отчет. Потери в силовых полупроводниковых приборах. Тепловой расчет
 Скачать 187.48 Kb.
|
 Министерство науки и высшего образования Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» (ТПУ) Инженерная Школа Энергетики Направление: 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника Индивидуальное задание №2: «Потери в силовых полупроводниковых приборах. Тепловой расчет» по дисциплине Силовые преобразователи в электроснабжении
Томск 2022 Задание: Используя информационные ресурсы выбрать силовой диод и охладитель к нему. Рассчитать потери в силовом полупроводниковом приборе (статические и динамические). Провести анализ теплового режима диода. При анализе считать, что режим работы непрерывный, постоянный. Если выбранный диод не подходит по тепловому режиму: 1) изменить условия охлаждения; 2) вернуться к пункту 1. Сделать заключение по возможности применения выбранного диода. В таблице 1 сведены исходные данные. Таблица 1 – Исходные данные
Согласно заданному варианту на рисунке E представлена диаграмма изменения прямого тока и обратного напряжения диода.  Ход выполнения задания Произведем выбор силового диода Среднее значение прямого тока через диод:  Действующее значение прямого тока через диод:  Выбираем диод Д132-63. Основные параметры диода:  – пороговое напряжение; – дифференциальное сопротивление диода в прямом направлении; – максимальное обратное напряжение диода; – максимальный ток диода в обратном направлении; – дифференциальное сопротивление диода в обратном направлении.  Рассчитаем статические и динамические потери Определим статические потери от прямой проводимости:  Определим статические потери от обратной проводимости:  Динамические потери: при включении и выключении. Считаем, что время выключения равно времени восстановления диода:  Частота изменения напряжения (тока) на диоде равна 140 Гц. Усредним мощность на выключение на интервале 1 с. Учтем количество выключений:  Мощность на включение:  В итоге получаем: Статические потери:  Динамические потери:  Суммарные потери:  Проведем анализ теплового режима диода Режим работы непрерывный, постоянный. Температура кристалла определяется по формуле:  Где  – максимальная температура окружающей среды = 35 ; –суммарное тепловое сопротивление тепловой цепи; - суммарные потери в силовом полупроводниковом приборе = 22.4054 Вт.Для диода Д132-63 рекомендуется использовать готовый охладитель О231-80. На рисунке 1 представлено переходное тепловое сопротивление переход– корпус Z(th)tjc.  Рисунок 2 – Переходное тепловое сопротивление переход – корпус Z(th)tjc Режим работы будем считать непрерывным, постоянным.  Суммарное тепловое сопротивление цепи рассчитывается так:  При естественном воздушном охлаждении:  При принудительном обдуве воздухом (3 м/с):  При принудительном обдуве воздухом (6 м/с):  Отсюда температура для всех трёх случаев:    Как можно видеть, условие выполняется во всех случаях, поэтому принимаем диод Д132-63. Заключение: силовые диоды Д132-63 применяются в качестве выпрямительных и размагничивающих диодов, для предотвращения пагубного воздействия коммутационных перенапряжений, в низковольтных выпрямителях сварочного и гальванического оборудования, в неуправляемых или полууправляемых выпрямительных мостах, а также в электрогенераторах промышленности и транспорта. |
, В
, А