Cómo seleccionar correctamente los componentes controlados por silicio para horno de fundición por inducción

La selección correcta de dispositivos electrónicos de potencia, como tiristores y rectificadores, es de gran importancia para garantizar la confiabilidad del horno de fusión por inducción y reducir el costo del horno de fusión por inducción. La selección de componentes debe considerar de manera integral factores como su entorno de uso, método de enfriamiento, tipo de circuito, propiedades de carga, etc., y tener en cuenta la economía bajo la condición de garantizar que los parámetros de los componentes seleccionados tengan márgenes.

Dado que los campos de aplicación de los dispositivos electrónicos de potencia son muy amplios y las formas de aplicación específicas son diversas, a continuación solo se describe la selección de componentes de tiristores en circuitos rectificadores y circuitos inversores de frecuencia intermedia monofásicos.

1 Selección del dispositivo del circuito rectificador

La rectificación de frecuencia industrial es uno de los campos más utilizados de los componentes SCR. La selección de componentes considera principalmente su voltaje nominal y corriente nominal.

(1) Los voltajes pico directo e inverso VDRM y VRRM del dispositivo de tiristores:

Debe ser 2-3 veces el pico máximo de tensión UM que soporta realmente el componente, es decir, VDRM/RRM=(2-3)UM. En la Tabla 1 se muestran los valores de UM correspondientes a varios circuitos de rectificación.

(2) Corriente de estado nominal IT (AV) del dispositivo de tiristores:

El valor IT (AV) del tiristor se refiere al valor medio de la semionda sinusoidal de la frecuencia de potencia y su correspondiente ITRMS efectivo = 1.57IT(AV). Para evitar que el componente se dañe por sobrecalentamiento durante el funcionamiento, el valor efectivo real que fluye a través del componente debe ser igual a 1.57IT(AV) después de multiplicarse por un factor de seguridad de 1.5-2. Suponiendo que la corriente de carga promedio del circuito rectificador es Id y el valor efectivo de la corriente que fluye a través de cada dispositivo es KId, la corriente nominal en estado activo del dispositivo seleccionado debe ser:

TI(AV)=(1.5-2)Niño/1.57=Kfd*Id

Kfd es el coeficiente de cálculo. Para el ángulo de control α= 0O , los valores Kfd bajo varios circuitos rectificadores se muestran en la Tabla 1 .

Tabla 1: La tensión de pico máxima UM del dispositivo rectificador y el coeficiente de cálculo Kfd de la corriente en estado promedio

Nota: U2 es el valor efectivo de la tensión de fase secundaria del transformador de bucle principal; el circuito de carga inductivo de media onda único tiene un diodo de rueda libre.

Al seleccionar el valor IT (AV) del componente, también debe tenerse en cuenta el modo de disipación de calor del componente. En general, el valor de corriente nominal del mismo componente de la refrigeración por aire es inferior al de la refrigeración por agua; en el caso de enfriamiento natural, la corriente nominal del componente debe reducirse a un tercio de la condición de enfriamiento estándar.