Электропневмотическое тормозное ЭПС (стр. 2 из 5)
 | (1.3) |
где С - емкость, рассчитанная по формуле (1.1) и (1.2);
mc - число последовательно соединенных конденсаторов в каждой параллельной цепи, mc = 2;
1,3 - коэффициент, учитывающий возможное уменьшение емкости конденсаторов при минимальной рабочей температуре минус 50° С.
 . |
Рассчитанное по формуле (1.3) значение округляется до ближайшего большего целого.
1.3. Минимальная емкость коммутирующего конденсатора
При минимальной рабочей температуре минус 50°С минимальная емкость коммутирующею конденсатора может быть получена из формулы (1.3):
 | (1.4) |
 Ф. |
С = Сmin используется при расчете максимальной скорости нарастания напряжения по формуле (2.4) из [I].
1.4. Максимальная емкость коммутирующего конденсатора
При положительной рабочей температуре емкость конденсаторов может превышать номинальную на 10%. В результате фактическое значение емкости может лежать в пределах от Сmin до Cmax.
По формуле (2.11) из [1] имеем:
 | (1.5) |
 Ф. |
C = Сmax используется при расчетах индуктивности коммутирующего дросселя по формуле (2.3) из [1] и рабочей частоты по формуле (2.7) из [I].
1.5. Индуктивность коммутирующего дросселя
По формуле (2.3) из [I] имеем:
 | (1.6) |
 Гн. |
Величина индуктивности контура L влияет на скорость нарастания прямого напряжения на тиристоре VS2. При открытом тиристоре VS1 напряжение на VS2 равно по величине напряжению на конденсаторе uc. Из уравнения (1.12) из [1]
 | (1.7) |
максимальная скорость изменения напряжения uc будет при ic = Im, где Im - амплитудное значение тока контура.
 | (1.8) |
Как следует из диаграммы uVS2 рис.5 из [1], начиная с момента, при
котором ic = Im к тиристору VS2 прикладывается прямое напряжение, скорость нарастания которого не должна превышать критическую
 | (1.9) |
Отсюда с учетом (1.16) из [1]
 | (1.10) |
получаем второе условие, ограничивающее величину индуктивности контура:
 | (1.11) |
 Гн. |
Выбираем большее из двух чисел, рассчитанных по формулам (1.6) и (1.11).
L= 558, 19.10-6 Гн.
1.6. Максимальная длительность коммутационного интервала
По формуле (2.8) из [1]
 | (1.12) |
где tkmax - максимальная длительность коммутационного интервала;
С=Сmax.
Взаимосвязь tkmax c током нагрузки является существенным недостатком преобразователей, выполненных по схемам, в которых коммутирующий конденсатор перезаряжается током нагрузки. При таких схемах для обеспечения надежного функционирования преобразователя при малых токах нужно либо снижать рабочую частоту, либо завышать минимальное напряжение на нагрузке.
 с. |
1.7. Максимальная длительность процесса перезаряда коммутирующего конденсатора
Длительность tn процесса перезаряда конденсатора равна длительности полупериода собственных колебаний контура.
С учетом формулы (1.15) из [I]
 | (1.13) |
гдеo - собственная частота колебательного контура, и из условия o . tn= получаем:
 | (1.14) |
 с. |
1.8. Рабочая частота регулирования
Ограничение максимального значения f связано с необходимостью получения заданного минимального напряжения по нагрузке Uнmin, при котором ток двигателя равен заданному значению Iнmin при u=0, где u - скорость поезда. По формуле (2.7) из [1] имеем:
 | (1.15) |
гдеUнmin=0,3. Umax. Получаем:
 | (1.16) |
 Гц. |
Отсюда период
 с. |
2. Расчет группового соединения полупроводниковых приборов
2.1. Число последовательно соединенных тиристоров в группе, выполняющей функции VS1
Число m последовательно соединенных приборов определяется из условия обеспечения максимально допустимого повторяющегося напряжения на приборе Uп при пробое одного из них. По формуле (3.1) из [1] имеем:
 | (2.1) |
гдеUvн – наибольшее (максимально возможное в рабочем режиме) напряжение на диоде или тиристоре, показанном на рис.1.;
к1 - коэффициент, учитывающий неравномерное распределение приложенного напряжения между последовательно соединенными приборами. Для не лавинных приборов к1 = 0,8, для лавинных, к1 = 1.
Значение mv должно обеспечивать также отсутствие отказов приборов при атмосферных и коммутационных перенапряжениях. По формуле (3.2) из [1]:
 | (2.2) |
гдеUнп - максимально допустимое неповторяющееся напряжение на приборе, Uнп=1,12. Uп;
k2 - коэффициент, учитывающий уровень ограничения пере напряжений устройствами защиты. k2= 1,4.
Полученные по формулам (2.1) и (2.2) результаты округляются до ближайшего большего целого числа и из них выбирается большее значение.
Uп равно классу прибора, умноженному на 100. У тиристоров наибольшими являются прямые напряжения, поэтому Uvs1н=Uvs2н=Umax.
Для тиристора ТБ-133-200 класса 10:
Uп=1000 В;
Uнп=1,12.1000=1120 В;
Uvн=3200 В;
k1=0,8 (для не лавинных тиристоров);
k2=1,4.
Для тиристора VS1:
по формуле (2.1)
 шт. |
по формуле (2.2)
 шт. |
Выбираем из двух большее: mv = 6 шт.
2.2. Число последовательно соединенных тиристоров в группе, выполняющей функции VS2
Для тиристора VS2:
по формуле (2.1)
| шт. |
по формуле (2.2)
 шт. |
Выбираем из двух большее: mv = 6 шт.
2.3. Число последовательно соединенных диодов в группе, выполняющей функции VD1
Значения наибольших напряжений определяются на основании диаграмм, приведенных на рис.9 при U= Umax. Наибольшие обратные напряжения на диодах VD1:
 | (2.3) |
 В. |
Для диода ДЛ-133-500, класса 13: