Повышение технических характеристик электрической передачи переменного тока, страница 11

     Видно, что по преобразуемой мощности (произведение номинальных тока и напряжения) последние японские образцы пре­вышают европейский уровень в 5—6 раз (срав­ним лучший прибор фирмы "Semikron" типа SKM400GA173D и модуль производства фирмы "Mitsubishi" типа СМ1200НА66Н). Практический опыт дает основания осторожно относиться к планам использования новейших японских приборов, так как зачастую информа­ционные материалы о них заметно опережают фактическую рыночную ситуацию. Кроме того, само получение информации о японских прибо­рах, особенно о ценах на них, вызывает затруд­нения. Европейские фирмы - по­ставщики, например, "Siemens", "Semikron", "ABB-Semi-conductors" имеют свои представительства во многих городах России, оперативно и каче­ственно, снабжающие клиентов информацией и осуществляющие все операции по поставкам.

     Кроме упомянутых приборов, таких как GTO и IGBT, в самое последнее время появилась со­вершенно новая разработка, одновременно со­зданная и фирмой "ABB Semiconductors", и фир­мой "Mitsubishi". Это так называемый управляе­мый по электроду управления тиристор (Gate Control Thyristor — GST) и отличающийся от него наличием встроенного блока управления (драй­вера) тиристор IGCT (Integrated GCT). В этих приборах комплексно реализованы требования к силовому ключевому элементу, давно очевид­ные для специалистов по преобразователям, но в силу различных технологических трудностей не находившие отражения в реальных приборах. GCT одновременно сочетает в себе симметрич­ную таблеточную конструкцию с двусторонним теплоотводом, минимальное падение напряжения во включенном состоянии, не требует высоко­энергоемких цепей питания блоков управления, обладает достаточной помехоустойчивостью при невысоких динамических потерях и, в силу осо­бенностей требуемого управляющего импульса (крутизна тока запирания до 2000 А/мкс), отличается идентичностью динамических харак­теристик. Последнее обстоятельство открывает практическую возможность последовательного соединения IGCT для создания высоковольтных полностью управляемых тиристорных вентилей. Максимально достигнутые параметры полу­проводниковых силовых приборов раз­личных типов приведены в табл. 1.

     Поскольку рассматриваются ключевые элементы преобразовательных устройств боль­шой мощности (передач и вставок постоянного тока, электропривода собственных нужд элект­ростанций и крупных строительных машин, тяго­вого электропривода и т.п.), для которых харак­терно значительное тепловыделение за, счет по­терь разного рода (от прохождения тока, при включении и запирании), то в состав таких пре­образователей целесообразно включать полупро­водниковые приборы таблеточной конструкции с двусторонним теплоотводом. Поэтому в табл.1 приведены только приборы, отвечающие этому требованию. Сравнение потребительских харак­теристик выбранных электронных ключей пред­ставлено в табл. 2

     Двухоперационные ключи любого типа, не обладают обратной блокирующей способностью, а в ряде случаев (например, IGCT) могут содержать си­ловой обратный диод. Это обстоятельство име­ет различные последствия при использовании в различных устройствах.

     Изучая мировые и российские тенденции развития железнодорожного транспорта и электрооборудования для подвижного соста­ва, АОА "Электровыпрямитель" развивает производство новой, перспективной элемен­тной базы — мощных полностью управляе­мых полупроводниковых ключей для совре­менного частотно-регулируемого электро­привода — IGBT-модулей и запираемых ти­ристоров,а также обычных тиристоров с улуч­шенными динамическими характеристиками, в том числе — высоковольтных. В ОАО "Электровыпрямитель" осво­ено производство тиристоров для преобразова­телей подвижного состава со следующими па­раметрами:

тиристоры на базе серии Т 353 и серии Т 453 с рабочим напряжением 4200 В, на ток 630 А, с временем выключения до 350 мкс Т 553-630-42, t_q< 350 мкс;

тиристоры промежуточной группы с рабочим напряжением 3200—3600 В, током нагрузки 630 А, временем выключения до 160 мкс Т 553-630-36, t_q < 125 мкс;                                                                                                                                                                                                                                     

Максимально достигнутые параметры силовых полупроводниковых приборов

Таблица 1

Тип прибора	Фирма - изготовитель	Марка
Традиционный тиристор	“ABB Semiconductors	5STP 34N5200	3350	4400	4200	2.54
GTO	“ABB Semiconductors	5Sgt 30J4502	3000	6000	17	3.35
IGCT	“ABB Semiconductors	5SHY 35L4502	4000	6000	19	2.65
GCT	“Mitsubishi”	FGC4000AX – 90DS	4000	4500	19	2.65
IGBT (HV IGBT)	“Toshiba Semiconductors Group”	ST1200FXF21	1200	3300	20	4.5
Примечания: 1. Ток I  для традиционного тиристора – номинальный средний ток; для остальных (полностью управляемых) приборов – максимальный полностью повторяющийся запираемый ток. 2.   для традиционного тиристора определяется при амплитудном токе . Значения для остальных  (полностью управляемых) приборов определяется при максимальном повторяющемся запираемом токе I. 3. Обозначения   для IGBT следует понимать как  соответственно

Сравнение потребительских характеристик современных мощных силовых ключей с двусторонним теплоотводом

Таблица 2