Date nominale:

UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCURESTI

PROIECTAREA UNUI

REDRESOR TRIFAZAT IN PUNTE NECOMANDAT

Studenta: Mogaru Georgiana Denisa Facultatea de Inginerie Electrica

Anul II, Grupa 121IE Profesor indrumator:

CRISTIAN MIHALACHECUPRINS

Etape de proiectare .............................................................................. 3 Tema de proiect ................................................................................... 4 Datele de proiectare ............................................................................. 6 Alegerea diodelor semiconductoare .................................................. .6 .Alegerea sistemului de racire ................................................................7 .Verificarea diodei din punct de vedere termic ................................ .....8.Alegerea sistemului de protectie la suprasarcina, scurtcircuit si supratensiuni.....................................................................................8ETAPE DE PROIECTARE

1) Alegerea diodelor semiconductoare; 2) Alegerea sistemului de racire; 3) Verificarea diodei din punct de vedere termic; 4) Alegerea sistemului de protectie la suprasarcina, scurtcircuit si supratensiuni; a) Stabilirea tensiunii nominale a sigurantei (Un); b) Stabilirea curentului nominal al sigurantei; c) Verificarea sigurantei la suprasarcina de scurta durata; d) Verificarea protectiei diodei la scurtcircuit; e)Calculul protectiei impotriva supratensiunilor care apar in momentul comutatiei diodelor;TEMA DE PROIECT

Se va proiecta un redresor trifazat in punte necomandat (cu diode de siliciu).

Partea de forta a redresorului trifazar in punte

Principiul de functionare al redresorului

Primarul transformatorului poate fi conectat in stea sau triunghi. Sarcina redresorului este rezistiv-inductiva.

Diodele conduc doua cate doua, pe rand, in functie de variatia tensiunilor din secundar. In orice moment, dintre diodele grupului de comutare P (D1, D3, D5) va conduce dioda care are anodul cel mai pozitiv, iar dintre diodele grupului N (D2, D4, D6) va conduce dioda care are catodul cel mai negativ. Tensiunea redresata ud este egala cu diferenta dintre potentialul anodului si respectiv potentialul catodului diodelor care conduc, adica diferenta dintre infasuratoarele alternantelor positiva si respectiv negativa ale sistemului trifazat de tensiuni din secundarul transformatorului (u10, u20, u30). Fiecare dioda conduce un interval k egal cu o treime dintr-o perioada a tensiunii retelei si este supusa pe durata blocarii la o tensiune inversa maxima uRmax.

Formele de unda caracteristica functionarii redresorului trifazat in punte

DATELE DE PROIECTARE

N=12 Udn =Tensiunea medie redresata la curent nominal in sarcina; Udn =3100- n*100=3100-1200=1900 V Idn = Curentul mediu redresat nominal;

Idn =(500+n*40)=500+480=980 A

f=Frecventa; f=50 Hz

Conditii de suprasarcina

400 % timp de 1 min

200 % timp de 2 ore

TA =Temperatura mediului ambiant; TA=40C

IP = curent prezumat de scurtcircuit; IP=4,75 kA

LS = inductivitatea totala a circuitului exterior;

LS=375 H

1) Alegerea diodelor semiconductoareSe face astfel incat sa nu fie depasiti doi parametri: tensiunea inversa repetitiva maxima VRRM;

curentul mediu direct maxim

Pentru stabillizarea acestora trebuie cunoscute formele de unda ale tensiunii inverse pe dioda si curentului direct prin dioda, forme de unda determinate de schema convertorului. Cunoscand formele de unda si valorile impuse pentru curent si tensiune la iesirea convertorului se deduc tensiunea inversa maxima VRM si curentul direct mediu pe care le va suporta in functionare normala.

Concret, pentru redresorul considerat se calculeaza, in prima aproximatie, considerand:

Curentul mediu prin fiecare brat al puntii redresoare sa fie:

Se determina apoi valorile minime admisibile pentru VRRM si :

cu

Unde coeficientul 1.1 tine seama de faptul ca se admit variatii ale tensiunii intre 85% si 110%. Coeficientul = 1.5 2.5 este un coeficient de siguranta si se considera 2 in cazul aceasta (presupunem cunoasterea naturii si amplitudinii supratensiunilor).

Unde ci = 0.6 0.9 este un coeficient de siguranta ce tine seama de faptul ca se foloseste racire naturala.

Pentru redresorul considerat luam =2 si ci=0.6 si rezulta:

Consultand catalogul Diode cu siliciu al SC Baneasa SA se aleg 2 diode de tip D630N2600, cu si VRRM=5200V ce se vor monta in serie.

2) Alegerea sistemului de racire

Din catalog (Anexa 1) se noteaza marimile caracteristice diodei:

rezistenta dinamica rT=0.6m ;

tensiunea de prag VT0 = 0.82V.

Se calculeaza puterea medie dizolvata in conductie in regim normal pe o dioda:

Alegem un radiator cu racire fortata cu urmatoarele caracteristici:

L = 70 mm RthCA=0.153) Verificarea diodei din punct de vedere termic

Tvj=TA+PFAV*(RthCA+r+RthICdc)

Valoarea din catalog TCmax = 128 C este mai mare decat TC din care rezulta un regim termic adecvat.

4) Alegerea sistemului de protectie la suprasarcina, scurtcircuit si supratensiuni a) Stabilirea tensiunii nominale a sigurantei (Un)

Date nominale:

> tensiunea la bornele instalatiei Un-instal = 400V,

> curentul mediu redresat, nominal

> conditii de suprasarcina clasa F (conditii grele, conform C.E.I.)

> frecventa de lucru f = 50 Hz.> inductivitatea totala a circuitului exterior: Ls=375 H

> curentul prezumat de scurtcircuit: Ip=4.5 KA

Pentru alegerea diodei in curent si tensiune folosim relatiile:

In urma consultarii catalogului alegem diodele D1300N1400 ce au:

VRRM>1131.37V cu valoarea 1400V ;

IFAVM>1220A respectiv 1300V.Tensiunea nominala a sigurantei trebuie sa fie mai mare sau egala cu tensiunea dintre bornele intre care este conectata (Un instal).

Un > Un instal Un sig=500V

b) Stabilirea curentului nominal al sigurantei

Curentul nominal al sigurantei se alege in functie de valoarea efectiva a curentului de suprasarcina de lunga durata (Isupr 1). Pentru sigurante in serie cu diodele, curentul prin siguranta va fi acelasi cu cel prin dioda.

Valoarea efectiva a curentului de suprasarcina de lunga durata printr-o siguranta IDs va fi:

unde:s = coeficient de suprasarcina; s=1.5

np = numarul de sigurante in paralel, conectate in serie cu dioda

cs = coeficient care tine seama de neuniformitatea repartitiei curentilor prin sigurantele in paralel (daca este cazul). Se alege cs=0.6 0.9

-consideram np*cs=1

Se alege curentul nominal al sigurantei:

In > Isig Isig=1000A

c) Verificarea sigurantei la suprasarcina de scurta durata

Siguranta fuzibila nu trebuie sa se topeasca pe durata supratensiunii de scurta durata.

Pentru sigurante in serie cu dispozitivele, valoarea efectiva a curentului de suprasarcina de scurta durata (Isupr 2) va fi:

unde: - coeficient de suprasarcina de scurta durata

IDsd- valoarea efectiva a curentului de suprasarcina de scurta durata

Calculam raportul:

Din caracteristica t=f() data in catalogul de sigurante, rezulta tp (timpul de prearc) care verifica conditia

tp>tsd

,unde tsd = durata suprasarcinii de scurta durata; pentru conditiile de suprasarcina de tip F, tsd = 1 min.

tprearc=700s > 60s

IC= IS=19kA - luam din IC diagramele de date in functie de IFSM

IFSM= 20kA

d)Calculul protectiei impotriva supratensiunilor care apar in momentul comutatiei diodelor

Un instal=40V

k=0.8

() sig=1.4* - luate din diagrama in functie de Ip/In

k*() sig