Como selecionar corretamente componentes controlados por silício para forno de fusão por indução

A seleção correta de dispositivos eletrônicos de potência, como tiristores e retificadores, é de grande importância para garantir a confiabilidade do forno de fusão por indução e reduzir o custo do forno de fusão por indução. A seleção de componentes deve considerar de forma abrangente fatores como seu ambiente de uso, método de resfriamento, tipo de circuito, propriedades de carga, etc., e levar em conta a economia sob a condição de garantir que os parâmetros dos componentes selecionados tenham margens.

Uma vez que os campos de aplicação dos dispositivos eletrônicos de potência são muito amplos e as formas de aplicação específicas são variadas, o seguinte descreve apenas a seleção de componentes de tiristores em circuitos retificadores e circuitos inversores de frequência intermediários monofásicos.

1 Seleção do dispositivo do circuito retificador

A retificação de frequência de potência é um dos campos mais usados ​​dos componentes SCR. A seleção do componente considera principalmente sua tensão nominal e corrente nominal.

(1) As tensões de pico direta e reversa VDRM e VRRM do dispositivo tiristor:

Deve ser 2-3 vezes a tensão máxima de pico UM que o componente realmente suporta , ou seja, VDRM/RRM=(2-3)UM . Os valores de UM correspondentes a vários circuitos de retificação são mostrados na Tabela 1 .

(2) Corrente nominal no estado IT (AV) do dispositivo tiristor:

O valor IT (AV) do tiristor refere-se ao valor médio da meia onda senoidal da frequência de potência, e seu correspondente ITRMS efetivo=1.57IT(AV) . Para evitar que o componente seja danificado por superaquecimento durante a operação, o valor efetivo real que flui através do componente deve ser igual a 1.57IT(AV) após ser multiplicado por um fator de segurança de 1.5-2. Assumindo que a corrente de carga média do circuito retificador é Id e o valor efetivo da corrente que flui através de cada dispositivo é KId, a corrente nominal de estado do dispositivo selecionado deve ser:

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

Kfd é o coeficiente de cálculo. Para o ângulo de controle α= 0O, ​​os valores de Kfd sob vários circuitos retificadores são mostrados na Tabela 1.

Tabela 1: A tensão máxima de pico UM do dispositivo retificador e o coeficiente de cálculo Kfd da corrente média no estado

Nota: U2 é o valor efetivo da tensão de fase secundária do transformador de malha principal; o circuito de carga indutiva de meia onda simples tem um diodo de roda livre.

Ao selecionar o valor do componente IT (AV), o modo de dissipação de calor do componente também deve ser considerado. Em geral, o valor nominal da corrente do mesmo componente do resfriamento a ar é menor que o do resfriamento a água; no caso de resfriamento natural, a corrente nominal do componente deve ser reduzida para um terço da condição de resfriamento padrão.