Параллельное включение тиристоров и диодов

В некоторых устройствах потребляемый ток настолько велик, что номинальных параметров полупроводниковых приборов не хватает (например, электродуговые печи, двигатели постоянного тока большой мощности). Для решения этой проблемы может существовать несколько решений:

  • Усложнение системы охлаждения (вместо воздушного применяют жидкостное). Это вызывает добавление различных механизмов и систем и является не лучшим решением.
  • Использование нескольких преобразовательных устройств при параллельной их работе.
  • Параллельная работа нескольких полупроводниковых приборов.

В этой статье мы рассмотрим третий вариант на примере тиристоров и диодов. Итак, для того чтобы уменьшить ток, проходящий через один тиристор, к нему параллельно подключают еще один. Схема ниже:

Параллельное включение тиристоров

Известно, что каждый тиристор имеет вольт – амперную характеристику и не всегда эти характеристики одинаковы. Пример вольт – амперных характеристик показан ниже:

Вольт-амперная характеристика при параллельном включении

Из этой характеристики видно, что при одном и том же напряжении токи тиристоров будут разных, а именно ток тиристора 1 будет больше чем 2.

Но самое отрицательное влияние разниц этих характеристик будет происходить при динамических режимах. При открытии тиристора (диода) имеющего наименьшее время включения весь ток цепи пройдет через него, что может повлечь за собой выход из строя устройства. Во избежание таких ситуаций применяют специальные устройства, а именно индуктивные делители тока. Они обеспечивают равномерное распределение нагрузки между вентилями.

Ниже приведены основные схемы включения индуктивных делителей:

Основные схемы включения индуктивных делителей

Основным определителем эффективности делителей является в основном сечение магнитопровода. Рассчитывается оно по следующей формуле (кв.м.):

Расчет сечения магнитопровода индуктивного делителя

где ΔUFM – разбалансировка прямого напряжения (напряжения в открытом состоянии), В;
В0 – остаточная индукция в стали магнитопровода, Тл;
В1 – индукция, Тл, которая  соответствует  напряженности Н1;
ΔI – допустимая разбалансировка тока в параллельных ветвях (принимается  в средних значениях), А;
lµ — средняя длина магнитной линии стали магнитопровода, м;
f – частота токовых  импульсов, Гц;
m – скважность токовых импульсов;
w – число витков токоведущих проводов.

Значение Н1 находится по кривой  намагничивания. Для этого необходимо взять точку в начальной области насыщения. Минимальная длина магнитного пути:

минимальная длина магнитного пути

Минимальные габариты делителей достигаются следующим образом:

  • Осуществляют подбор приборов по минимальному разбросу прямого напряжения;
  • Уменьшают длину средней магнитной линии;
  • Увеличивают число рабочих витков;
  • Увеличивают допустимую разбалансировку токов ;
  • Увеличивают отношение 1;

Зачастую применяют одновитковые делители, так как они удобнее с точки конструктивного исполнения. Магнитопровод с пропущенным в его окно токоведущими шинами заливают эпоксидным компаундом, но при этом оставляют не изолированные концы для подключения делителя в схему.

При расчете индуктивных делителей следует учитывать возможный разброс по времени включения каких – то устройств. При числе параллельных устройств менее шести целесообразней всего применять схему «замкнутая цепь» (см. рис. выше а)). А если число приборов больше шести, то схемы б) и в) (см. рис. выше).

Можем сделать вывод, что параллельное соединение вентилей требует установку дополнительного оборудования. Поэтому нужно провести экономические и технические расчеты, для того, чтобы убедится стоит ли использовать параллельное включение полупроводников.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Подтвердите, что Вы не бот — выберите человечка с поднятой рукой: