Thiết kế nguồn cấp điện cho động cơ một chiều kích từ độc lập, chương 4 doc

Chng 4: Tính chọn van và bảo vệ van 1. Tính chọn van Van là 1 thiết bị rất quan trọng trong mạch lực .Trong quá trình làm việc,van rất nhạy với sự thay đổi của nhiệt độ,điện áp và dòng điện 2 thông số để chọn van là điện áp và dòng điện Điện áp ng-ợc lớn nhất đặt trên van: VUU ng 9,756309.6.6 2max Chọn U ngmax = 757(V) Điện áp ng-ợc mà van chịu đ-ợc là: U ngv = k dtU .U ngmax = 1,4.757 = 1000 (V) k dtU : hệ số dự trữ điện áp chọn k dtU = 1,4 -Để cho van bán dẫn làm việc an toàn, nhiệt độ làm việc của van không v-ợt quá trị số cho tr-ớc, vì vậy cần có ph-ơng thức làm mát cho van. Có 3 ph-ơng pháp làm mát là: + làm mát bằng gió tự nhiên - Khi van bán dẫn đ-ợc làm mắc vào cánh toả nhiệt bằng đồng hay bằng nhôm, nhiệt độ của van đ-ợc toả ra môi tr-ờng xung quanh nhờ bề mặt của cánh toả nhiệt. Sự toả nhiệt nh- trên là nhờ vào sự chênh lệch giữa cách tản nhiệt với môi tr-ờng xung quanh khi cách tản nhiệt nóng lên, nhiệt độ xung quanh cánh tản nhiệt tăng lên làm cho tốc độ ra không khí bị chậm lại với những lí do vì hạn chế của tốc độ dẫn nhiệt khi van bán dẫn đ-ợc làm mát bằng cánh toả nhiệt mà chỉ nên cho van làm việc với dòng điện I lv = 25% i đm + Làm mát bằng thông gió c-ỡng bức - - Khi có quạt đối l-u không khí thổi dọc theo khe của cánh tản nhiệt nhiệt độ xung quanh cánh tản nhiệt thấp hơn tốc độ dẫn nhiệt ra môi tr-ờng tốt hơn, hiệu suất cao hơn. Do đó cho van làm việc với dòng điện - I lv = 35%i đm + Làm mát bằng n-ớc: - - Khi làm mát bằng n-ớc hiệu suất trao đổi nhiệt tốt hơn, cho phép làm việc với dòng điện I lv = 90% i đm . Quá trình làm mát bằng n-ớc phải đảm bảo xử lý n-ớc không dẫn điện. Bằng cách khử ion trong n-ớc hoặc giảm độ dẫn điện của n-ớc ( tăng điện trở n-ớc) theo nguyên tắc chiều dài hay giảm tiết diện đ-ờng cong ống dẫn n-ớc ta có thể coi độ dẫn điện của n-ớc không đáng kể. *Ta chọn chế độ làm mát bằng thông gió tự nhiên. Trong chế độ này thì I lv = 25% i đm trong đó: A I I d lv 33,73 3 220 3 do đó I đmv = I lv .4 = 73,33.4 = 293,32 (A) vì vậy ta phải chọn van chịu đ-ợc dòng điện là: I đmv = k đtI .4 = 1,4.293,32 = 410,65 (A) Từ các thông số tính toán ở trên ta chọn đ-ợc 3 Tiristor loại T 500-10 có các thông số U max = 1000 V I đm = 500 A I gm = 400 mA U gm = 8 V U v =1V dU/dt =100V/ s di/dt = 20 A/ s T off =120s 2. Tính bảo vệ van Bảo vệ dòng điện cho van + Aptomat dùng để đóng cắt mạch động lực, tự động bảo vệ khi quá tải và ngắt mạch Tiristor, ngắn mạch đầu ra bộ biến đổi, ngắn mạch thứ cấp máy biến áp, ngắn mạch đầu ra ở bộ nghịch l-u + Chọn Aptomat có: I đm = 1,1.I 1 = 1,1.253 = 278,3 (A) + Chỉnh định dòng ngắn mạch I nm = 2,5.I 1 = 2,5.253 = 632,5 (A) + Dòng quá tải: I qt = 1,5.I 1 = 1,5.253 = 397,5 (A) Bảo vệ quá điện áp cho van Tiristor cũng rất nhạy cảm với điện áp quá lớn so với điện áp định mức, ta gọi là quá điện áp *Ng-ời ta chia làm 2 loại nguyên nhân gây ra quá điện áp: - Nguyên nhân nội tại: Đó là sự tích tụ điện tích trong các lớp bán dẫn. Khi khoá tiristor bằng điện áp ng-ợc, các điện tích nói trên đổi ng-ợc lại hàng trình tạo ra dòng điện trong khoảng thời gian rất ngắn. Sự biến thiên nhanh chóng của dòng điện ng-ợc gây ra sức điện động cảm ứng rất lớn trong các điện cảm. Do vậy giữa anot và catot của tiristor xuất hiện quá điện áp. - Nguyên nhân bên ngoài: Những nguyên nhân này th-ờng xảy ra ngẫu nhiên nh- khi cắt không tải một máy biến áp trên đ-ờng dây, khi có sấm sét Để bảo vệ quá điện áp , ng-ời ta th-ờng dùng mạch RC nh- hình vẽ Mạch RC đấu song song với Tiristor nhằm bảo vệ quá điện áp do tích tụ điện tích khi chuyển mạch gây nên. Mạch RC đấu giữa các pha thứ cấp MBA là để bảo vệ quá điện áp do cắt không tải MBA gây nên * Các b-ớc tính toán - Xác định hệ số quá điện áp theo công thức: im pim Ub U k . . - Xác định các thông số trung gian: C * min (k) , R * max (k), R * min (k) - Tính di/dt max khi chuyển mạch - Xác định điện l-ợng tích tụ Q= f(di/dt), sử dụng các đ-ờng cong tra trong sổ tay tra cứu - Tính các thông số trung gian C = C * min im U Q 2 R * min Q im 2 LU R R * max Q im 2 LU Trong đó L là điện cảm của mạch RLC Trong m¹ch b¶o vÖ qu¸ ®iÖn ¸p ta chän R=80 C=0,25F . A I I d lv 33,73 3 220 3 do đó I đmv = I lv .4 = 73,33 .4 = 293,32 (A) vì vậy ta phải chọn van chịu đ-ợc dòng điện là: I đmv = k đtI .4 = 1 ,4. 293,32 = 41 0,65 (A) Từ các thông số tính toán ở trên ta chọn. (A) Bảo vệ quá điện áp cho van Tiristor cũng rất nhạy cảm với điện áp quá lớn so với điện áp định mức, ta gọi là quá điện áp *Ng-ời ta chia làm 2 loại nguyên nhân gây ra quá điện áp: - Nguyên. dẫn điện. Bằng cách khử ion trong n-ớc hoặc giảm độ dẫn điện của n-ớc ( tăng điện trở n-ớc) theo nguyên tắc chiều dài hay giảm tiết diện đ-ờng cong ống dẫn n-ớc ta có thể coi độ dẫn điện