электрические приборы и машины
 
 
   
 
   
 
 
     
 
Главная / Тиристорные генераторы / Инверторные схемы / Выбор коммутирующих конденсаторов

Выбор коммутирующих конденсаторов

Задача состоит в выборе типа конденсатора с учетом допустимого для заданных условий его рабочего напряжения Up.

Коммутирующие конденсаторы используются в инверторах в широком диапазоне рабочих частот ƒ и скважностен работы q, причем

(6-74)

где tp — полное время работы за один цикл при повторно-кратковременном режиме; tп — полное время пауз между рабочими им пульсами за один цикл. При непрерывном режиме работы tп = 0 и q = 1.

Номинальное напряжение Uном нормируется для фиксированной частоты. С повышением частоты допустимое значение Up приходится существенно снижать относительно Uном во избежание теплового пробоя диэлектрика конденсатора; с повышением скважности q значение Up можно в общем случае увеличивать пропорционально члену √q, не превосходя ни в каких случаях некоторого предельного значения.

Ниже даны рекомендации, как учитывать все эти факторы. Однако окончательно режим использования конденсатора должен быть согласован с его разработчиком.

Рекомендуемые типы конденсаторов и минимально допустимые значения напряжений Up в зависимости от частоты и скважности приведены в табл. 6-2. Возможность увеличения Up по сравнению с табличными значениями должна устанавливаться экспериментально после предварительного расчета допустимого режима.

Таблица 6-2

ƒ, кГц

q

Рекомендуемый конденсатор

Допустимое значение Up/Uном

До 3

 

До 5
5—10

К77-5

0,5
1

Свыше 10

К75-10 К73П-2

Не менее 1 (Uр≤700 В) 0,5

3-7

До 15

К77-5

0,5

Свыше 15

К75-10
ПКГИ

Не менее 1 (Up700 В)
0,7

7-10

До 20

K72-1I

1

Свыше 20

К75-10
ПКГИ

Не менее 0,5 (Up700 В)
0,5

10—50 50—100

Свыше 10 Свыше 50

К72-11

Не менее 0,5 (Up500 В)

Для проведения этого расчета необходимо знать хотя бы одну экспериментально проверенную базисную рабочую точку, для которой известны потери в конденсаторе рб, скважность q6, превышение температуры корпуса над температурой окружающей среды («перегрев») τб, поверхность охлаждения корпуса Пб.

Тогда для рассчитываемого режима

где τдоп — допустимое значение т для данного типа конденсатора (обычно 15—20 °С).

При подсчете величины П учитывается поверхность только вертикально расположенных сторон корпуса высотой hк, причем зазор δ' (в сантиметрах) между этими сторонами и соседними элементами должен быть не менее

(6-75)

где для конденсаторов с прямоугольным корпусом kδ = 1, с цилиндрическим — kδ = ⅓.

Потери и величина т (в градусах Цельсия) связаны зависимостью

(6-76)

где α — удельный эквивалентный коэффициент теплоотдачи конденсатора, Вт/(см2·°С); р — в ваттах; П — в сантиметрах квадратных.

Ориентировочно в обычном температурном диапазоне

(6-77)

Потери р и рабочее напряжение конденсатора емкостью С в непрерывном режиме работы при частоте ƒ связаны зависимостью

(6-78)

где δ — угол потерь диэлектрика конденсатора.

Следует иметь в виду, что в общем случае величины δ и tg δ сами зависят от частоты ƒ. При наличии высших гармоник

(6-79)

где n — номер гармоники; Un— напряжение этой гармоники; Сn, δn — емкость и угол потерь на этой гармонике; практически достаточно ограничиться учетом 15—20 членов ряда в (6-79). Необходимо обеспечить

p≤pном (6-80)

где pном — допустимые потери в номинальном режиме. Отсюда получаем допустимое эквивалентное синусоидальное напряжение Uном, по которому выбирается конденсатор:

(6-81)

При этом использовано то обстоятельство, что параметр tg δn связан с частотой практически линейно: tg δn = n tg δном, где δном — угол потерь при номинальной частоте.

Это выражение можно использовать для конкретизации значений Up/Uном, приведенных в табл. 6-2, в пределах диапазонов частоты и скважности.

 
 
     
 
Copyright © 2012 Электродвигатели и трансформаторы
электрические приборы и машины
Rambler's Top100
Создание сайта Вебцентр