где Qo-накопленный заряд при t = 0, и

t-t,

г„=/„ехр(-

на интервале от момента достижения обратным током максимального значения (t-t) до конца приложения обратного напряжения.

Значение определяется следующим образом (см. рис. 5.5). Координаты точек пересечения экспоненциальной кривой спадающего обратного тока с аппроксимирующей прямой равны:

. x=t/xi; y = irJIrrl x = 0,l; x=l,39; y=-0,9; y=-0,25.

Уравнение прямой, проходящей через эти точки, имеет вид

х2-х1 У2-У1 Подставляя числовые значения, получаем х-0,1

1,39-0,1 -0,25+0,9

при j; = 0; x=l,89. Откуда

-t;, = f2/1.89 = 0,53f2.

Остаточный заряд <2гг неосновных носителей ведет к протеканию динамического обратного тока Д,, при спадании которого возникают перенапряжения с выделением дополнительной энергии в структуре СПП. Необходимость ограничения Q„ возникает главным образом при использовании СПП на повышенных частотах, а также при «жесткой» коммутации с большим dijdt. Эффективным методом уменьшения остаточного заряда при сохранении характера коммутации является введение в силовую цепь СПП реактора с насыщающимся магнитопроводом, при этом ток спадает с высокой скоростью до нуля и с такой же скоростью нарастает обратный ток до /„ (тока намагничивания магнитопровода), потом ток медленно нарастает в течение времени /„ до Г/.. тока перемаг-ничивания (образуется «ступенька» тока), а затем нарастает также в обратном направлении с прежней скоростью diildt. Поскольку за время г„ произойдет существенное уменьшение накопленного заряда за счет рекомбинации, действующий накопленный заряд <2ггф н обратный ток /,ф будут намного меньше, чем при отсутствии насыщающихся реакторов (см. рис. 5.4 и 5.6).

Значение <2ггф можно определить по формуле

еггф = еггехр -у-/„(лпсх. 174 • -

VV1 ! I

Рис. 5.6. Обратный ток тиристора при наличии насыщающегося реактора в цепи тока

где Q„-остаточный заряд для данных dildt и (по каталогу); t-время восстановления (по каталогу); „- длительность ступени;

- ток ступени реактора (среднее значение).

Значения обратного тока /„ф и г„ф определяются выражениями

где /„ф=2е„ф/1,89т; т = 0,53г2;

h-t„-ti; h=l„l{dijdt)-

Расчет параметров элементов устройств ограничения коммутационных перенапряжений, создаваемых СПП. На рис. 5.7 приведена эквивалентная схема для расчета перенапряжений, возникающих при коммутации вентилей, и выбора параметров ограничительных устройств. Схема моделирует электромагнитные процессы в вентильном плече преобразовательной установки на интервале от перехода тока вентиля через нуль до прекращения динамического обратного тока.

На рис. 5.7 источник напряжения воспроизводит коммутирующее напряжение силовой схемы преобразователя на интервале протекания динамического обратного тока вентиля. Поскольку время протекания обратного тока имеет порядок 10~ -10" с, можно принять, что коммутирующее напряжение

-/vww.

Рис. 5.7. Схема замещения для электромагнитных процессов при выключении тиристора

на данном интервале не изменяется, и представить его источником постоянного напряжения U. В большинстве случаев следует принимать

поскольку имеется вероятность работы установки в режиме коммутации при максимуме питающего напряжения [/„а.

Для нерегулируемых выпрямителей переменного напряжения С/ определяется как

где Y-угол коммутаций при максимальном токе (в том числе и. при всех возможных аварийных процессах).

Индуктивность L представляет собой сумму индуктивностей контура коммутации:

где -индуктивность одной фазы питающей сети; L.- индуктивность рассеяния силового трансформатора; -индуктивность дополнительных реакторов (все индуктивности отнесены к стороне преобразователя); 1,д-индуктивность делителей тока; R-сопротивление.

На рис. 5.7 введенные обозначения соответствуют: С-емкость устройства ограничения перенапряжений; ИТ-источник тока, спадающего по экспоненциальному закону, воспроизводящий протекание обратного тока СПП.

г„=/„ехр

(-0-

где Tj-постоянная времени, характеризующая скорость спада /;,; t=0 при t-t2.

Отметим, что S1-S4 (рис. 5.7)-:идеальные кгпочи, действием которых воспроизводятся режимы работы СПП при коммутации.

Режим коммутации СПП воспроизводится следующим образом: 176