2.1.6. Выбор силовых полупроводниковых приборов (спп) для выпрямительной установки
Тип и количество СПП в плечах выпрямительной установки зависит от соотношения среднего значения выпрямленного тока и предельных токов СПП, а также от соотношения максимальных мгновенных значений напряжения и классов СПП по напряжению. На ЭПС, как правило, во время работы особенно в динамических режимах токи и напряжения многократно превосходят по величине предельные токи и напряжения одного прибора. На ЭПС каждое плечо выпрямительной установки формируется путем группового соединения СПП, то есть приборы соединяются последовательно и параллельно. Для выбора СПП предлагаются:
диоды типа ВЛ200 с предельным током IП = 200 А, 8 класса по напряжению UП = 800 В, 10 класса по напряжению UП = 1000 В и 12 класса по напряжению UП = 1200 В, падение напряжение ΔUД = 1,6 В и диоды типа ДЛ171-320 с предельным током IП = 320 А, 8, 10 и 12 класса по напряжению, падение напряжения ΔUД = 1,45 В;
тиристоры типа ТЛ171-250 с предельным током IП = 250 А, 9,10 и 11 класса по напряжению, падение напряжения ΔUT = 2,5 В, критическая скорость нарастания прямого тока
= 100 А/мкС, максимальный ток утечки
в непроводящем состоянии Iут
= 40 мА, максимально возможная разность
зарядов восстановления ΔQв
= 50 мкКл и тиристоры типа Т2-320 с
предельным током IП
= 320 А, 9,10 и 11 класса по напряжению, падение
напряжения ΔUT
= 2,1 В, критическая скорость нарастания
прямого тока
=
70 А/мкС, максимальный ток утечки в
непроводящем состоянии Iут
= 50 мА, максимально возможная разность
зарядов восстановления ΔQв
= 100 мкКл.
Число СПП, соединенных последовательно. Число последовательно соединенных СПП nпосл выбирается из условия обеспечения допустимых мгновенных значений напряжений на одном приборе при возможном пробое одного из них с целью повышения надежности ЭПС:
, (2.9)
где Кпов=1,16 – коэффициент, учитывающий возможное повышение напряжения в контактной сети Uс max = 29 кВ по отношению к номинальному напряжению в контактной сети UCH = 25 кВ.
Расчетное значение nпосл округляется до большего ближайшего целого числа и записывается в таблицу 2.6.
Таблица 2.6
Тип СПП |
Класс по напряжению |
nпосл |
nпар |
n = nпосл·nпар |
ВЛ200 |
8 |
|
|
|
ВЛ200 |
10 |
|
|
|
ВЛ200 |
12 |
|
|
|
ДЛ171-320 |
8 |
|
|
|
ДЛ171-320 |
10 |
|
|
|
ДЛ171-320 |
12 |
|
|
|
ТЛ171-250 |
9 |
|
|
|
ТЛ171-250 |
10 |
|
|
|
ТЛ171-250 |
11 |
|
|
|
Т2-320 |
9 |
|
|
|
Т2-320 |
10 |
|
|
|
Т2-320 |
11 |
|
|
|
Число СПП, соединенных параллельно. Число параллельно соединенных ветвей СПП в каждом плече моста выпрямительной установки nпар определяется из условия обеспечения допустимого среднего значения тока в СПП:
,
(2.10)
где Кпер = 1,6 – коэффициент, учитывающий возможную перегрузку СПП на этапах трогания и разгона поезда, на которых ток тягового двигателя может превышать номинальный;
Кнер = 0,85 – коэффициент, учитывающий неравномерное распределение тока между параллельными ветвями, связанное с разбросом вольтамперных характеристик СПП;
Кссо = 0,8 – коэффициент, учитывающий снижение скорости охлаждающего воздуха при уменьшении напряжения в контактной сети;
Кпоо = 0,9 – коэффициент, учитывающий подогрев охлаждающего воздуха при последовательном расположении охладителей СПП в направлении движения потока воздуха.
Расчетное значение nпар округляется до большего ближайшего целого числа и записывается в таблицу 2.6.
Минимальное общее количество СПП в плече мостового выпрямителя n = nпосл·nпар является основанием для выбора типа СПП и его класса по напряжению. При равном общем количестве СПП в различных вариантах предпочтение имеет вариант, в котором СПП имеет более низкий класс по напряжению, или вариант, в котором СПП имеет меньший предельный ток, так как цена СПП в этом случае будет меньше.
Записать тип выбранного СПП, его класс по напряжению и количество последовательно соединенных СПП, количество параллельных ветвей СПП.