Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Проектирование вторичных источников питания. Проектирование ВИП с выходом на постоянном токе: Учебное пособие

Голосов: 8

Излагаются методики расчета вторичных источников питания с выходом на постоянном токе: выпрямителей, стабилизаторов с непрерывным и импульсным регулированием, трансформаторных конверторов. Приводятся методики расчета сглаживающих фильтров, выбора средств защиты ВИП от сверхтоков и перенапряжений. Учебное пособие предназначено для студентов специальностей 2103, 2101, обучающихся как по очной, так и по очно-дистантной, вечерней и заочной формам обучения.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
       Â ìîùíûõ âûïðÿìèòåëÿõ äëÿ óìåíüøåíèÿ ãàáàðèòîâ êàæäîãî
äðîññåëÿ è óïðîùåíèÿ òåõíîëîãèè èçãîòîâëåíèÿ äîïóñêàåòñÿ ïðè-
ìåíåíèå íåñêîëüêèõ ïàðàëëåëüíî èëè ïîñëåäîâàòåëüíî âêëþ÷åí-
íûõ äðîññåëåé, íå èçìåíÿþùèõ ñóììàðíóþ èíäóêòèâíîñòü ôèëüò-
ðà Lô.
                Ðàñ÷åò ñãëàæèâàþùåãî L-Ñ-ôèëüòðà
  Êîýôôèöèåíò ñãëàæèâàíèÿ L-C-ôèëüòðà
                               S=p2ωc2LôCô–1,
îòêóäà îáîáùåííûé ïàðàìåòð ôèëüòðà LôCô îïðåäåëÿåòñÿ êàê
                                       S+1
                              LôÑ =
                                 ô            .                        (15)
                                       p2ω2
                                          ñ
  Óñëîâèÿ ïîäáîðà Lô è Cô
                                     1
                     pωñ Lô >>            << Rí min ,                  (16)
                                   pωc Cô

          kï1
ãäå S =       ; kï1, kï2 – êîýôôèöèåíòû ïóëüñàöèé íà âõîäå è âûõîäå
          kï2
ôèëüòðà, ñîîòâåòñòâåííî.
                   Âûáîð ýëåìåíòîâ L-C-ôèëüòðà.
   Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ èíäóêòèâíîãî õàðàêòåðà íàãðóçêè Ã-îáðàçíî-
ãî L-C-ôèëüòðà èíäóêòèâíîñòü äðîññåëÿ âûáèðàþò áîëüøå êðèòè-
÷åñêîé
                                          kï1 Rí max
                             Lô > Lêð =
                                             pωc .
   Åñëè íàãðóçêà èìååò èìïóëüñíûé õàðàêòåð è çà âðåìÿ èìïóëü-
ñà íàïðÿæåíèå íà íàãðóçêå íå äîëæíî èçìåíÿòüñÿ áîëüøå çàäàí-
íîãî çíà÷åíèÿ, òî â ýòîì ñëó÷àå âíà÷àëå âûáèðàåòñÿ êîíäåíñàòîð.
Åãî åìêîñòü äîëæíà áûòü áîëüøå ìèíèìàëüíîé.

                                           τ8
            Cô > Cmin =                                            ,   (17)
                                                              
                                                1             
                          Rí min ln                           
                                     (1 − 2 Uí max − Uí min ) 
                                            Uí max + Uí min 
                                                              

                                                                         31


ãäå τè – ìèíèìàëüíàÿ äëèòåëüíîñòü èìïóëüñà òîêà íàãðóçêè; Uí max,
Uí min – íàïðÿæåíèå íà íàãðóçêå â íà÷àëå è â êîíöå èìïóëüñà
ñîîòâåòñòâåííî.
   Íåîáõîäèìî óáåäèòüñÿ,÷òî ñîáñòâåííàÿ ÷àñòîòà ôèëüòðà ìåíü-
øå â äâà ðàçà ÷àñòîòû ïóëüñàöèé
                              1           pfc
                    fô =              <       .
                           2π Lô Cô        2                (18)

   Åñëè â ðåçóëüòàòå àñèììåòðèè íàïðÿæåíèÿ â ôàçàõ âòîðè÷íîé
îáìîòêè òðàíñôîðìàòîðà ïóëüñàöèè âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ñî-
äåðæàò äîñòàòî÷íî áîëüøóþ ïåðåìåííóþ ñîñòàâëÿþùóþ ((1–5)%
÷àñòîòû ñåòè), òî â ýòîì ñëó÷àå ñîáñòâåííàÿ ÷àñòîòà ôèëüòðà äîë-
æíà áûòü ìåíüøå ÷àñòîòû ñåòè fô<fc.
   Ïðè èìïóëüñíîì õàðàêòåðå òîêà íàãðóçêè óñëîâèåì, ãàðàíòè-
ðóþùèì îòñóòñòâèå ðåçîíàíñà, áóäåò
                             fô ≤ fè /2,
ãäå fè – èìïóëüñíàÿ ÷àñòîòà èçìåíåíèÿ òîêà íàãðóçêè ïðè ñêâàæ-
íîñòè 2–3.
   Ïî íàéäåííîé èç ðàñ÷åòà èíäóêòèâíîñòè ëèáî âûáèðàþò íåîá-
õîäèìûé äðîññåëü èç êàòàëîãà, ëèáî ïðîèçâîäÿò åãî ðàñ÷åò.
   Ïðè ýòîì ñëåäóåò ó÷åñòü, ÷òî ïðè ïåðåõîäíûõ ïðîöåññàõ è àâà-
ðèéíûõ ðåæèìàõ ê îáìîòêå äðîññåëÿ ïðèêëàäûâàåòñÿ ìàêñèìàëü-
íîå íàïðÿæåíèå âûïðÿìëåíèÿ. Äëÿ èñêëþ÷åíèÿ áîëüøèõ ïåðå-
íàïðÿæåíèé ïðè ñêà÷êîîáðàçíîì ñáðîñå íàãðóçêè íåîáõîäèìî
øóíòèðîâàòü äðîññåëü äèîäîì â íàïðàâëåíèè, îáðàòíîì òîêó âûï-
ðÿìèòåëÿ.
   Âûáîð êîíäåíñàòîðà ïðîèçâîäÿò ïî ñïðàâî÷íèêàì òàê, ÷òîáû
ìèíèìàëüíàÿ åìêîñòü ñ ó÷åòîì äîïóñêà áûëà áû áîëüøå ðàñ÷åò-
íîé. Êîíäåíñàòîð äîëæåí âûäåðæèâàòü ïåðåíàïðÿæåíèÿ, êîòîðûå
âîçíèêàþò â ïåðåõîäíûõ ïðîöåññàõ
                         Uïåðåíàïð ≤ 2 UdN.
   Âàæíûì ïàðàìåòðîì êîíäåíñàòîðà ÿâëÿåòñÿ ïðåäåëüíî äîïóñ-
òèìàÿ ïåðåìåííàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ ñîîòâåòñòâóþùåé ÷àñòîòû. Åñëè
ðàñ÷åòíîå çíà÷åíèå ïåðåìåííîé ñîñòàâëÿþùåé ïðåâûøàåò äîïóñ-
òèìîå äëÿ äàííîé ÷àñòîòû è òåìïåðàòóðû, òî ñëåäóåò âûáðàòü
êîíäåíñàòîð íà áîëüøåå ðàáî÷åå íàïðÿæåíèå, ëèáî óâåëè÷èòü åì-
êîñòü è òåì ñàìûì óìåíüøèòü ïåðåìåííóþ ñîñòàâëÿþùóþ äî òðå-
áóåìîãî óðîâíÿ.
   Äîïóñòèìîå àìïëèòóäíîå çíà÷åíèå ïåðåìåííîé ñîñòàâëÿþùåé
Um ÷àñòîòîé 50 Ãö â % îò íîìèíàëüíîãî íàïðÿæåíèÿ êîíäåíñàòî-

32


ðà Umf50 ≤ 6–15%UcN. Äëÿ ÷àñòîòû äî 1000Ãö Umf îïðåäåëÿåòñÿ
                         50
ïî ôîðìóëå Umf = Umf50      , à äëÿ ÷àñòîòû áîëåå 1000 Ãö
                          f
                                         50
                         Umf = Umf50        ,
                                          f
ãäå f – ÷àñòîòà ïóëüñèðóþùåãî òîêà.
   Ñóììà àìïëèòóäíûõ çíà÷åíèé ïåðåìåííîé è ïîñòîÿííîé ñîñòàâ-
ëÿþùèõ íå äîëæíà ïðåâûøàòü íîìèíàëüíîãî íàïðÿæåíèÿ. Ïðè ðàñ-
÷åòàõ ìîæíî èñïîëüçîâàòü çàâèñèìîñòü
                                     1
                    Ñ = 0,77ÑN              ,
                                                            (19)
                                   f10−3
ãäå ÑN – íîìèíàëüíàÿ åìêîñòü êîíäåíñàòîðà.

          3.4. ÏÅÐÅÍÀÏÐßÆÅÍÈß Â ÑÕÅÌÀÕ ÂÈÏ

            Âîçìîæíûå èñòî÷íèêè ïåðåíàïðÿæåíèé
   1. Ïåðåíàïðÿæåíèÿ, îáóñëîâëåííûå ðàçðûâîì íàìàãíè÷èâàþ-
ùåãî òîêà òðàíñôîðìàòîðà ïðè åãî îòêëþ÷åíèè.
   2. Ïåðåíàïðÿæåíèå ïðè âêëþ÷åíèè òðàíñôîðìàòîðà.
   3. Ïåðåíàïðÿæåíèå ïðè îòêëþ÷åíèè öåïè íàãðóçêè âûïðÿìèòåëÿ.
   4. Ïåðåíàïðÿæåíèå, îáóñëîâëåííîå âêëþ÷åíèåì ïîíèæàþùåãî
òðàíñôîðìàòîðà ñ ìåæîáìîòî÷íîé åìêîñòüþ.
   5. Ïåðèîäè÷åñêè ïîÿâëÿþùèåñÿ ïåðåíàïðÿæåíèÿ, îáóñëîâëåí-
íûå ýôôåêòîì íàêîïëåíèÿ äûðîê â ñòðóêòóðå âåíòèëÿ [1].
              Ìåðû áîðüáû ñ ïåðåíàïðÿæåíèÿìè
   1. Èçìåíåíèå ìåñòîïîëîæåíèÿ êîììóòèðóþùèõ ýëåìåíòîâ èëè
ïîñëåäîâàòåëüíîñòè èõ ñðàáàòûâàíèÿ.
   2. Èçìåíåíèå ñêîðîñòè ñïàäà òîêà ïðè ðàçðûâå öåïè ñ ïîìî-
ùüþ îòêëþ÷àþùåé àïïàðàòóðû; ââåäåíèå â ñõåìó äîïîëíèòåëü-
íûõ ýëåìåíòîâ, íàêàïëèâàþùèõ èëè ðàññåèâàþùèõ ýíåðãèþ âî
âðåìÿ ïåðåõîäíûõ ïðîöåññîâ.
   3. Óìåíüøåíèå ïåðåíàïðÿæåíèé â ñåòè ïåðåìåííîãî òîêà ñ ïî-
ìîùüþ êîíäåíñàòîðíîãî ôèëüòðà (ðèñ. 23).
   Ôèëüòð ñíèæàåò ïåðåíàïðÿæåíèå ñî 100 äî 5 %
                             Sòð
                      C=       2
                                     , Ô,                   (20)
                           31fUmax

                                                              33


ãäå Sòð – ðàñ÷åòíàÿ ìîùíîñòü òðàíñôîðìàòîðà, ÂÀ; f – ÷àñòîòà
ñåòè, Ãö; Umax – äîïóñòèìàÿ àìïëèòóäà ïåðåíàïðÿæåíèÿ äëÿ êàæäî-
ãî âåíòèëüíîãî ïëå÷à, Â.
                                   a)

               Â

                                                   R       Ñ



                                   á)
      Ñ            Rîãð




                                                                   Ñ    R
     Róòå÷êè
 Ðèñ. 23. Ñõåìà ôèëüòðà                      Ðèñ. 24. Ñõåìû âêëþ÷åíèÿ R-C
âõîäíîé ñåòè âûïðÿìèòåëÿ                         ùóíòèðóþùèõ öåïî÷åê


   Ïîñêîëüêó ýëåêòðîëèòè÷åñêèå êîíäåíñàòîðû áîëüøîé åìêîñòè
ìîãóò ïðè âûñîêèõ ÷àñòîòàõ èìåòü áîëüøèå èíäóêòèâíûå ñîïðî-
òèâëåíèÿ, òî èõ ðåêîìåíäóåòñÿ øóíòèðîâàòü âûñîêî÷àñòîòíûìè
êîíäåíñàòîðàìè (0,1–1,0) ìêÔ.
   Äëÿ ðàâíîìåðíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ ïåðåíàïðÿæåíèé, îáóñëîâëåí-
íûõ ýôôåêòîì íàêîïëåíèÿ äûðîê â ñòðóêòóðå âåíòèëÿ, ìåæäó íå-
ñêîëüêèìè ïîñëåäîâàòåëüíî ñîåäèíåííûìè âåíòèëÿìè, íåîáõîäèìî
ïîäêëþ÷èòü êîíäåíñàòîð ïàðàëëåëüíî êàæäîìó âåíòèëþ (ðèñ. 24).
   Åìêîñòü êàæäîãî êîíäåíñàòîðà íå äîëæíà ïðåâûøàòü âåëè÷èíû
                                    10Iâ
                           C=              , ìêÔ,                           (21)
                                  kçUâ max
ãäå Iâ – òîê, ïðîòåêàþùèé ÷åðåç âåíòèëü íåïîñðåäñòâåííî ïåðåä íà÷à-
ëîì êîììóòàöèè, À; Uâ max – ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå ïåðèîäè÷åñêè
ïðèêëàäûâàåìîãî îáðàòíîãî íàïðÿæåíèÿ íà âåíòèëå, Â.
   Äëÿ èñêëþ÷åíèÿ ðåçîíàíñà ìåæäó èíäóêòèâíîñòüþ òðàíñôîðìà-
òîðà è åìêîñòüþ ïîñëåäîâàòåëüíî ñ íåé ïðåäóñìàòðèâàåòñÿ äåìïôè-
ðóþùèé ðåçèñòîð
                               Uâ.äîï − kçUâ max
                          R=                       , Îì,                    (22)
                                        Id

34


             ′
ãäå kç = kí kï – êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé ïåðèîäè÷åñêèå è íåïå-
ðèîäè÷åñêèå ïåðåíàïðÿæåíèÿ; kç = 1,25 ⋅ 1,5≈1,9; Uâ.äîï – äîïóñòè-
ìîå ïî ïàñïîðòó íàïðÿæåíèå âåíòåëÿ.

               3.5. ÄÈÍÀÌÈ×ÅÑÊÈÅ ÑÂÎÉÑÒÂÀ
               ÓÏÐÀÂËßÅÌÎÃÎ ÂÛÏÐßÌÈÒÅËß
   Óïðàâëÿåìûé âûïðÿìèòåëü (ÓÂ) õàðàêòåðèçóåòñÿ ñëåäóþùèìè
îñîáåííîñòÿìè:
   – óïðàâëÿåìûé âûïðÿìèòåëü óïðàâëÿåòñÿ íå íåïðåðûâíî, à äèñ-
êðåòíî, ïîñêîëüêó â ÑÈÔÓ âõîäíîé ñèãíàë Uó äèñêðåòíî ïðåîáðàçó-
åòñÿ â ñäâèã óïðàâëÿþùèõ èìïóëüñîâ;
   – óïðàâëÿåìûé âûïðÿìèòåëü ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïîëóóïðàâëÿå-
ìîå óñòðîéñòâî;
   – òèðèñòîð îòêðûâàåòñÿ â ìîìåíò ïîäà÷è óïðàâëÿþùåãî èìïóëü-
ñà, à çàêðûâàåòñÿ òîëüêî òîãäà, êîãäà òîê ÷åðåç íåãî ñòàíåò ðàâíûì
íóëþ (ÓÂ – íåëèíåéíîå çâåíî).
   Ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî ÿâëåíèÿ, ñâÿçàííûå ñî ñïåöèôèêîé ÓÂ,
êàê íåëèíåéíîãî äèíàìè÷åñêîãî ýëåìåíòà ñõåìû, áóäóò ìàëî ñêàçû-
âàòüñÿ íà ðàáîòå ñèñòåìû òîãäà, êîãäà ÷àñòîòà ñðåçà êîíòóðà, â
êîòîðîì èñïîëüçîâàí ÓÂ, áóäåò íèæå çîíû ÷àñòîò, ñóùåñòâåííûõ
äëÿ äèíàìèêè ñîáñòâåííî ÓÂ.
   Ïðè íàëè÷èè íà âõîäå ÑÈÔÓ ôèëüòðà äàæå ñ ïîñòîÿííîé âðåìå-
íè Òôïðèìåðíî 0,006–0,008 ñ ïåðåäàòî÷íóþ ôóíêöèþ Ó ìîæíî
çàïèñàòü â âèäå
                                kó.â
                       Wó.â =         ,                        (23)
                              T p+1
                                ó.â

                1             1
ãäå Òó.â=Òô+         , ãäå          – ñðåäíåñòàòèñòè÷åñêîå çàïàçäû-
             2kòm2fñ       2kòm2fñ
âàíèå ÓÂ, ñâÿçàííîå ñ ÷àñòîòîé ñåòè fc è äèñêðåòíîñòüþ ðàáîòû ÓÂ.
   Åñëè íà âõîäå ÑÈÔÓ íåò ôèëüòðà, òî Òô=0 è ïðåíåáðåãàÿ çàïàç-
äûâàíèåì ÓÂ, ïîëó÷èì
                           Wó.â(p)=kó.â.                       (24)
   Ýëåêòðîìàãíèòíàÿ ïîñòîÿííàÿ âðåìåíè ñèëîâîé öåïè âûïðÿìèòå-
ëÿ ñ èíäóêòèâíûì ôèëüòðîì
                                    Ld
                         Tý.ó.â =      .                      (25)
                                    Rd
   Äëÿ íåóïðàâëÿìîãî âûïðÿìèòåëÿ, âêëþ÷åííîãî â ñèñòåìó, ïàðà-
ìåòðû Ld è Rd âõîäÿò â ýêâèâàëåíòíûå ïàðàìåòðû Lý è Rý ñèëîâîé
öåïè ñèñòåìû.
                                                            35


 4. ÇÀÙÈÒÀ ÂÈÏ ÎÒ ÑÂÅÐÕÒÎÊÎÂ È ÏÅÐÅÍÀÏÐßÆÅÍÈÉ
   Ââèäó ÷óâñòâèòåëüíîñòè ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïðèáîðîâ ê ïåðåãðóç-
êàì, êîðîòêèì çàìûêàíèÿì è ïåðåíàïðÿæåíèÿì äëÿ îáåñïå÷åíèÿ
íàäåæíîé ðàáîòû ïðåîáðàçîâàòåëåé ê ñèñòåìàì çàùèòû ïðåäúÿâëÿ-
þòñÿ ñëåäóþùèå îñíîâíûå òðåáîâàíèÿ.
   1. Ìàêñèìàëüíîå áûñòðîäåéñòâèå c öåëüþ îãðàíè÷åíèÿ àâàðèé-
íûõ òîêîâ ïî äëèòåëüíîñòè è àìïëèòóäå çíà÷åíèÿìè, îïðåäåëÿåìû-
ìè ïåðåãðóçî÷íîé ñïîñîáíîñòüþ ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïðèáîðîâ.
   2. Îãðàíè÷åíèå âñåõ âèäîâ âíåøíèõ è âíóòðåííèõ ïåðåíàïðÿæå-
íèé äîïóñòèìûì çíà÷åíèÿì.
   3. Áåçîòêàçíîñòü â ðàáîòå ïðè ðàçëè÷íûõ âèäàõ ïîâðåæäåíèé.
   4. Îòêëþ÷åíèå ïîâðåæäåííîãî ó÷àñòêà áåç äîïîëíèòåëüíîé íà-
ãðóçêè íà îñòàâøèåñÿ â ðàáîòå ïîëóïðîâîäíèêîâûå ïðèáîðû è íåäî-
ïóñòèìîãî ïåðåíàïðÿæåíèÿ íà íèõ.
   5. Âîçìîæíîñòü ïðèìåíåíèÿ àâòîìàòè÷åñêîãî ïîâòîðíîãî âêëþ-
÷åíèÿ.

     4.1. ÝËÅÌÅÍÒÛ ÑÈÑÒÅÌ ÇÀÙÈÒÛ ÎÒ ÑÂÅÐÕÒÎÊÎÂ
   Îñíîâíûå ýëåìåíòû ñèñòåì çàùèòû ìîãóò áûòü ðàçäåëåíû íà äâå
ãðóïïû. Ïåðâàÿ ãðóïïà âêëþ÷àåò â ñåáÿ òå óñòðîéñòâà, êîòîðûå
îáåñïå÷èâàþò çàùèòó óñòàíîâêè ïîñðåäñòâîì ïðåðûâàíèÿ èëè ïðå-
äîòâðàùåíèÿ ïðîòåêàíèÿ àâàðèéíîãî òîêà, à âòîðàÿ – òå ýëåìåíòû,
êîòîðûå çà ñ÷åò ñâîåãî ñîïðîòèâëåíèÿ îãðàíè÷èâàþò âåëè÷èíó èëè
ñêîðîñòü íàðàñòàíèÿ àâàðèéíîãî òîêà [1].
   Ê ýëåìåíòàì ïåðâîé ãðóïïû îòíîñÿòñÿ.
   1. Àâòîìàòè÷åñêèé âûêëþ÷àòåëü èëè ïëàâêèé ïðåäîõðàíèòåëü â
öåïè ïåðåìåííîãî òîêà, êîòîðûå îòêëþ÷àþò âñþ ñõåìó îò èñòî÷íèêà
ïèòàíèÿ.
   2. Àâòîìàòû èëè ïëàâêèå ïðåäîõðàíèòåëè â öåïè ïîñòîÿííîãî
òîêà, êîòîðûå îòêëþ÷àþò âûïðÿìèòåëü ïðè êîðîòêîì çàìûêàíèè â
öåïè íàãðóçêè èëè ïðîáîå âåíòèëÿ, îòêëþ÷àþò âûïðÿìèòåëü îò öåïè
íàãðóçêè èëè îò ïàðàëëåëüíî ðàáîòàþùèõ ïðåîáðàçîâàòåëåé, ïðå-
äîòâðàùàÿ ïðîòåêàíèå îáðàòíûõ òîêîâ.
   3. Òîêîîãðàíè÷èâàþùèå ïëàâêèå ïðåäîõðàíèòåëè â öåïÿõ òèðèñ-
òîðîâ.
36


   4. Óñòðîéñòâà, îáåñïå÷èâàþùèå çàïèðàíèå òèðèñòîðîâ ñ öåëüþ
ïðåðûâàíèÿ ñâåðõòîêà.
   Ê ýëåìåíòàì âòîðîé ãðóïïû îòíîñÿòñÿ.
   1. Âíóòðåííåå ñîïðîòèâëåíèå èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ.
   2. Âíóòðåííåå ñîïðîòèâëåíèå òðàíñôîðìàòîðà.
   3. Èíäóêòèâíîñòü è ñîïðîòèâëåíèå öåïè ïîñòîÿííîãî òîêà.
   Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî àâòîìàòè÷åñêèå âûêëþ÷àòåëè, ïëàâêèå
ïðåäîõðàíèòåëè ðåàãèðóþò íà äåéñòâóþùåå çíà÷åíèå òîêà. Ïîëó-
ïðîâîäíèêîâûé âåíòèëü ðåàãèðóåò â îñíîâíîì íà íàãðåâ, îäíàêî
îí îáëàäàåò íåëèíåéíûì ñîïðîòèâëåíèåì è åãî íàãðåâ ïðîïîðöèî-
íàëåí çíà÷åíèþ òîêà, ïðîìåæóòî÷íîìó ìåæäó äåéñòâóþùèì è ñðåä-
íèì çíà÷åíèÿìè. Ñóùåñòâåííàÿ ðàçíèöà ìåæäó ýòèìè çíà÷åíèÿìè
òîêà â ñõåìàõ âûïðÿìëåíèÿ èìååò îñîáî áîëüøîå çíà÷åíèå ïðè
ñîãëàñîâàíèè ñðåäñòâ çàùèòû äðóã ñ äðóãîì è ñ âåíòèëÿìè.

       4.2. ÑÎÃËÀÑÎÂÀÍÈÅ ÇÀÙÈÒÍÛÕ ÝËÅÌÅÍÒÎÂ
   Â çàâèñèìîñòè îò íåîáõîäèìîé ñòåïåíè ñëîæíîñòè çàùèòû è îò
ñëîæíîñòè ïðåîáðàçîâàòåëüíûõ ñõåì, ïîñëåäíèå ñîäåðæàò ïî îä-
íîìó èëè áîëåå ïðåðûâàþùèõ óñòðîéñòâ, ïåðå÷èñëåííûõ âûøå.
Äåéñòâèå ýòèõ óñòðîéñòâ äîëæíî áûòü ñîãëàñîâàíî ñ õàðàêòåðèñ-
òèêàìè âåíòèëåé è äðóã ñ äðóãîì, ñ òåì, ÷òîáû îáåñïå÷èòü âûïîë-
íåíèå âñåõ òðåáîâàíèé ê çàùèòå. Ïëàâêèå ïðåäîõðàíèòåëè èëè
àâòîìàòû äîëæíû ïðåðûâàòü òîêè êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ ïðåæäå,
÷åì ïðîèçîéäåò ïîâðåæäåíèå âåíòèëåé.
   Äëÿ îòêëþ÷åíèÿ ïîâðåæäåííîãî âåíòèëÿ îò îñíîâíîé ñõåìû
äîëæåí ñðàáîòàòü ëèøü ïëàâêèé ïðåäîõðàíèòåëü, âêëþ÷åííûé ïîñ-
ëåäîâàòåëüíî ñ ïîâðåæäåííûì âåíòèëåì. Îñòàëüíûå ïëàâêèå ïðå-
äîõðàíèòåëè íå äîëæíû îòêëþ÷àòüñÿ. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, êîãäà
ïðîèñõîäèò êîðîòêîå çàìûêàíèå íà ñòîðîíå ïîñòîÿííîãî òîêà, òî
äîëæíû ñðàáàòûâàòü àâòîìàòû èëè ïëàâêèå ïðåäîõðàíèòåëè â îñ-
íîâíîé öåïè ïðåæäå, ÷åì ñðàáàòûâàþò ïëàâêèå ïðåäîõðàíèòåëè,
îòêëþ÷àþùèå îòäåëüíûå âåíòèëè. Òàêîå êà÷åñòâî íàçûâàåòñÿ èç-
áèðàòåëüíîñòüþ (èëè ñåëåêòèâíîñòüþ) çàùèòû. Êðîìå òîãî, ïåðå-
íàïðÿæåíèÿ, âîçíèêàþùèå â âåíòèëÿõ âî âðåìÿ äåéñòâèÿ çàùèò-
íûõ óñòðîéñòâ, íå äîëæíû ïðåâûøàòü äîïóñòèìîé àìïëèòóäû
èìïóëüñíîãî íàïðÿæåíèÿ ýòèõ ïðèáîðîâ.
   Ïðè ïåðåãðóçêàõ âûïðÿìèòåëüíûõ èëè èíâåðòîðíûõ ñõåì, êîãäà
òîê îãðàíè÷èâàåòñÿ âåëè÷èíîé, êîòîðóþ ìîãóò âûäåðæàòü ïîëó-
ïðîâîäíèêîâûå âåíòèëè ïðèáëèçèòåëüíî â òå÷åíèè 50 ìñ â êà÷å-
ñòâå çàùèòû ìîãóò óñïåøíî èñïîëüçîâàòüñÿ îáû÷íûå ïðåðûâàþ-
ùèå óñòðîéñòâà, íàïðèìåð, ïðåäîõðàíèòåëè. Ýòîò âèä ïåðåãðóçêè
                                                            37


ìîæåò èìåòü ìåñòî, êîãäà äðîññåëü ôèëüòðà èëè ìàëîìîùíàÿ ïè-
òàþùàÿ ñåòü çíà÷èòåëüíî îãðàíè÷èâàþò âåëè÷èíó èëè ñêîðîñòü
íàðàñòàíèÿ òîêà. Âêëþ÷èâ àâòîìàòè÷åñêèé âûêëþ÷àòåëü èëè ïëàâ-
êèå ïðåäîõðàíèòåëè íà ñòîðîíå ïåðåìåííîãî òîêà ïåðåä âåíòèëÿ-
ìè, ìîæíî èñïîëüçîâàòü òàêóþ çàùèòó äëÿ îòêëþ÷åíèÿ âñåé ñõå-
ìû îò èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ âñÿêèé ðàç, êîãäà òîê ñåòè ñòàíåò ïðå-
âûøàòü çàðàíåå óñòàíîâëåííóþ âåëè÷èíó, ïðèáëèæàþùóþñÿ ê
ìàêñèìàëüíî äîïóñòèìîìó çíà÷åíèþ òîêà âåíòèëåé ïðè äàííîé
äëèòåëüíîñòè ïåðåãðóçêè.
   Â ïàñïîðòíûõ äàííûõ âåíòèëåé óêàçûâàþòñÿ ïàðàìåòðû, ïðå-
äóñìàòðèâàþùèå îäíîêðàòíûé ðåæèì. Ýòè ïàðàìåòðû äîïóñêàþò
ïðåâûøåíèå íà îïðåäåëåííûé êîðîòêèé èíòåðâàë âðåìåíè ìàêñè-
ìàëüíîé ðàáî÷åé òåìïåðàòóðû ïåðåõîäà, äëÿ íîìèíàëüíîãî (ïå-
ðèîäè÷åñêîãî) ðåæèìà. Ýòî îáåñïå÷èâàåò îïðåäåëåííóþ ïåðåãðó-
çî÷íóþ ñïîñîáíîñòü âåíòèëÿ ïðè äåéñòâèè íà íåãî ñâåðõòîêîâ è
ïîçâîëÿåò îñóùåñòâèòü åãî êîîðäèíàöèþ ñ çàùèòíûìè óñòðîéñòâà-
ìè. Òàêèìè ïàðàìåòðàìè ìîæåò áûòü: äîïóñòèìûé òîê â òå÷åíèè
îäíîãî ïåðèîäà; âåëè÷èíà I2t (I – ìãíîâåííîå çíà÷åíèå); I2t = W –
íàçûâàåòñÿ èíòåãðàëîì îòêëþ÷åíèÿ.
   Åñëè âåëè÷èíà I2t, íåîáõîäèìàÿ äëÿ îòêëþ÷åíèÿ ïëàâêîãî ïðå-
äîõðàíèòåëÿ íèæå, ÷åì äîïóñòèìîå I2t ïîëóïðîâîäíèêîâîãî âåí-
òèëÿ, ñîåäèíåííîãî ñ íèì ïîñëåäîâàòåëüíî, òî ïëàâêèé ïðåäîõðà-
íèòåëü ïðåðûâàåò òîê äî ïîâðåæäåíèÿ âåíòèëÿ íåçàâèñèìî îò âå-
ëè÷èíû è ñêîðîñòè íàðàñòàíèÿ òîêà çà âðåìÿ, ñîñòàâëÿþùåå äîëè
ïåðèîäà ïèòàþùåé ñåòè.
   Ó ðÿäà ïðåäîõðàíèòåëåé íå óêàçûâàåòñÿ I2t, åãî ìîæíî ðàññ÷è-
òàòü ïî óêàçàííûì çíà÷åíèÿì âðåìåíè ñðàáàòûâàíèÿ t ïðè òîêå
Iîòêë, À (òàáë. 3).
                                                       Òàáëèöà 3

 Ïðåäîõðàíèòåëè:         ÂÏ1-2          ÂÏ1-2          Ï-45

 Íîìèíàëüíûé òîê          2À             5A            2A

 Òîê ñðàáàòûâàíèÿ         5À            12,5 À         4A

 Âðåìÿ ñðàáàòûâàíèÿ       <1c           <1c           < 10 c

 I2t                     25 A2c        150 A2c        160 A2c

  Åñëè I2îòêët ïðåäîõðàíèòåëÿ áîëüøå I2t âåíòèëÿ, òî íåîáõîäèìî
ïðèíÿòü ñïåöèàëüíûå ìåðû ïî ïîâûøåíèþ íàäåæíîñòè çàùèòû.

38


Òàêèìè ìåðàìè ìîãóò áûòü ëèáî íåäîãðóç-
êà âåíòèëÿ ïî òîêó, ÷òî ïîçâîëÿåò èñ-
ïîëüçîâàòü ïðåäîõðàíèòåëè íà ìåíüøèé
íîìèíàëüíûé òîê, ëèáî óâåëè÷åíèå ÷èñ-
ëà ïàðàëëåëüíî âêëþ÷åííûõ ïîëóïðîâîä-
íèêîâûõ ïðèáîðîâ.
   Ñ ó÷åòîì êîýôôèöèåíòà çàïàñà k ç =
=1,2–1,5 óñëîâèå íàäåæíîé çàùèòû âåí-
òèëÿ ìîæíî çàïèñàòü Wïð = Wâ / kç. Êî-
ýôôèöèåíò kç ó÷èòûâàåò òàêæå äîïóñòè-
ìîå ïðåâûøåíèå íà 10 % Wïð, óêàçàí-        Ðèñ. 25. Ñõåìà çàùèòû
íûõ â ÒÓ.                                 ïàðàëëåëüíî âêëþ÷åííûõ
   Ïðè âíóòðåííåì ïîâðåæäåíèè ïðåîá-              âåíòèëåé
ðàçîâàòåëÿ (ïðîáîå âåíòèëÿ) àâàðèéíûé òîê, êîòîðûé òå÷åò ÷åðåç
ïðåäîõðàíèòåëü, óñòàíîâëåííûé â öåïè ýòîãî âåíòèëÿ, â n ðàç
áîëüøå, ÷åì òîê â öåïè êàæäîãî èç íåïîâðåæäåííûõ âåíòèëåé,
ãäå n ÷èñëî ïàðàëëåëüíî âêëþ÷åííûõ âåíòèëåé (ðèñ. 25). Òåïëî-
âîå âîçäåéñòâèå àâàðèéíîãî òîêà íà íåïîâðåæäåííûå âåíòèëè â
ýòîì ñëó÷àå áóäåò Wïð / n2, à óñëîâèå íàäåæíîé çàùèòû âåíòèëåé
ïðèíèìàåò âèä Wïð / n2=Wâ/ kç. Îòñþäà îïðåäåëèì ìèíèìàëüíîå
÷èñëî ïàðàëëåëüíî âêëþ÷åííûõ âåíòèëåé, ïðè êîòîðîì áóäåò îáåñ-
ïå÷èâàòüñÿ íàäåæíàÿ çàùèòà ïðè âûíóæäåííûõ ïîâðåæäåíèÿõ

                          n ≥ kW
                               ç ïð         .              (26)
                                       Wâ

   Äëÿ ñåëåêòèâíîãî îòêëþ÷åíèÿ òîëüêî ïðåäîõðàíèòåëÿ ïîâðåæ-
äåííîãî âåíòèëÿ ñ ó÷åòîì ðàçáðîñà èíòåãðàëîâ ïëàâëåíèÿ è îòêëþ-
÷åíèÿ íåîáõîäèìî îáåñïå÷èòü ñîîòíîøåíèå

                     (kW
                      ç    ïð max      )
                                    / n2 < W min,
                                            ïë

ãäå Wïð max – íàèáîëüøåå çíà÷åíèå ïîëíîãî èíòåãðàëà îòêëþ÷åíèÿ
ïðåäîõðàíèòåëÿ; Wïë min – íàèìåíüøåå çíà÷åíèå èíòåãðàëà ïëàâëå-
íèÿ ïðåäîõðàíèòåëÿ.
   Îòêóäà

                              k Wïð max
                               ç
                      n>                    .              (27)
                               Wïë min
  Ïðèìåð: ìèíèìàëüíîå êîëè÷åñòâî ïàðàëëåëüíûõ ï/ï âåíòèëåé
ïðè çàùèòå èõ ïëàâêèìè ïðåäîõðàíèòåëÿìè ñåðèè ÏÏ-57 (òàáë. 4).

                                                             39


                                                                     Òàáëèöà 4

                     Âåíòèëü                       Ïðåäîõðàíèòåëü
                                                                          n
                  Wâ 103À2ñ    Ñðåäíåå çíà÷åíèå   IN À        Wïð103À2ñ
     Òèï                       òîêà íàãðóçêè, À

ÂË200               150              200          250         160-580     2
Ò160               54,45             160          250         160-580     2-4
                                     160          160         40-175      1-3
                                     100          100          25-150     1-2
Ò250                125              250          315         250-750     2-3
                                     250          250         160-580     2-3
                                     100          100          40-175     1-2


   Äëÿ çàùèòû ïðåîáðàçîâàòåëÿ îò âíåøíèõ êîðîòêèõ çàìûêàíèé
óñòàíàâëèâàþò áûñòðîäåéñòâóþùèå ïëàâêèå ïðåäîõðàíèòåëè â öåïè
âûïðÿìëåííîãî òîêà èëè â ôàçíûõ ïðîâîäàõ ïåðåìåííîãî òîêà F1 è
F3 (ðèñ. 26).

            F3

                                                     F2


                                                         F1         T




                                                     F2


     F4      F3


           Ðèñ. 26. Ñõåìà âêëþ÷åíèÿ ïðåäîõðàíèòåëåé â âûïðÿìèòåëå

   Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ñåëåêòèâíîãî îòêëþ÷åíèÿ âíåøíåãî êîðîòêîãî
çàìûêàíèÿ ïðåäîõðàíèòåëåì F1 ïðè íàëè÷èè n âåíòèëåé â ïëå÷å
äîëæíî âûïîëíÿòüñÿ óñëîâèå
                     Wâ max<WF1<n2Wïë min.

40



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика