Повышение технических характеристик электрической передачи переменного тока, страница 14

     Основными элементами в модулях являются IGBT-чипы, изготовленные по NPT технологии. IGBT-транзисторы, изготовленные по этой тех­нологии, обладают высокой du/dtстойкостью, практически прямоугольной областью безопасной работы, что обеспечивает надежную работу приборов при предельных загрузках по току и напряжению. Эти транзисторы имеют положи­тельный температурный коэффициент напряже­ния насыщения, что позволяет успешно исполь­зовать IGBT-модули в параллельных соединени­ях. Особенностью наших модулей является низ­кое время спада тока при выключении, а также очень низкие и практически не зависящие от температуры остаточные токи. Это особен­но важно при работе транзисторов на высоких частотах.Планирует­ся выпускать модули, выполненные по одно и двухключёвой схемам, а также по схеме преры­вателя тока (чоппера). Транзисторы шунтируют­ся диодами оборотного тока, в качестве кото­рых используются супербыстровосстанавливающиеся диоды с "мягким" восстановлением.

     IGBT-модули первого конструктивного испол­нения (ширина модуля 34 мм) рассчитаны на токи 25, 50 и 75 А и предназначены для инвер­торов мощностью от 2 до 15 кВт. Модули вто­рого конструктивного исполнения (ширина мо­дуля 62 мм) рассчитаны на токи 100, 150 и 200 А и применяются в инверторах мощностью от 20 до 60 кВт. И самые мощные в этом ряду IGBT-модули третьего исполнения (ширина 62 мм) на токи 200, 320 и 400 А могут применяться в ин­верторах мощностью от 60 до 200 кВт. Завод приступил к подготовке производ­ства мощного высоковольтного IGВТ-модуля на ток до 1200 А и напряжение до 3300 В. Этот модуль может быть использован для тяговых электроприводов транспорта и в других электроприводах переменного тока большой мощности. Проводится также разработ­ка IGBT-транзистора таблеточной конструкции с прижимными контактами, что позволит увеличить съем тепла с элемента, еще более повысить ра­бочий ток и напряжение транзистора, улучшить технические параметры мощных инверторов.

     Одновременно с освоением производства IGBT-модулей завод готовит к выпуску серию ча­стотных диодов, которые могут быть использо­ваны в снабберных цепях и в качестве диодов обратного тока, например, в схемах инверторов с IGBT-модулями, а также в схемах чопперов для коррекции коэффициента мощности. Эти дио­ды характеризуются низким временем обратного восстановления и "мягким" спадом тока об­ратного восстановления. Рабочая частота, на ко­торой работают эти диоды, до 30 кГц.

     Диоды, так же как и IGBT-транзисторы, будут поставляться в модульной конструкции в бес­потенциальном исполнении как по схеме еди­ничного диода, так и по полумостовой схеме. Подготовлены к выпуску диоды на токи от 20 до 200 А, напряжение до 1200 В. Завод планирует выпускать частотные диоды в третьем конструктивном исполнении (ширина модуля 62 мм) на токи до 500 А, напряжение до 1700 В.

2.3. Инверторы напряжения для преобразова­телей     

       частоты и электроприводов различного   

        назначения

     По принципу своей работы преобразователи такого типа должны содержать обратно включен­ные диоды параллельно каждому плечу инвер­тора. В таком случае наличие встроенных дио­дов в базовых приборах удобно: облегчается процесс конструирования, улучшаются массогабаритные показатели, несколько снижаются сум­марные потери в полупроводниковых приборах преобразователя в целом.

     Таким образом, в настоящее время на миро­вом рынке представлена широкая и быстро ме­няющаяся номенклатура силовых полупроводни­ковых приборов. Их конструкция становится все более совершенной, мощность неуклонно возра­стает. Появляется все больше альтернативных вариантов силовых ключей для применения в том или ином преобразователе. Правильный выбор базового силового прибора определяет конст­руктивные, функциональные и стоимостные пре­имущества устройства по сравнению с анало­гами, использующими в своей главной схеме менее удачные для данного случая приборы.

3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИИ ТЯГОВЫХ  

     СТАТИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ 

3.1. Особенности эксплуатации статических  

       преобразователей подвижного состава

     Статическим преобразователем подвижного состава тяговым статическим преобразователем (ТСП) называется преобразователь или регулятор потока электрической энер­гии, предназначенный для эксплуатации на подвижном со­ставе. Условия эксплуатации ТСП существенно отличаются от условий эксплуатации стационарных преобразователей аналогичного назначения. Уровень напряжения в контактной сети в процессе дви­жения электроподвижного состава (ЭПС) по фидерной зо­не может значительно отличаться от номинального. Напри­мер, в контактной сети постоянного тока напряжение изме­няется в диапазоне от 2,4 до 4,0 кВ, а в контактной сети од­нофазного переменного тока — в диапазоне от 19 до 29 кВ. При этом меньший уровень напряжения контактной сети до­статочно часто совпадает во времени с наибольшей нагруз­кой тяговых двигателей и другого электрооборудования и наоборот. Поэтому элементы, комплектующие тяговые пре­образователи, рассчитывают на напряжение, обусловленное верхним граничным значением напряжения контактной се­ти, и в то же время отдельные узлы преобразователей, в частности, узлы принудительной коммутации должны обес­печивать надежную коммутацию токов в преобразователе при минимальном уровне напряжения контактной сети, но при максимальном токе нагрузки.