Рис. 5.16. Схема замещения для преобразовательной установки рис. 5.15

AKVS1

VS4/

потенциал, связан с анодом VS4 через отпертый VS3 и цепь Cg, i?6, а также через цепь С5, и отпертый VS2, VS4 шунтирован цепью R, Q. Цепи питания отсечены индук-тивностями Lj,, L, а цепь нагрузки-индуктивностью L. На рис. 5.17 в эквивалентной схеме С5 и Cg заменены равноценной емкостью С + С, а сопротивление представлено как RRi/iRs + Ri)- Рассматривая цепь эквивалентной схемы как емкостно-омический делитель напряжения, получаем

I Иак I VS4 = 0,671 Мак I vsi

=0,67

Пример 5.6. Произведем перерасчет параметров /?с-контуров для ограничения значений du/Jdt. Полученная в примере (5.5) скорость нарастания напряжения на запирающемся тиристоре составит, если ее усреднить на интервале 0,25 мкс, 2440 В/мкс, и соответственно на запертом тиристоре схемы 2440-0,67=1630 В/мкс. Поскольку тиристоры имеют й?м/Л„и 1000 В/мкс, значение Au/At должно быть ограничено. Используя программу для ЭВМ, основанную на формуле (5.10), произведем расчет кривых восстанавливающегося напряжения для различных значений R и С демпфирующего контура.

Результаты расчетов приведены в табл. 5.1. Из табл. 5.2 следует, что при сопротивлении 10 Ом и емкости 0,5 мкФ на тиристоре противолежащего плеча будем иметь всплеск напряжения от О до 400 В при Au/At = 685 В/мкс, а при сопротивлении 20 Ом и конденсаторе 0,5 мкФ [/ак = 470 В и Лы/Лг=820 В/мкс {\duJdt\vs4 = 0,61\duA/dt\ysi = 550 B/MKc).

Уменьшерше сопротивления приводит к снижению напряжения и скорости его нарастания.

Нижний предел сопротивления обусловлен необходимостью сохранения апериодического режима. Переход к периодическому режиму в данном случае нежелателен. Во-первых, возрастает амплитуда напряжения. Во-вторых, слабозатухающие колебания напряжения, накладываясь на основные напряжения, могут нарушать работу преобразователя.

Таблица 5.2. Зависимость £/ак и йи/,к1Л от параметров С ч R демпфирующего контура

5.4. ОГРАНИЧЕНИЕ СХЕМНЫХ И СЕТЕВЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ, ВОЗДЕЙСТВУЮЩИХ НА СПП

На вентили в силовых схемах преобразовательных устройств воздействуют сетевые и схемные перенапряжения эпизодического и периодического характера.

Сетевые перенапряжения возникают вне связи с рабочим процессом преобразовательной установки. Они обусловлерп»! действием сетевой коммутационной аппаратуры или атмосферных явлений. Специальными исследованиями установлено, что в сетях напряжением 220-380 В имеют место 4-5-кратные перенапряжения, а в сетях более высокого напряжения-до трехкратного значения амплитуды рабочего напряжения. Если

Тмлица 5.3. Пример статистического распределения по значению и вероятности

преобразователь работает на контактную сеть или разветвленную систему электроснабжения, перенапряжения аналогичного характера могут поступить и со стороны нагрузки. Сетевые перенапряжения возникают эпизодически.

Для расчета устройств ограничения сетевых перенапряжений используют представление перенапряжений в виде волн 1,2x50 или 8 x 20, где первая цифра означает длительность в микросекундах фронта волны ti, а вторая-интервал в микросекундах времени tz, за который напряжение спадает до 0,5 начального значения. Принимая экспоненциальный характер спада напряжения, получаем вольтсекундную величину импульса перенапряжения t/„ с постоянной времени т„:

Un tn = E„i ехр (- t/x„) = £„т„, о

где T„f„=l,45 t2 (при 1/2 £„, /2 = 0,69т„).

Ток источника перенапряжения может достигать 10"* А, энергия одного импульса лежит в пределах 10-10"* Дж. Перенапряжения могут возникать как между отдельными . фазами сети (дифференциальные перенапряжения), так и между всеми фазами сети и землей (общие перенапряжения). Статистические данные, отражающие частоту возникновения и уровень перенапряжений в сети 3 х 500 В, приведены в табл. 5.3. Видно, что 4-5-кратные перенапряжения хотя и редки, но все же могут иметь место.

Схемные перенапряжения эпизодического характера связаны с действием коммутационной аппаратуры преобразовательной установки. Крутизна фронта, уровень и длительность перенапряжения зависят от параметров сети и элементов схемы преобразователя и от режима (напряжений и токов в момент замьнсания или размыкания электрических цепей).

Схема типичной преобразовательной установки показана на рис. 5.2. Здесь Е1-ЕЗ эквивалентные источники ЭДС сети;

-эквивалентные индуктивности сети; Е,,-эквивалентный источник перенапряжений; 57 - S3-контакты сетевого выключателя; СТ-силовой трансформатор; S4-S6-контакты выключателя преобразовательной установки; РФ1-РФЗ -

возникновении сетевых перенапряжений

в данном диапазоне при сети 3 х 500 В