www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Конструирование преобразователей, силовые полупроводниковые приборы 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 [ 17 ] 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

постоянное напряжение от 160 до 1600 В и переменное напряжение от 160 до 350 В при частоте 50 Гц. Начат также выпуск конденсаторов из металлизированной поли,этилентерефталатной пленки емкостью от 0,0068 до 1,5 мкФ на постоянное напряжение от 100 до 1000 В и переменное напряжение от 63 до 250 В при частоте 50 Гц.

Электролитические конденсаторы очень широко применяются в силовых полупроводниковых преобразователях. Они используются для сглаживания выпрямленного тока как в силовой части, так и в узлах питания цепей управления преобразователей. От обычных конденсаторов алюминиевые электролитические конденсаторы отличаются тем, что катодом у них является не металлический электрод-обкладка, а электропроводящий электролит. Анодом служит алюминиевая фольга с изоляционным слоем оксида алюминия AI2O3. Катодная фольга выполняет только функцию токоподвода большой площади к электролиту. Обе фольги отделены друг от друга специальной бумагой с большой пористостью, которая служит резервуаром для электролита и препятствует короткому замыканию между анодом и катодом. Электролитические конденсаторы (кроме специальных пусковых конденсаторов) должны подключаться только на постоянное напряжение правильной полярности. Неправильная полярность подключения приводит к выделению газа в конденсаторе, что может вызвать его взрыв. Этот же эффект существенно ограничивает превышение допустимого напряжения при правильной полярности. При работе конденсатора под напряжением через него протекает небольшой ток утечки.

Обычные электролитические конденсаторы могут нагружаться напряжением с переменной составляющей. При этом отрицательное напряжение ни в коем случае не должно принимать значений более 2 В.

Максимальные значения переменной составляющей напряжения ограничиваются допустимыми значениями переменного тока через конденсатор. Эти значения в зависимости от напряжения и емкости конденсаторов для наиболее распространенных значений емкости приведены в табл. 16 (в соответствии с чехословацким стандартом CSN35 8350). Эти значения справедливы для окружающей температуры до 40 deg; С. При более высоких температурах (которые часто возникают внутри преобразователя) допустимые значения переменного тока через конденсатор по табл. 16 должны уменьшаться до 90Уо при 50 deg; С, до 60% при 60 deg; С и до 20% при 70 deg; С.

Температурная зависимость емкости электролитических

Табпица 16. Максимальные значении переменной составляющей,тока электролитических конденсаторов согласно чехословацкому стандарту CSN358350

Номинальная

Частота,

Переменная составляющая В. Температура

тока, мА, при номинальном напряжении, окружающего воздуха до 40 С.

емкость.

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1100

1400

1700

1800

1000

1100

1300

1500

1800

1900

1900

1000

1100

1700

2000

2300

1000

1300

2000

2300

2500

конденсаторов (типичная кривая) показана на рис. 60.

Тангенс угла диэлектрических потерь tg5 электролитических конденсаторов также очень сильно зависит от температуры и от частоты приложенного переменного напряжения.

- Срок службы электролитических конденсаторов, как показывает опыт, уменьшается наполовину при увеличении рабочей температуры на 7-10 deg; С. Например, если срок службы конденсаторов при температуре 43 deg; С составляет 64000 ч, то при температуре 50 deg; С он равен 32000 ч, а при температуре 78 deg; С уже только 20Q0 ч (согласно каталогу предприятия Tesla, г. Ланшкроун).

При длительном хранении электролитических конденсаторов разрушается оксидный диэлектрический слой, в результате чего резко увеличивается ток утечки. Через несколько минут после включения этот ток уменьшается до допустимого значения. Повышенный ток утечки при включении конденсаторов, находившихся без напряжения более 30 сут, может вызвать сгорание защитной плавкой вставки или повреждение полупроводниковых элементов. Рекомендуется перед включением произвести



формовку (поляризацию)

электролитических конденсаторов через ограничительное сопротивление.

При выборе типа электролитического конденсатора необходимо учитывать следующие соображения. Конденсаторы должны иметь как минимум такую же климатическую стойкость, как и весь преобразователь. Выбор номи-


Рис. 60. Типичная зависимость емкости электролитического конденсатора от температуры

нальнои емкости нужно производить с учетом возможных ее изменений, указанных в соответствующей документации. Чтобы конденсаторы не перегревались и перегрев не снижал их срока службы, их надо размещать в наименее нагретых местах. Крупные конденсаторы предпочтительно устанавливать вертикально.

Электролитические конденсаторы снабжаются предохранительной пробкой с торцевой стороны. При размещении конденсаторов в блоках необходимо следить за тем, чтобы эти пробки не были зажаты. Оболочки блоков должны иметь отверстия диаметром 10-15 мм, совпадающие с расположением предохранительных пробок конденсаторов.

Допустимые механические нагрузки на проволочные выводы конденсаторов (согласно чехословацкому стандарту CSN35 8350) указаны в табл. 17.

Более толстые выводы должны выдерживать натяжение не менее 20 И.

В сглаживающих конденсаторных батареях чаще всего используются электролитические конденсаторы типа ТС589 предприятия Tesla (г. Ланшкроун) емкостью 500 мкФ и номинальным напряжением постоянного тока 300 В. При более высоком рабочем напряжении группы конденсаторов соединяются последовательно. Необходимо следить за тем, чтобы не было превышено допустимое значение переменной составля-

Таблица 17. Допустимое усилие натяжения проволочных выводов электролитических конденсаторов согласно чехословацкому стандарту CSN358350

Сечение вывода, мм

Диаметр вывода, мм

Допустимое натяжение, И

До 0,07 От 0,07 до 0,2 От 0,2 до 0,5 Свыше 0,5

До 0,3

От 0,3 до 0,5 От 0,5 до 0,8 Свыше 0,8

2,5 5

10 20

ющей тока, указанное в табл. 16. В сглаживающих цепях используются также конденсаторы WK70582 и WK70583 емкостью 400 мкФ.

Для малых напряжений предназначены танталовые каплеобразные конденсаторы ТЕ121-ТЕ 125 с номинальной емкостью от 0,22 до 47 мкФ и номинальным напряжением от 6,3 до 40 В. В последнее время появились алюминиевые электролитические конденсаторы с протравленными электродами емкостью от 2,2 до 220 мкФ на номинальное напряжение от 6,3 до 160 В.

Слюдяные конденсаторы используются в цепях управления, а также как эталонные конденсаторы в испытательных устройствах. Миниатюрные слюдяные конденсаторы выпускаются в ЧССР на постоянное напряжение от 63 до 300 В емкостью от 18 до 1000 пФ. Запрессованные слюдяные конденсаторы выпускаются на постоянное напряжение от 500 до 1000 В емкостью от 4,7 до 10 000 пФ.

Керамические конденсаторы также используются в цепях управления и испытательных устройствах. Они имеют малые габариты, надежны и устойчивы к внешним воздействиям, выпускаются предприятием Tesla (г. Градец Кралове, ЧССР) емкостью от десятых долей пикофарады до 150 пФ. Они имеют плоскую, дисковую трубчатую и проходную конструкцию. Номинальное и постоянное напряжение этих конденсаторов составляет 12-1000 В. Малые плоские и дисковые конденсаторы имеют поверхностную изоляцию, которая защищает их от влияния окружающей среды.

Конденсаторы для защиты от помех имеют обычно проволочные выводы или выполняются проходной конструкции, в связ! raquo; с развитием силовой электроники их номенклатура расширяется, позволяя обеспечить защиту радиосвязи от помех.

3.3.1. Конденсаторные батареи в силовых цепях преобразователей. Конденсаторные батареи состоят из отдельных конденсаторов, соединенных параллельно и, в случае необходимости, последовательно. Конструктивно они объединяются в компактный модуль. Пример конструкции коммутирующей конденсаторной батареи с конденсаторами типа MP показан на рис. 61. Отдельные конденсаторы имеют полихлорвиниловую изоляцию из термоусадочной трубки и установлены в ящике из листового металла с перфорированным дном. Конденсаторная батарея, показанная на рис. 61, состоит из 20 конденсаторов, разделенных на 2 группы по 10 конденсаторов. Группы конденсаторов соединены последовательно. Каждая группа имеет собственное разрядное сопротивление, которое состоит из двух параллельно соединенных резисторов по 4,7 кОм.

В унифицированной блочно-модульной системе UKOS (см. гл. 5) с подвесными панелями конденсаторная батарея имеет





Рис. 61. Пример конструкции батареи конденсаторов

конструктивное решение, показанное на рис. 62. Два ящика 7, содержащие по 10 конденсаторов, установленных в два ряда, укреплены на двух вертикальных планках 2 (65 х 360 мм). На ящиках установлены разрядные резисторы 3. Выводы подходят к блоку зажимов 4.

В соответствии с чехословацким стандартом CSN35 8204 разрядные резисторы должны выбираться так, чтобы время разряда до напряжения 50 В от напряжения 660 В было меньше 1 мин, а от напряжения более 660 В меньше 5 мин.

3.4. ЦЕПИ ЗАЩИТЫ

В силовых полупроводниковых преобразователях необходимо обеспечить защиту полупроводниковых приборов главным образом от перегрузок, коротких замыканий и перенапряжений. Кроме того, преобразователь как целое следует защищать со стороны сети, а иногда и со стороны выхода. Защитное устройство защищает машины, приборы и электрические соединения, которые включены последовательно с этим устройством, причем защитное устройство располагается Между источником питания и местом повреждения или короткого замыкания, а защищаемые устройства - за этим местом. Следовательно, защитное устройство должно отключать защищаемое устройство от источника питания.

Рис. 62. Батарея конденсаторов, смонтированная на двух подвижных панелях 65 х X 360 мм унифицированной системы UKOS


Для защиты преобразователя как целого используются обычные устройства защиты от токовых перегрузок, коротких замыканий и перенапряжений. Выбор типа и расчет входных (сетевых) защитных устройств зависит от параметров сети в месте подключения преобразователя и от требований, которые предъявляются к защитному устройству со стороны преобразователя.

Главными параметрами, по которым выбирается защитное устройство, являются: ток короткого замыкания сети, перенапряжения, номинальный ток преобразователя, кратность допустимых перегрузок, броски тока включения, допустимое падение напряжения.

Защита от токовых перегрузок и коротких замыканий обеспечивается автоматическими выключателями, контакторами с токовыми реле, а также плавкими предохранителями.

Более подробтюэти устройства и их применение рассмотрены в sect; 3.6.

3.4.1. Защита полупроводниковых приборов от токовых перегрузок и коротких замыканий. Под токовыми перегрузками понимается такая нагрузка полупроводникового прибора протекающим током, которая вызывает при данном охлаждении недопустимый перегрев и изменение параметров прибора свыше допустимых пределов и, следовательно, может явитьсяпричиной выхода прибора из строя. От короткого замыкания токовая перегрузка отличается значением тока, скоростью его нараста-



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 [ 17 ] 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37