Comment sélectionner correctement les composants contrôlés au silicium pour four de fusion par induction

La sélection correcte des dispositifs électroniques de puissance tels que les thyristors et les redresseurs est d’une grande importance pour assurer la fiabilité du four de fusion par induction et réduire le coût du four de fusion par induction. La sélection des composants doit tenir compte de manière exhaustive de facteurs tels que son environnement d’utilisation, la méthode de refroidissement, le type de circuit, les propriétés de charge, etc., et prendre en compte l’économie à condition de s’assurer que les paramètres des composants sélectionnés ont des marges.

Étant donné que les domaines d’application des dispositifs électroniques de puissance sont très larges et que les formes d’application spécifiques sont diverses, ce qui suit décrit uniquement la sélection des composants de thyristors dans les circuits redresseurs et les circuits onduleurs monophasés à fréquence intermédiaire.

1 Sélection de l’appareil du circuit redresseur

Le redressement de la fréquence industrielle est l’un des domaines les plus couramment utilisés des composants SCR. La sélection des composants prend principalement en compte sa tension nominale et son courant nominal.

(1) Les tensions de crête directe et inverse VDRM et VRRM du dispositif à thyristors :

Elle doit être 2 à 3 fois supérieure à la tension de crête maximale UM supportée réellement par le composant, c’est-à-dire VDRM/RRM=(2-3)UM . Les valeurs UM correspondant aux divers circuits de redressement sont indiquées dans le Tableau 1 .

(2) Courant assigné à l’état passant IT (AV) du dispositif à thyristors :

La valeur IT (AV) du thyristor se réfère à la valeur moyenne de la demi-onde sinusoïdale de la fréquence industrielle et à son ITRMS efficace correspondant = 1.57IT(AV) . Afin d’éviter que le composant ne soit endommagé par une surchauffe pendant le fonctionnement, la valeur effective réelle traversant le composant doit être égale à 1.57IT(AV) après avoir été multipliée par un facteur de sécurité de 1.5-2. En supposant que le courant de charge moyen du circuit redresseur est Id et que la valeur efficace du courant traversant chaque appareil est KId , le courant nominal à l’état passant de l’appareil sélectionné doit être :

IT(AV)=(1.5-2)KId/1.57=Kfd*Id

Kfd est le coefficient de calcul. Pour l’angle de commande α= 0O , les valeurs de Kfd sous divers circuits redresseurs sont indiquées dans le Tableau 1 .

Tableau 1 : La tension de crête maximale UM du dispositif redresseur et le coefficient de calcul Kfd du courant moyen à l’état passant

Remarque : U2 est la valeur efficace de la tension phase secondaire du transformateur de la boucle principale ; le circuit de charge inductive à simple alternance comporte une diode de roue libre.

Lors de la sélection de la valeur IT (AV) du composant, le mode de dissipation thermique du composant doit également être pris en compte. En général, la valeur du courant nominal d’un même composant de refroidissement par air est inférieure à celle du refroidissement par eau ; dans le cas d’un refroidissement naturel, le courant nominal du composant doit être réduit à un tiers de la condition de refroidissement standard.