Полупроводниковые преобразователи энергии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Контрольная работа

по дисциплине

«Полупроводниковые преобразователи энергии»

Екатеринбург

2015

1. Описать основные свойства, харaктeристики, конструктивные особенности тиристора. Вариант задания взять из табл.1. Основные свойства тиристоров, их характеристики, конструктивные особенности изложены в различных справочниках по полупроводниковым приборам

Тиристор ТС171-250.

Тиристор симметричный низкочастотный штыревого исполнения с однополярным управлением. Предназначен для работы в преобразовательных устройствах, в цепях постоянного и переменного тока различных силовых установок. Является переключающим полупроводниковым прибором, пропускающим ток в одном направлении. Выпускается в металлокерамическом корпусе с гибким выводом. Совмещает в себе функции выпрямителя, выключателя и усилителя. Основание симистора является анодом, гибкий вывод - катодом.

Включается положительным сигналом тока управления при напряжении на аноде любой полярности (±UD). Собирают с охладителями при помощи резьбового соединения.

Расшифровка обозначения симистора.

Электрические параметры:

Импульсное напряжение в открытом состоянии при максимальном действующем токе в открытом состоянии Iос. д. макс, t имп = 10 мс, не более..........................................................................................................1,35 В;

Пороговое напряжение при Тп = +110 °С, не более......................0,81 В;

Отпирающее постоянное напряжение управления при:

Uзс = 12 В, Тп = -60 °С, Iу от = 0,8 А, не более.................................8,5 В;

Uзс = 12 В, Тп = +25 °С, Iу от = 0,4 А, не более....................................5 В;

Uзс = 12 В, Тп = +110 °С, Iу от = 0,25 А, не более.............................3,5 В;

Неотпирающее постоянное напряжение управления при Uзс и = 0,67 Uзс п, Ry = 10 Ом, Тп = +110 °С, не менее...................................................0,3 В;

Повторяющийся импульсный ток в закрытом состоянии при Uзс и = Uзс п, Ry = ?, Тп = +110 °С, не более..........................................................15 мА;

Ток удержания при Uиз = 12 В, Ry = ?, не более............................0,2 А;

Ток включения при Uзс = 12 В, Iу и = 2 А, dly/dt = 2 А/мкс, t y = 50 мкс, не более......................................................................................................0,5 А;

Отпирающий постоянный ток управления при Uзс = 12 В, не более:

Тп = -60 °С.............................................................................................0,8 А;

Тп = +25 °С.............................................................................................0,4 А;

Тп = +110 °С.........................................................................................0,25 А;

Неотпирающий постоянный ток управления при Uзс и = 0,67 Uзс п, Ry = 10 Ом, Тп = +110 °С, не менее.....................................................................5 мА;

Время включения при Uзс и = 100 В, Iос и = Iос. д. макс, Iу и = 1 А, dly/dt = 1 А/мкс, t y = 50 мкс, не более........................................................20 мкс;

Время задержки при Uзс и = 100 В, Iос и = Iос. д. макс, Iу и = 1 А, dly/dt = 1 А/мкс, t y = 50 мкс, не более..................................................................10 мкс;

Время обратного восстановления при Uобр и = 100 В, Iос и = Iос. д. макс, (dl ос/dt)сп = 1 А/мкс, t и = 0,5 мс, Тп = +110 °С, не более.............20 мкс;

Заряд обратного восстановления при Uобр и = 100 В, Iос и = Iос. д. макс, (dl ос/dt)сп = 1 А/мкс, t и = 0,5 мс, Тп = +110 °С, не более..........60 мкКл;

Динамическое сопротивление в открытом состоянии при Тп = +110 °С, не более......................................................................................................1,48 мОм;

Тепловое сопротивление переход-корпус, не более.................0,15 °С/Вт.

Предельные эксплуатационные данные:

Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии

Uзс. п.............................................................................................200-1200 В;

Неповторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии

Uзс. н..............................................................................................1,12Uзс. п;

Рабочее импульсное напряжение в закрытом состоянии

Uзс. р................................................................................................0,8Uзс. п;

Максимально допустимое постоянное импульсное напряжение в закрытом состоянии Uзс. п. макс....................................................0,75Uзс. и;

Критическая скорость нарастания коммутационного напряжения (dUзс/dt)кр. при Uзс. и = 0,67Uзс. п, Iос и = Iос. д. макс, t и = 5 мс, dl ос/dt = 0,1 А/мкс, Uу. и = 20 В, t у. нр = 1 мкс, t у = 50 мкс, Ry = 5 Ом, Тп = +110 °С:

группа 3...........................................................................................6,3 В/мкс;

группа 4............................................................................................10 В/мкс;

группа 5............................................................................................16 В/мкс;

группа 6............................................................................................25 В/мкс;

группа 7............................................................................................50 В/мкс;

Максимально допустимый действующий ток в открытом состоянии Iос. д. макс. при f = 50 Гц, в =180°, Тк = +70 °С................................................250 А;

Ударный неповторяющийся ток в открытом состоянии ) Iос. уд. нп. при Uобр = 0 В, t и = 10 мс, Тп = +110 °С..................................................2400 А;

Критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии при Uзс. и = 0,67Uзс. п, Iос и = 2Iос. д. макс, f = 1...5 Гц, Uу. и = 20 В, t у. нр = 1 мкс, t у = 50 мкс, Ry = 5 Ом, Тп = +110 °С......................................................16 А/мкс;

Минимально допустимый импульсный ток управления...............0,25 А;

Максимально допустимый импульсный ток управления..................12 А;

Температура перехода Тп...............................................................+ 110 °С;

Температура корпуса................................................................-60...+70 °С;

Габаритные размеры:

2. Ответьте на два вопроса из приведенного списка. При ответах на вопросы 2.1-2.22 используйте литературу [2, 3, 5, 10, 11], при ответах на вопросы 2.23-2.36 используйте литературу[4,6,12]

Инверторный режим в трехфазном мостовом тиристорном преобразователе. В каком диапазоне угла регулирования б возникает инверторный режим

Для управления коллекторными двигателями постоянного тока используются главным образом непосредственные тиристорные преобразователи переменного тока в постоянный, которые могут работать как в выпрямительном, так и в инверторном режимах. В первом случае энергия подводится к двигателю от сети, а во, втором -- энергия, которую отдает двигатель, работающий в тормозном режиме, передается в сеть.

В зависимости от числа фаз переменного напряжения, которое подводится к вентилям, различают одно-, трех- и шестифазные схемы. В многофазных схемах вентили объединяются вместе либо катодами, либо анодами и образуют соответственно катодную или анодную вентильные группы. тиристор преобразователь напряжение ток

Схемы делятся на простые и сложные. Сложные состоят из нескольких простых, соединенных последовательно или параллельно.

Простыми схемами являются схема с нулевым выводом и мостовая схема.

В мостовых схемах имеются катодная и анодная группы вентилей. Нагрузка подключается между общими точками вентильных групп. Ток в каждой обмотке трансформатора дважды меняет направление в течение периода напряжения сети, и поэтому мостовые схемы относят к двухтактным.

Мостовые схемы, у которых одна вентильная группа выполнена на тиристорах, а вторая -- на диодах, называются несимметричными, полууправляемыми или схемами с неполным числом управляемых вентилей. Мостовые схемы, содержащие только управляемые вентили (тиристоры), называются симметричными, полностью управляемыми или просто мостовыми.

Работая в выпрямительном режиме, преобразователь передает двигателю энергию из сети. При этом ток преобразователя и его средняя ЭДС совпадают по направлению. Для торможения привода и ускорения переходных процессов часто используется инверторный режим, при котором постоянный ток якоря преобразовывается в переменный ток с частотой сети и в сеть передаётся кинетическая энергия движущихся масс, энергия, запасенная в индуктивностях, или мощность, поступающая на вал двигателя от производственного механизма. В инверторном режиме ток и средняя ЭДС преобразователя направлены встречно. Источником тока в режиме инвертирования является э. д. с. нагрузки (машины постоянного тока, индуктивности), которая должна превышать напряжение инвертора. Поскольку вентильные свойства тиристоров не позволяют изменить направление тока преобразователя, то для инвертирования необходимо изменить направление Ed.

В инверторном режиме ток может быть как непрерывным, так и прерывистым.

В состав мостового преобразователя (рис. 19) входят две группы вентилей -- катодная IASI, IAS3, FS5 и анодная VS2, У54, У56, трансформатор или m токоограничивающих реакторов LR1, LR2, LR3 и система импульсно-фазового управления (на рис. 19 не показана).

Перевод тиристорного преобразователя из выпрямительного режима в инверторный достигается изменением полярности э. д. с. нагрузки и увеличением угла б выше р/2 при индуктивной нагрузке.

3. Постройте временные диаграммы напряжений и токов тиристорного преобразователя в режиме непрерывного тока (угол регулирования а=70, угол коммyтaции г=30, схема выпрямления - мостовая).

Размещено на Allbest.ru