Проектирование силовых блоков полупроводникового преобразователя (стр. 3 из 5)
Проверка условия селективности защиты.
Селективность- отключение только поврежденных вентилей без нарушения работы исправных вентилей и преобразователя в целом.
Т.е. за время срабатывания предохранителя поврежденной ветви не должны плавиться предохранители не поврежденных ветвей:
(2.4.1.4) [8.с.108]где
К – коэффициент неравномерности загрузки тиристоров
, [4,с.108] берем К=1,2 
Плавкие предохранители условию селективности удовлетворяют.
2.4.2 Расчет К.З. со стороны постоянного тока
Рис 4. Схема замещения аварийного контура при К.З. со стороны постоянного тока.
Кривую мгновенного тока К.З. со стороны постоянного тока строю по графику
при заданном угле 
[3,с.106,рис.1-130] для 
Рис.5.Мгновенное значение тока в тиристорах при внешнем К.З. со стороны постоянного тока.
Для защиты от внешних К.З. на постоянном токе выбираю автоматический выключатель А3730 на ток 400 А, с собственным временем отключения 13 мс.
Параметры автоматического выключателя А3730.
Таблица 4.
| Параметр | Значение |
| Номинальное напряжение |  |
| Номинальный ток |  |
| Ток уставки |  |
| Время срабатывания |  |
Интеграл полного отключения автоматического выключателя:
,где
- время нарастания тока до тока уставки. (2.4.2.1) 
- время срабатывания выключателя, 
[табл.4];Из рис.5.
AТогда по формуле (2.4.2.1):
Условие защиты вентилей:
Условие селективности:
Следовательно, автоматический выключатель предъявляемым требованиям удовлетворяет.
2.5 Расчет элементов схемы защиты от перенапряжений
2.5.1 Расчет элементов защиты коммутации в VS
Для защиты тиристоров преобразователя от коммутационных перенапряжений, необходимо параллельно каждому тиристору включить R-C цепочку, параметры которой определим по формулам: [8,с.375]
Рис.6. Включение R-С цепей для защиты VS от перенапряжений.
(2.5.1.1) [8,с.375] 
=300Кл [3,с.174], где 
-заряд переключения тиристора Т2-320 
-амплитуда рабочего напряжение на вентиле 
По формуле (2.5.1.1)
По каталожным данным выбираю конденсатор типа К42-4, с номинальным напряжением Uн=300 (В) и С=0.5мкФ [7,с.221]
Величину сопротивления определим из соотношения:
(2.5.1.2) [8,с.375]где L- индуктивность обмотки трансформатора
,где
-угловая частота питающей сетиL=0.07 (мГн)
По формуле (2.5.1.2):
Мощность рассеиваемая резистором определим по формуле:
(2.5.1.3) 
выбираем резистор типа ОМЛТ, номинальная мощность Pн=0.125(Вт), сопротивление которого Rн=12(Ом) [7,с.17]
2.5.2 Расчет элементов защиты от коммутации в нагрузке
Защиту от перенапряжений в нагрузке осуществим включением в цепь выпрямленного тока параллельного тиристора.
Выбор и расчет тиристора производим по методике, приведенной в [2,с.40]
Среднее значение тока тиристора определим по формуле:
, (2.5.2.1)где
- угол регулирования;Максимум тока
будет при равенстве нулю производной 
т.е.
Данное уравнение решим графически:
1- зависимость
;2- зависимость
; 
Из рисунка видно, что
максимален при 
=1.3 рад.[74.4 эл.град]В этом случае величина максимального тока тиристора определима по формуле (2.5.2.1):
Максимальное обратное напряжение на тиристоре с учетом перегрузки:
, (2.5.2.2)где
- кратность кратковременной перегрузки, [табл.1]В качестве нулевого диода можно использовать 2Д203А [3,с.84],
,и 
.Т. к. нагрузка якорь двигателя, нужно поставить параллельно ему сглаживающий дроссель.
Выбираем дроссель марки СРОСЗ-6300УХЛ 4 с номинальным током 6300А и индуктивностью L=0.252мГн.
2.5.3 Согласование перегрузочных характеристик выпрямителя и элементов защиты
Построим время-токовые характеристики для тиристора Т2 – 320 и предохранителя ПНБ5.
Зависимость I(t) для плавкой вставки предохранителя ПНБ5 на
приведена в справочной литературе [9, с.13, рис.1-8], для тиристора Т2–320 по графику Iос уд (t) [3, c. 121]Здесь Iос уд – ударный неповторяющийся ток тиристора в открытом состоянии.
Характеристика предохранителя ПНБ5 имеет вид:
, автоматического выключателя А3740: 
Максимальное значение допустимого тока в установившемся режиме:
Определим амплитуду тока тиристора:
(2.5.3.1) [1, с. 19] 
Амплитуда тока кратковременной перегрузки:
(2.5.3.2) 
Амплитуда тока длительной перегрузки:
, (2.5.3.3) 
Рис.7 Согласование перегрузочных характеристик.
На рис.7 показаны:
1) Перегрузочная кривая тиристора.
2) Характеристика плавких предохранителей
3) Характеристика автомата со стороны постоянного тока.
4) Рабочая характеристика преобразователя.
3. Расчет характеристик выпрямителя
3.1 Расчет внешних характеристик