Выбор элементов защиты тиристоров от перенапряжений

Импульсы обратного напряжения, превышающие нормальную величину периодически прикладываемых допустимых обратных напряжений, могут разрушить вентиль, поэтому необходимо принимать специальные меры для защиты силовых вентилей от перенапряжений. Причинами перенапряжений могут быть отключение или включение силового трансформатора на холо­стом ходу, отключения в цепи постоянного тока, перегорание плавких вставок, а также коммутация тока с одного вентиля на другой.

Для защиты силовых вентилей от перенапряжений применяются разрядные цепочки из последовательно включенных емкостей и сопротивлений (Rp, Cp - цепочки), подключаемые параллельно каждому вентилю, либо параллельно цепи питания входу выпрямителя. При шунтировании RC-цепочками отдельных венти­лей происходит более быстрое рассеивание основных носителей зарядов p-­n переходов, поэтому ускоряется процесс запирания вентилей, что способствует уменьшению коммутационных перенапряжений.

Для защиты вентилей от перенапряжений параллельно вторичным обмоткам силового трансформатора подключаются RC- цепочки.

Определяем величину ёмкости С:

, (29)

где - ток холостого хода трансформатора, приведённый к вторичной обмотке;

- коэффициент допустимого превышения номинального обратного напряжения, прикладываемого к вентилю ( 1,3-1,5);

- вторичное фазное напряжение трансформатора при холостом ходе выпрямителя;

, (30)

. (31)

Напряжение на конденсаторе:

. (32)

Величину сопротивления R можно определить из соотношения

. (33)

Ток разрядного контура и мощность, рассеиваемая в сопротивлениях

А ; (34)

. (35)

При шунтировании RC-цепочками отдельных венти­лей происходит более быстрое рассеивание основных носителей зарядов p-­n переходов, поэтому ускоряется процесс запирания вентилей, что способствует уменьшению коммутационных перенапряжений.

Необходимую ёмкость конденсатора в такой цепочке можно определить по формуле:

, (36)

где - ток, проходящий через тиристор перед началом коммутации;

- допустимое значение обратного напряжения тиристора

. (37)

Сопротивление R, включаемое последовательно с емкостью C, ограничивает броски тока при разряде емкости.

. (38)

Мощность, рассеиваемая на резисторе, определяется по формуле

, (39)

где – повторяющийся импульсный обратный ток [6];

- максимальное обратное напряжение;

.

После определения расчетных значений емкости и сопротивлений необходимо произвести их выбор по каталогу из диапазона номинальных значений.