
Gradul de protecţie IP00
Dimensiunile de gabarit790x385x553
5Alegerea siguranţelor ultrarapide
Siguranţele ultrarapide se montează icircn serie cu tiristoarele icircn scopul de protejare a
semiconductoarelor la scurtcircuit
OBS Nu se utilizează siguranţe normale pentru că timpul de ardere al acestora este mult
mai mare decacirct cel al tiristoarelor Pentru a proteja eficent un tiristor trebuie icircndeplinită o
condiţie principală integrala de current a siguranţei să fie mai mică decacirct cea a
tiristorului (i2t)siglt(i2t)tiristor
9
Dispozitivele semiconductoare au o capacitate redusă de icircncărcare icircn curent
datorită inerţiei termice reduse a acesteia Capacitatea de supraacircncărcare icircn curent este
definită de parametrul integrală de curent i2t şi se măsoară icircn A2s
Icircntreruperea curentului de o siguranţă fuzibilă e icircnsoţită de apariţia unui arc
electric icircn interiorul patronului siguranţei Tensiunea arcului electric este mai mare decacirct
tensiunea de alimentareTrebuie avut icircn vedere ca această tensiune a arcului electric să
nu distrugă dispozitivul protejat
Pentru alegerea siguranţelor ultrarapide se parcurg următoarele etape
1 Alegerea curentului nominal al siguranţei
In siggtItiristor ef Itiristor ef= Itiristor ef=
2 Aegerea tensiunii nominale a siguranţei
Un siggt USN Un siggt254V
3 Tensiunea de arc a siguranţei trebuie să fie mai mică decacirct parametrii limită de
tensiune ai tiristorului(VRRM şi VDRM)
Uarc sigltVRRM VDRM Uarc sig=(15 2) USN
Uarc sig= V
4 Curentul limitat de siguranţă nu trebuie să depăşească curentul de scurtcircuit(de
şoc repetitiv a circuitului
Ik ef=Ilim sig ltITSM Ik ef= Ik ef=
ISN=valoarea efectivă a curentului icircn secundarul transformatorului
Uk =tensiunea de scurtcircuit=4
5 Timpul de ardere a siguranţei depinde de raportul
Din caracteristica de ardere a siguranţelor se alege timpul de ardere a siguranţei icircn
funcţie de raportul
6 Se alege coieficentul de corecţie al tiristorului ITMS icircn funcţie de timpul de ardere
al siguranţelor 217
10
ITMS real=K3 ITMS K3=f(t ardere)
Vom alege coieficentul de corecţie K2 pentru integrala de corecţie a tiristorului
tot funcţie de timpul de ardere 214 K2=f(t ardere)
(i2t)tir talt10ms= K2(i2t)tir(tand-10ms)
(i2t)sig = Ik 2ef t ardere
(i2t)sig lt(i2t)tir talt10ms
6Dimensionarea grupului RC şi a inductanţei LP de
protecţie individuală
Grupul RC este necesar pentru protecţia la supratensiuni a tiristoarelor iar
inductanţa LP este necesară pentru limitarea vitezei de creştere a curentului prin
tiristor
La variaţii mari ale curentului de sarcină pot apărea densităţi de curent mari icircn
zona iniţială de conducţie şi dacă aria iniţială de conducţie este redusă densitatea de
curent (pentru aceiaşi arie iniţială de conducţie) poate fi atacirct de mare icircncacirct să ducă la
distrugerea termică a tiristorului prin efect didt O variaţie rapidă la bornele
tiristorului poate determina deschiderea necontrolată a tiristorului
Grupul RC se montează icircn paralel cu tiristorul protejat iar inductanţa LP icircn paralel
cu acesta
Usn ndashtensiunea secundară nominală a transformatorului=254 V
R ndashrezistenţa din grupul de protecţie individuală
ndashparametrul de catalog a tiristorului(viteza maximă de creştere a tensiunii de
polarizare pe care o poate suporta tiristorul fără ca scesta să se deschidă
necontrolat)=400Vμs
11
Rrsquogt IE=40 80 A UIT= UIT= V
Rrsquo=
Rezistenţa R se obţine icircn funcţie de schema de conexiuni a redresorului
Rrsquo= RrarrR= Rrsquo R=
Lp=
7Calculul protecţie punţii de tiristoare
pe partea de curent alternativ
12
Este necesar de a se realiza o separare galvanică icircntre circuitul de comanda şi cel
de forţă dar şi de areliza o adaptare a semnalului de comandă la cerinţele tiristorului cu
ajutorul unui transformator de impuls
Alegem laţimea impulsului de comandă intre 05 15 ms
ti=1ms
ti
Alegem tensiunea de alimentare Ud icircntre 9 30V=16V
Semnalele aplicate icircn primarul transformatorului trebuie să se găsească icircn secundarul lui
cu distorsiuni minime Pentru aceasta icircnfăsurarile transformatorului vor avea inductivitaţi
minime(deci un numar redus de spire) şi deasemena nu se va putea utiliza o inducţie
magnetica aproape de inducţia maximă a tablei şi se va alege B=02T
Perioada impulsului T=2ti T=21=2ms
Frecvenţa trasformatorului de impulsfi=
6
Tensiunea efectivă icircn primar Uef= Uef=
Aria fierului transformatorului SFE=
Puterea aparentă a transformatorului de impuls STI= VGTIGT
VGT=2V IGT=02A STI=3202=12A
SFE= =1095 11cm2
Numărul de spire icircn primarul transformatorului N1=
Tensiunea electromotoare icircn primarul transformatoruluiE1= Uef pr -URb1- UCE1- UR pr
URb1=2V UCE1=06V UR pr=1V
E1=1131-2-06-1=771V
N1= spire
Numărul de spire icircn secundarul transformatorului N2=
Tensiunea electromotoare indusă icircn secundarul transformatorului E2= Usec +URsec
Usec = UD2 + UGT UD2=065V URsec =1V E2= 065+2+1=365V
N2=
Secţiunea şi diametrul conductorului din secundar Ssec=
J=3Amm2 Isec= Isec=202=04A
Ssec= mm2=01257mm2 Stas
dsec= dsec=
Secţiunea şi diametrul conductorului din primar
Raportul de transformare K= K=
Spr= Spr= mm2=003142 mm2 Stas
7
dpr= dpr=
Dimensionarea tolelor
Vom utiliza circuitul magnetic cu tole profil E+I
Pentru a sunt următoarele volori standardizate 4 5 6 4 8 10 125 14 16 18 20
25 32 40 60 mm Dintre aceste volori se alege cea pentru care este icircndeplinită
condiţia agt05+grossec +05+ grospr +1
Considerăm a=4mm rarr4a-1=15mm
Pt secundar
1504=375=37 spirestrat
7537=202=2 straturi
204=08 mm
Pt primar
1502=75 spirestrat
15875=21=3 straturi
302=06 mm
05+08+05+06+1=34 mmlt4mm
SFE=2abrarr b=1108 b=1375 mm
Detrminarea puterilor icircn bobinele transformatorului
Ud= (Rb1+Rpr) I pr +UCE1+ U pr
Rpr ρ=ρ20(1+αΔt) α=393 10-3 0C
8
4Alegerea transformatorului de alimentare
Dimensionarea transformatorului de alimentare se face icircn funcţie de tipul
redresorului(de schema utilizată) icircn funcţie de conexiunea transformatorului precun şi icircn
funcţie de tipul secundarului
Ud0= Vlinie=
Ud0= Ud0= V
IS ef = IS ef =
Ss=3 IS ef Ss=
Ss Sp
Alegem din catalog transformator trifazat uscat TTA 50KVA X 2 care are următoarele
caracteristicii
Tensiunea de alimentareU1=380 V
Tensiunea de linie icircn secundarUSN=254 V
Puterea aparentă nominalăSN=50 KVA
Grupa de conexiuniDd0
Masa netă275 kg
Gradul de protecţie IP00
Dimensiunile de gabarit790x385x553
5Alegerea siguranţelor ultrarapide
Siguranţele ultrarapide se montează icircn serie cu tiristoarele icircn scopul de protejare a
semiconductoarelor la scurtcircuit
OBS Nu se utilizează siguranţe normale pentru că timpul de ardere al acestora este mult
mai mare decacirct cel al tiristoarelor Pentru a proteja eficent un tiristor trebuie icircndeplinită o
condiţie principală integrala de current a siguranţei să fie mai mică decacirct cea a
tiristorului (i2t)siglt(i2t)tiristor
9
Dispozitivele semiconductoare au o capacitate redusă de icircncărcare icircn curent
datorită inerţiei termice reduse a acesteia Capacitatea de supraacircncărcare icircn curent este
definită de parametrul integrală de curent i2t şi se măsoară icircn A2s
Icircntreruperea curentului de o siguranţă fuzibilă e icircnsoţită de apariţia unui arc
electric icircn interiorul patronului siguranţei Tensiunea arcului electric este mai mare decacirct
tensiunea de alimentareTrebuie avut icircn vedere ca această tensiune a arcului electric să
nu distrugă dispozitivul protejat
Pentru alegerea siguranţelor ultrarapide se parcurg următoarele etape
1 Alegerea curentului nominal al siguranţei
In siggtItiristor ef Itiristor ef= Itiristor ef=
2 Aegerea tensiunii nominale a siguranţei
Un siggt USN Un siggt254V
3 Tensiunea de arc a siguranţei trebuie să fie mai mică decacirct parametrii limită de
tensiune ai tiristorului(VRRM şi VDRM)
Uarc sigltVRRM VDRM Uarc sig=(15 2) USN
Uarc sig= V
4 Curentul limitat de siguranţă nu trebuie să depăşească curentul de scurtcircuit(de
şoc repetitiv a circuitului
Ik ef=Ilim sig ltITSM Ik ef= Ik ef=
ISN=valoarea efectivă a curentului icircn secundarul transformatorului
Uk =tensiunea de scurtcircuit=4
5 Timpul de ardere a siguranţei depinde de raportul
Din caracteristica de ardere a siguranţelor se alege timpul de ardere a siguranţei icircn
funcţie de raportul
6 Se alege coieficentul de corecţie al tiristorului ITMS icircn funcţie de timpul de ardere
al siguranţelor 217
10
ITMS real=K3 ITMS K3=f(t ardere)
Vom alege coieficentul de corecţie K2 pentru integrala de corecţie a tiristorului
tot funcţie de timpul de ardere 214 K2=f(t ardere)
(i2t)tir talt10ms= K2(i2t)tir(tand-10ms)
(i2t)sig = Ik 2ef t ardere
(i2t)sig lt(i2t)tir talt10ms
6Dimensionarea grupului RC şi a inductanţei LP de
protecţie individuală
Grupul RC este necesar pentru protecţia la supratensiuni a tiristoarelor iar
inductanţa LP este necesară pentru limitarea vitezei de creştere a curentului prin
tiristor
La variaţii mari ale curentului de sarcină pot apărea densităţi de curent mari icircn
zona iniţială de conducţie şi dacă aria iniţială de conducţie este redusă densitatea de
curent (pentru aceiaşi arie iniţială de conducţie) poate fi atacirct de mare icircncacirct să ducă la
distrugerea termică a tiristorului prin efect didt O variaţie rapidă la bornele
tiristorului poate determina deschiderea necontrolată a tiristorului
Grupul RC se montează icircn paralel cu tiristorul protejat iar inductanţa LP icircn paralel
cu acesta
Usn ndashtensiunea secundară nominală a transformatorului=254 V
R ndashrezistenţa din grupul de protecţie individuală
ndashparametrul de catalog a tiristorului(viteza maximă de creştere a tensiunii de
polarizare pe care o poate suporta tiristorul fără ca scesta să se deschidă
necontrolat)=400Vμs
11
Rrsquogt IE=40 80 A UIT= UIT= V
Rrsquo=
Rezistenţa R se obţine icircn funcţie de schema de conexiuni a redresorului
Rrsquo= RrarrR= Rrsquo R=
Lp=
7Calculul protecţie punţii de tiristoare
pe partea de curent alternativ
12
Tensiunea efectivă icircn primar Uef= Uef=
Aria fierului transformatorului SFE=
Puterea aparentă a transformatorului de impuls STI= VGTIGT
VGT=2V IGT=02A STI=3202=12A
SFE= =1095 11cm2
Numărul de spire icircn primarul transformatorului N1=
Tensiunea electromotoare icircn primarul transformatoruluiE1= Uef pr -URb1- UCE1- UR pr
URb1=2V UCE1=06V UR pr=1V
E1=1131-2-06-1=771V
N1= spire
Numărul de spire icircn secundarul transformatorului N2=
Tensiunea electromotoare indusă icircn secundarul transformatorului E2= Usec +URsec
Usec = UD2 + UGT UD2=065V URsec =1V E2= 065+2+1=365V
N2=
Secţiunea şi diametrul conductorului din secundar Ssec=
J=3Amm2 Isec= Isec=202=04A
Ssec= mm2=01257mm2 Stas
dsec= dsec=
Secţiunea şi diametrul conductorului din primar
Raportul de transformare K= K=
Spr= Spr= mm2=003142 mm2 Stas
7
dpr= dpr=
Dimensionarea tolelor
Vom utiliza circuitul magnetic cu tole profil E+I
Pentru a sunt următoarele volori standardizate 4 5 6 4 8 10 125 14 16 18 20
25 32 40 60 mm Dintre aceste volori se alege cea pentru care este icircndeplinită
condiţia agt05+grossec +05+ grospr +1
Considerăm a=4mm rarr4a-1=15mm
Pt secundar
1504=375=37 spirestrat
7537=202=2 straturi
204=08 mm
Pt primar
1502=75 spirestrat
15875=21=3 straturi
302=06 mm
05+08+05+06+1=34 mmlt4mm
SFE=2abrarr b=1108 b=1375 mm
Detrminarea puterilor icircn bobinele transformatorului
Ud= (Rb1+Rpr) I pr +UCE1+ U pr
Rpr ρ=ρ20(1+αΔt) α=393 10-3 0C
8
4Alegerea transformatorului de alimentare
Dimensionarea transformatorului de alimentare se face icircn funcţie de tipul
redresorului(de schema utilizată) icircn funcţie de conexiunea transformatorului precun şi icircn
funcţie de tipul secundarului
Ud0= Vlinie=
Ud0= Ud0= V
IS ef = IS ef =
Ss=3 IS ef Ss=
Ss Sp
Alegem din catalog transformator trifazat uscat TTA 50KVA X 2 care are următoarele
caracteristicii
Tensiunea de alimentareU1=380 V
Tensiunea de linie icircn secundarUSN=254 V
Puterea aparentă nominalăSN=50 KVA
Grupa de conexiuniDd0
Masa netă275 kg
Gradul de protecţie IP00
Dimensiunile de gabarit790x385x553
5Alegerea siguranţelor ultrarapide
Siguranţele ultrarapide se montează icircn serie cu tiristoarele icircn scopul de protejare a
semiconductoarelor la scurtcircuit
OBS Nu se utilizează siguranţe normale pentru că timpul de ardere al acestora este mult
mai mare decacirct cel al tiristoarelor Pentru a proteja eficent un tiristor trebuie icircndeplinită o
condiţie principală integrala de current a siguranţei să fie mai mică decacirct cea a
tiristorului (i2t)siglt(i2t)tiristor
9
Dispozitivele semiconductoare au o capacitate redusă de icircncărcare icircn curent
datorită inerţiei termice reduse a acesteia Capacitatea de supraacircncărcare icircn curent este
definită de parametrul integrală de curent i2t şi se măsoară icircn A2s
Icircntreruperea curentului de o siguranţă fuzibilă e icircnsoţită de apariţia unui arc
electric icircn interiorul patronului siguranţei Tensiunea arcului electric este mai mare decacirct
tensiunea de alimentareTrebuie avut icircn vedere ca această tensiune a arcului electric să
nu distrugă dispozitivul protejat
Pentru alegerea siguranţelor ultrarapide se parcurg următoarele etape
1 Alegerea curentului nominal al siguranţei
In siggtItiristor ef Itiristor ef= Itiristor ef=
2 Aegerea tensiunii nominale a siguranţei
Un siggt USN Un siggt254V
3 Tensiunea de arc a siguranţei trebuie să fie mai mică decacirct parametrii limită de
tensiune ai tiristorului(VRRM şi VDRM)
Uarc sigltVRRM VDRM Uarc sig=(15 2) USN
Uarc sig= V
4 Curentul limitat de siguranţă nu trebuie să depăşească curentul de scurtcircuit(de
şoc repetitiv a circuitului
Ik ef=Ilim sig ltITSM Ik ef= Ik ef=
ISN=valoarea efectivă a curentului icircn secundarul transformatorului
Uk =tensiunea de scurtcircuit=4
5 Timpul de ardere a siguranţei depinde de raportul
Din caracteristica de ardere a siguranţelor se alege timpul de ardere a siguranţei icircn
funcţie de raportul
6 Se alege coieficentul de corecţie al tiristorului ITMS icircn funcţie de timpul de ardere
al siguranţelor 217
10
ITMS real=K3 ITMS K3=f(t ardere)
Vom alege coieficentul de corecţie K2 pentru integrala de corecţie a tiristorului
tot funcţie de timpul de ardere 214 K2=f(t ardere)
(i2t)tir talt10ms= K2(i2t)tir(tand-10ms)
(i2t)sig = Ik 2ef t ardere
(i2t)sig lt(i2t)tir talt10ms
6Dimensionarea grupului RC şi a inductanţei LP de
protecţie individuală
Grupul RC este necesar pentru protecţia la supratensiuni a tiristoarelor iar
inductanţa LP este necesară pentru limitarea vitezei de creştere a curentului prin
tiristor
La variaţii mari ale curentului de sarcină pot apărea densităţi de curent mari icircn
zona iniţială de conducţie şi dacă aria iniţială de conducţie este redusă densitatea de
curent (pentru aceiaşi arie iniţială de conducţie) poate fi atacirct de mare icircncacirct să ducă la
distrugerea termică a tiristorului prin efect didt O variaţie rapidă la bornele
tiristorului poate determina deschiderea necontrolată a tiristorului
Grupul RC se montează icircn paralel cu tiristorul protejat iar inductanţa LP icircn paralel
cu acesta
Usn ndashtensiunea secundară nominală a transformatorului=254 V
R ndashrezistenţa din grupul de protecţie individuală
ndashparametrul de catalog a tiristorului(viteza maximă de creştere a tensiunii de
polarizare pe care o poate suporta tiristorul fără ca scesta să se deschidă
necontrolat)=400Vμs
11
Rrsquogt IE=40 80 A UIT= UIT= V
Rrsquo=
Rezistenţa R se obţine icircn funcţie de schema de conexiuni a redresorului
Rrsquo= RrarrR= Rrsquo R=
Lp=
7Calculul protecţie punţii de tiristoare
pe partea de curent alternativ
12
dpr= dpr=
Dimensionarea tolelor
Vom utiliza circuitul magnetic cu tole profil E+I
Pentru a sunt următoarele volori standardizate 4 5 6 4 8 10 125 14 16 18 20
25 32 40 60 mm Dintre aceste volori se alege cea pentru care este icircndeplinită
condiţia agt05+grossec +05+ grospr +1
Considerăm a=4mm rarr4a-1=15mm
Pt secundar
1504=375=37 spirestrat
7537=202=2 straturi
204=08 mm
Pt primar
1502=75 spirestrat
15875=21=3 straturi
302=06 mm
05+08+05+06+1=34 mmlt4mm
SFE=2abrarr b=1108 b=1375 mm
Detrminarea puterilor icircn bobinele transformatorului
Ud= (Rb1+Rpr) I pr +UCE1+ U pr
Rpr ρ=ρ20(1+αΔt) α=393 10-3 0C
8
4Alegerea transformatorului de alimentare
Dimensionarea transformatorului de alimentare se face icircn funcţie de tipul
redresorului(de schema utilizată) icircn funcţie de conexiunea transformatorului precun şi icircn
funcţie de tipul secundarului
Ud0= Vlinie=
Ud0= Ud0= V
IS ef = IS ef =
Ss=3 IS ef Ss=
Ss Sp
Alegem din catalog transformator trifazat uscat TTA 50KVA X 2 care are următoarele
caracteristicii
Tensiunea de alimentareU1=380 V
Tensiunea de linie icircn secundarUSN=254 V
Puterea aparentă nominalăSN=50 KVA
Grupa de conexiuniDd0
Masa netă275 kg
Gradul de protecţie IP00
Dimensiunile de gabarit790x385x553
5Alegerea siguranţelor ultrarapide
Siguranţele ultrarapide se montează icircn serie cu tiristoarele icircn scopul de protejare a
semiconductoarelor la scurtcircuit
OBS Nu se utilizează siguranţe normale pentru că timpul de ardere al acestora este mult
mai mare decacirct cel al tiristoarelor Pentru a proteja eficent un tiristor trebuie icircndeplinită o
condiţie principală integrala de current a siguranţei să fie mai mică decacirct cea a
tiristorului (i2t)siglt(i2t)tiristor
9
Dispozitivele semiconductoare au o capacitate redusă de icircncărcare icircn curent
datorită inerţiei termice reduse a acesteia Capacitatea de supraacircncărcare icircn curent este
definită de parametrul integrală de curent i2t şi se măsoară icircn A2s
Icircntreruperea curentului de o siguranţă fuzibilă e icircnsoţită de apariţia unui arc
electric icircn interiorul patronului siguranţei Tensiunea arcului electric este mai mare decacirct
tensiunea de alimentareTrebuie avut icircn vedere ca această tensiune a arcului electric să
nu distrugă dispozitivul protejat
Pentru alegerea siguranţelor ultrarapide se parcurg următoarele etape
1 Alegerea curentului nominal al siguranţei
In siggtItiristor ef Itiristor ef= Itiristor ef=
2 Aegerea tensiunii nominale a siguranţei
Un siggt USN Un siggt254V
3 Tensiunea de arc a siguranţei trebuie să fie mai mică decacirct parametrii limită de
tensiune ai tiristorului(VRRM şi VDRM)
Uarc sigltVRRM VDRM Uarc sig=(15 2) USN
Uarc sig= V
4 Curentul limitat de siguranţă nu trebuie să depăşească curentul de scurtcircuit(de
şoc repetitiv a circuitului
Ik ef=Ilim sig ltITSM Ik ef= Ik ef=
ISN=valoarea efectivă a curentului icircn secundarul transformatorului
Uk =tensiunea de scurtcircuit=4
5 Timpul de ardere a siguranţei depinde de raportul
Din caracteristica de ardere a siguranţelor se alege timpul de ardere a siguranţei icircn
funcţie de raportul
6 Se alege coieficentul de corecţie al tiristorului ITMS icircn funcţie de timpul de ardere
al siguranţelor 217
10
ITMS real=K3 ITMS K3=f(t ardere)
Vom alege coieficentul de corecţie K2 pentru integrala de corecţie a tiristorului
tot funcţie de timpul de ardere 214 K2=f(t ardere)
(i2t)tir talt10ms= K2(i2t)tir(tand-10ms)
(i2t)sig = Ik 2ef t ardere
(i2t)sig lt(i2t)tir talt10ms
6Dimensionarea grupului RC şi a inductanţei LP de
protecţie individuală
Grupul RC este necesar pentru protecţia la supratensiuni a tiristoarelor iar
inductanţa LP este necesară pentru limitarea vitezei de creştere a curentului prin
tiristor
La variaţii mari ale curentului de sarcină pot apărea densităţi de curent mari icircn
zona iniţială de conducţie şi dacă aria iniţială de conducţie este redusă densitatea de
curent (pentru aceiaşi arie iniţială de conducţie) poate fi atacirct de mare icircncacirct să ducă la
distrugerea termică a tiristorului prin efect didt O variaţie rapidă la bornele
tiristorului poate determina deschiderea necontrolată a tiristorului
Grupul RC se montează icircn paralel cu tiristorul protejat iar inductanţa LP icircn paralel
cu acesta
Usn ndashtensiunea secundară nominală a transformatorului=254 V
R ndashrezistenţa din grupul de protecţie individuală
ndashparametrul de catalog a tiristorului(viteza maximă de creştere a tensiunii de
polarizare pe care o poate suporta tiristorul fără ca scesta să se deschidă
necontrolat)=400Vμs
11
Rrsquogt IE=40 80 A UIT= UIT= V
Rrsquo=
Rezistenţa R se obţine icircn funcţie de schema de conexiuni a redresorului
Rrsquo= RrarrR= Rrsquo R=
Lp=
7Calculul protecţie punţii de tiristoare
pe partea de curent alternativ
12
4Alegerea transformatorului de alimentare
Dimensionarea transformatorului de alimentare se face icircn funcţie de tipul
redresorului(de schema utilizată) icircn funcţie de conexiunea transformatorului precun şi icircn
funcţie de tipul secundarului
Ud0= Vlinie=
Ud0= Ud0= V
IS ef = IS ef =
Ss=3 IS ef Ss=
Ss Sp
Alegem din catalog transformator trifazat uscat TTA 50KVA X 2 care are următoarele
caracteristicii
Tensiunea de alimentareU1=380 V
Tensiunea de linie icircn secundarUSN=254 V
Puterea aparentă nominalăSN=50 KVA
Grupa de conexiuniDd0
Masa netă275 kg
Gradul de protecţie IP00
Dimensiunile de gabarit790x385x553
5Alegerea siguranţelor ultrarapide
Siguranţele ultrarapide se montează icircn serie cu tiristoarele icircn scopul de protejare a
semiconductoarelor la scurtcircuit
OBS Nu se utilizează siguranţe normale pentru că timpul de ardere al acestora este mult
mai mare decacirct cel al tiristoarelor Pentru a proteja eficent un tiristor trebuie icircndeplinită o
condiţie principală integrala de current a siguranţei să fie mai mică decacirct cea a
tiristorului (i2t)siglt(i2t)tiristor
9
Dispozitivele semiconductoare au o capacitate redusă de icircncărcare icircn curent
datorită inerţiei termice reduse a acesteia Capacitatea de supraacircncărcare icircn curent este
definită de parametrul integrală de curent i2t şi se măsoară icircn A2s
Icircntreruperea curentului de o siguranţă fuzibilă e icircnsoţită de apariţia unui arc
electric icircn interiorul patronului siguranţei Tensiunea arcului electric este mai mare decacirct
tensiunea de alimentareTrebuie avut icircn vedere ca această tensiune a arcului electric să
nu distrugă dispozitivul protejat
Pentru alegerea siguranţelor ultrarapide se parcurg următoarele etape
1 Alegerea curentului nominal al siguranţei
In siggtItiristor ef Itiristor ef= Itiristor ef=
2 Aegerea tensiunii nominale a siguranţei
Un siggt USN Un siggt254V
3 Tensiunea de arc a siguranţei trebuie să fie mai mică decacirct parametrii limită de
tensiune ai tiristorului(VRRM şi VDRM)
Uarc sigltVRRM VDRM Uarc sig=(15 2) USN
Uarc sig= V
4 Curentul limitat de siguranţă nu trebuie să depăşească curentul de scurtcircuit(de
şoc repetitiv a circuitului
Ik ef=Ilim sig ltITSM Ik ef= Ik ef=
ISN=valoarea efectivă a curentului icircn secundarul transformatorului
Uk =tensiunea de scurtcircuit=4
5 Timpul de ardere a siguranţei depinde de raportul
Din caracteristica de ardere a siguranţelor se alege timpul de ardere a siguranţei icircn
funcţie de raportul
6 Se alege coieficentul de corecţie al tiristorului ITMS icircn funcţie de timpul de ardere
al siguranţelor 217
10
ITMS real=K3 ITMS K3=f(t ardere)
Vom alege coieficentul de corecţie K2 pentru integrala de corecţie a tiristorului
tot funcţie de timpul de ardere 214 K2=f(t ardere)
(i2t)tir talt10ms= K2(i2t)tir(tand-10ms)
(i2t)sig = Ik 2ef t ardere
(i2t)sig lt(i2t)tir talt10ms
6Dimensionarea grupului RC şi a inductanţei LP de
protecţie individuală
Grupul RC este necesar pentru protecţia la supratensiuni a tiristoarelor iar
inductanţa LP este necesară pentru limitarea vitezei de creştere a curentului prin
tiristor
La variaţii mari ale curentului de sarcină pot apărea densităţi de curent mari icircn
zona iniţială de conducţie şi dacă aria iniţială de conducţie este redusă densitatea de
curent (pentru aceiaşi arie iniţială de conducţie) poate fi atacirct de mare icircncacirct să ducă la
distrugerea termică a tiristorului prin efect didt O variaţie rapidă la bornele
tiristorului poate determina deschiderea necontrolată a tiristorului
Grupul RC se montează icircn paralel cu tiristorul protejat iar inductanţa LP icircn paralel
cu acesta
Usn ndashtensiunea secundară nominală a transformatorului=254 V
R ndashrezistenţa din grupul de protecţie individuală
ndashparametrul de catalog a tiristorului(viteza maximă de creştere a tensiunii de
polarizare pe care o poate suporta tiristorul fără ca scesta să se deschidă
necontrolat)=400Vμs
11
Rrsquogt IE=40 80 A UIT= UIT= V
Rrsquo=
Rezistenţa R se obţine icircn funcţie de schema de conexiuni a redresorului
Rrsquo= RrarrR= Rrsquo R=
Lp=
7Calculul protecţie punţii de tiristoare
pe partea de curent alternativ
12
Dispozitivele semiconductoare au o capacitate redusă de icircncărcare icircn curent
datorită inerţiei termice reduse a acesteia Capacitatea de supraacircncărcare icircn curent este
definită de parametrul integrală de curent i2t şi se măsoară icircn A2s
Icircntreruperea curentului de o siguranţă fuzibilă e icircnsoţită de apariţia unui arc
electric icircn interiorul patronului siguranţei Tensiunea arcului electric este mai mare decacirct
tensiunea de alimentareTrebuie avut icircn vedere ca această tensiune a arcului electric să
nu distrugă dispozitivul protejat
Pentru alegerea siguranţelor ultrarapide se parcurg următoarele etape
1 Alegerea curentului nominal al siguranţei
In siggtItiristor ef Itiristor ef= Itiristor ef=
2 Aegerea tensiunii nominale a siguranţei
Un siggt USN Un siggt254V
3 Tensiunea de arc a siguranţei trebuie să fie mai mică decacirct parametrii limită de
tensiune ai tiristorului(VRRM şi VDRM)
Uarc sigltVRRM VDRM Uarc sig=(15 2) USN
Uarc sig= V
4 Curentul limitat de siguranţă nu trebuie să depăşească curentul de scurtcircuit(de
şoc repetitiv a circuitului
Ik ef=Ilim sig ltITSM Ik ef= Ik ef=
ISN=valoarea efectivă a curentului icircn secundarul transformatorului
Uk =tensiunea de scurtcircuit=4
5 Timpul de ardere a siguranţei depinde de raportul
Din caracteristica de ardere a siguranţelor se alege timpul de ardere a siguranţei icircn
funcţie de raportul
6 Se alege coieficentul de corecţie al tiristorului ITMS icircn funcţie de timpul de ardere
al siguranţelor 217
10
ITMS real=K3 ITMS K3=f(t ardere)
Vom alege coieficentul de corecţie K2 pentru integrala de corecţie a tiristorului
tot funcţie de timpul de ardere 214 K2=f(t ardere)
(i2t)tir talt10ms= K2(i2t)tir(tand-10ms)
(i2t)sig = Ik 2ef t ardere
(i2t)sig lt(i2t)tir talt10ms
6Dimensionarea grupului RC şi a inductanţei LP de
protecţie individuală
Grupul RC este necesar pentru protecţia la supratensiuni a tiristoarelor iar
inductanţa LP este necesară pentru limitarea vitezei de creştere a curentului prin
tiristor
La variaţii mari ale curentului de sarcină pot apărea densităţi de curent mari icircn
zona iniţială de conducţie şi dacă aria iniţială de conducţie este redusă densitatea de
curent (pentru aceiaşi arie iniţială de conducţie) poate fi atacirct de mare icircncacirct să ducă la
distrugerea termică a tiristorului prin efect didt O variaţie rapidă la bornele
tiristorului poate determina deschiderea necontrolată a tiristorului
Grupul RC se montează icircn paralel cu tiristorul protejat iar inductanţa LP icircn paralel
cu acesta
Usn ndashtensiunea secundară nominală a transformatorului=254 V
R ndashrezistenţa din grupul de protecţie individuală
ndashparametrul de catalog a tiristorului(viteza maximă de creştere a tensiunii de
polarizare pe care o poate suporta tiristorul fără ca scesta să se deschidă
necontrolat)=400Vμs
11
Rrsquogt IE=40 80 A UIT= UIT= V
Rrsquo=
Rezistenţa R se obţine icircn funcţie de schema de conexiuni a redresorului
Rrsquo= RrarrR= Rrsquo R=
Lp=
7Calculul protecţie punţii de tiristoare
pe partea de curent alternativ
12
ITMS real=K3 ITMS K3=f(t ardere)
Vom alege coieficentul de corecţie K2 pentru integrala de corecţie a tiristorului
tot funcţie de timpul de ardere 214 K2=f(t ardere)
(i2t)tir talt10ms= K2(i2t)tir(tand-10ms)
(i2t)sig = Ik 2ef t ardere
(i2t)sig lt(i2t)tir talt10ms
6Dimensionarea grupului RC şi a inductanţei LP de
protecţie individuală
Grupul RC este necesar pentru protecţia la supratensiuni a tiristoarelor iar
inductanţa LP este necesară pentru limitarea vitezei de creştere a curentului prin
tiristor
La variaţii mari ale curentului de sarcină pot apărea densităţi de curent mari icircn
zona iniţială de conducţie şi dacă aria iniţială de conducţie este redusă densitatea de
curent (pentru aceiaşi arie iniţială de conducţie) poate fi atacirct de mare icircncacirct să ducă la
distrugerea termică a tiristorului prin efect didt O variaţie rapidă la bornele
tiristorului poate determina deschiderea necontrolată a tiristorului
Grupul RC se montează icircn paralel cu tiristorul protejat iar inductanţa LP icircn paralel
cu acesta
Usn ndashtensiunea secundară nominală a transformatorului=254 V
R ndashrezistenţa din grupul de protecţie individuală
ndashparametrul de catalog a tiristorului(viteza maximă de creştere a tensiunii de
polarizare pe care o poate suporta tiristorul fără ca scesta să se deschidă
necontrolat)=400Vμs
11
Rrsquogt IE=40 80 A UIT= UIT= V
Rrsquo=
Rezistenţa R se obţine icircn funcţie de schema de conexiuni a redresorului
Rrsquo= RrarrR= Rrsquo R=
Lp=
7Calculul protecţie punţii de tiristoare
pe partea de curent alternativ
12
Rrsquogt IE=40 80 A UIT= UIT= V
Rrsquo=
Rezistenţa R se obţine icircn funcţie de schema de conexiuni a redresorului
Rrsquo= RrarrR= Rrsquo R=
Lp=
7Calculul protecţie punţii de tiristoare
pe partea de curent alternativ
12