Как правильно подобрать кремниевые управляемые компоненты для индукционная плавильная печь

Правильный выбор силовых электронных устройств, таких как тиристоры и выпрямители, имеет большое значение для обеспечения надежности индукционной плавильной печи и снижения стоимости индукционной плавильной печи. При выборе компонентов следует всесторонне учитывать такие факторы, как среда их использования, метод охлаждения, тип схемы, характеристики нагрузки и т. д., а также учитывать экономию при условии, что параметры выбранных компонентов имеют запасы.

Поскольку области применения силовых электронных устройств очень широки, а конкретные формы применения различны, далее описывается только выбор тиристорных компонентов в схемах выпрямителей и схемах однофазных инверторов промежуточной частоты.

1 Выбор устройства схемы выпрямителя

Выпрямление промышленной частоты является одним из наиболее часто используемых компонентов SCR. При выборе компонента в основном учитываются его номинальное напряжение и номинальный ток.

(1) Прямое и обратное пиковые напряжения VDRM и VRRM тиристорного устройства:

Оно должно в 2-3 раза превышать максимальное пиковое напряжение UM, которое фактически выдерживает компонент, то есть VDRM/RRM=(2-3)UM. Значения UM, соответствующие различным схемам выпрямления, показаны в таблице 1.

(2) Номинальный ток в открытом состоянии IT (AV) тиристорного устройства:

Значение IT (AV) тиристора относится к среднему значению полуволны синусоиды промышленной частоты и соответствующему ему эффективному ITRMS=1.57IT(AV). Чтобы предотвратить повреждение компонента из-за перегрева во время работы, фактическое эффективное значение, протекающее через компонент, должно быть равно 1.57IT(AV) после умножения на коэффициент безопасности 1.5-2. Предполагая, что средний ток нагрузки схемы выпрямителя равен Id, а действующее значение тока, протекающего через каждое устройство, равно KId, номинальный ток во включенном состоянии выбранного устройства должен быть:

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

Kfd – расчетный коэффициент. Для угла управления α=0° значения Kfd при различных схемах выпрямителя приведены в таблице 1.

Таблица 1: Максимальное пиковое напряжение UM выпрямительного устройства и расчетный коэффициент Kfd среднего тока в открытом состоянии

Примечание: U2 – действующее значение вторичного фазного напряжения трансформатора основного контура; в однополупериодной цепи индуктивной нагрузки используется шунтирующий диод.

При выборе значения IT (AV) компонента также следует учитывать режим тепловыделения компонента. Как правило, номинальное значение тока одного и того же компонента воздушного охлаждения ниже, чем у водяного охлаждения; в случае естественного охлаждения номинальный ток компонента должен быть снижен до одной трети от стандартного режима охлаждения.