Электродвигателя и полупроводниковых устройств

а) Защита двигателя. Выбор плавкой вставки предохранителя осуществляется по условиям длительной эксплуатации и пуска.

1. Если условия пуска лёгкие, то номинальный ток вставки выбирается по пусковому току нагрузки

Iв.ном = 0,4 Iп,

где Iп – пусковой ток асинхронного двигателя с КЗ ротором.

2. Для тяжёлых условий пуска, когда двигатель медленно разворачивается (привод центрифуги), или в повторно-кратковременном режиме, когда пуски происходят с большой частотой

Iв.ном = (0,5 – 0,6) Iп.

3. Если предохранитель стоит в линии, питающей несколько двигателей, плавкую вставку рекомендуется выбирать по формуле

Iв.ном = 0,4 ,

где Iр – расчётный номинальный ток линии, равный . Разность Iр – Iном. дв

берётся для двигателя, у которого она наибольшая.

4. Для двигателя с фазным ротором, если Iп 2 Iном. дв., плавкую вставку можно выбирать по условию

Iв.ном = (1 - 1,25) Iном.дв. .

5. Выбранные предохранители надо проверить на КЗ непосредственно у двигателя. Берётся двухфазное КЗ при изолированной нейтрали и однофазное КЗ на землю, если нейтраль заземлена. Для правильной работы необходимо

Iк/Iв.ном 3 – 4,

где Iк – ток КЗ у двигателя; Iв.ном – номинальный ток плавкой вставки у двигателя.

Зачение Iк зависит от активного и реактивного сопротивления источника питания (трансформатора) и питающих линий.

Для двухфазного КЗ:

Iк(2) = ;

для однофазного КЗ:

Iк(1) = ;

для трёхфазного КЗ:

Iк(3) = .

Сопротивления фаз Zф и Zфо определяются уравнениями

Zф = ;

Zфо = ,

где Rф и Хф – активное и индуктивное сопротивления проводников фазы; Rфо и Хфо –т о же нулевого провода; Rт и Хт –т о же фазы трансформатора; Zт1 – полное расчётное сопротивление трансформатора при замыкании на землю.

б) Выбор быстродействующих предохранителей для защиты полупроводниковых приборов.На рис. 6.9. представлена схема мощной выпрямительной установки. В каждом плече моста установлено по пять диодов, каждый из которых защищён предохранителем FU. При пробое диода VDk ток Iк,

обозначенный пунктиром, замыкается через VDk в обратном направлении и закорачивает две фазы. Предохранитель FU срабатывает, повреждённый диод отключается, и схема продолжает нормальную работу с некоторой перегрузкой диодов.

Рис. 6.9. Схема защиты полупроводниковых диодов в мощной выпрямительной установке

Рис. 6.10. Зависимость преддуговых интегралов от тока предварительной нагрузки

Полный джоулев интеграл при отключении предохранителя ( )откл. пред. должен быть меньше допустимого джоулева интеграла полупроводникового прибора ( )приб. .Для защиты диодов должно соблюдаться условие

( )откл. пред. ( )приб.

где n – число параллельных ветвей преобразователя; с – коэффициент неравномерности деления тока по ветвям. При равномерном распределении тока

с = 0 и ( )откл. пред. ( )приб. Значение ( )приб. Для прибора берётся из каталога или (при синусоидальном токе) по уравнению

( )приб. = Т/4,

где - допустимое значение ударного неповторяющегося тока в прямом направлении; Т – период переменного тока.