Повышение технических характеристик электрической передачи переменного тока, страница 13

Тип	Повторяю-щееся импульсное напряжение в закрытом состоянии и повторяю-щееся импульсное обратное напряжение  В	Импульсный запираемый ток А	Ударный неповторяю-щийся ток в открытом состоянии А	Критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии  А/мкс	Критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии  В/мкс	Импульсное напряжение в открытом состоянии  В	Повторяю-щийся импуль-сный ток в закрытом состоянии и повторяю-щийся импульсный обратный ток  мА	Время выклю-чения по управляю-щему электроду  мкс	Запираю-щий импульс-ный ток управления  А	Макси-мальная темпера-тура полупровод-никовой структуры С	Диаметр контактной поверхности таблеточного корпуса, мм
ТЗ 243-630	1200-2000	630	3500	250	500	3,2	70	12,5; 16	230	125	38
ТЗ 243-800	1200-2000	800	4000	250	500	3,0	70	16; 20	270	125	38
ТЗ 250-1000	1200-2400	1000	6000	250	500	3,5	100	16; 20	300	125	50
ТЗ 253-1250	1200-2400	1250	7000	250	500	3,3	100	20; 25	350	125	50
ТЗ 273-2000	2400-5000	2000	13000	250	500	4,8	100	25; 32	600	125	75
ТЗ 273-2500	2400-4500	2500	14000	250	500	4,5	100	32	650	125	75

     В высоковольтных тиристорах только 10% допускаемой тепловой нагрузки ос­тается на потери, связанные с полезным током, производящим работу. Типичное значение снабберной емкос­ти запираемых тиристоров первого поко­ления — 2 мкФ на 1000 А коммутируемо­го тока.

     В настоящее время освоены новые приемы конструирования и новые технологичес­кие приемы, позволяющие производить оптимизированные тиристоры второго поколения, в которых доля тепловой на­грузки, связанная с полезной работой, может быть повышена вдвое.

     Это такие технологии, как тонкое ре­гулирование легирующих профилей, мезатехнология, протонное и электронное облучение для создания специального рас­пределения контролируемых рекомбинационных центров, технология так называемых прозрачных или тонких эмит­теров, применение буферного слоя в n-базовой области и др. Использование этих дос­тижений позволяет также снизить примерно вдвое снабберную емкость (до 1 мкФ на 1000 А коммутируемого тока), уменьшить суммарные потери мощности в элементах схемы и повысить рабочую частоту до 1000 Гц.

      Особое направление работ в области запираемых тирис­торов — так называемые GCT-тиристоры, впервые разрабо­танные совместно фирмами . ABB и "Mitsubishi". Их особен­ностью является способ уп­равления (запирания) очень большим током, вводимым че­рез управляющий электрод со скоростью 1000 — 1500 А/мкс. Ток управления равен или превосходит анодный ток. В результате достигается уменьшение времени задержки выключения пример­но в 10 раз.

     Такие тиристоры очень легко соединяются последовательно и параллельно и могут рабо­тать без снабберной емкости, что практически снимает ограничения по мощности и рабоче­му напряжению. Эти особенности открывают новые возможности применения запираемых тиристоров.

Трудность в конструировании таких тирис­торов — создание специальных драйверов, по­зволяющих осуществлять очень быстрое запирание и создание специальных малоиндуктив­ных корпусов.

ОАО "Электровыпрямитель" также работает над созданием GCT-тиристоров и драйверов для управления ими.

     Другие направления работ — асимметричные запираемые тиристоры, запираемый тиристор со встроенным диодом обратного тока, запираемый тиристор повышенной мощности (4000 А, 6000 В).

     Параллельно с запираемыми тиристорами и для использования в комплекте с ними в ОАО "Электровыпрямитель" разработаны и освоены в серийном производстве быстровосстанавливающиеся диоды для демпфирующих (снабберных) цепей и диоды обратного тока, а также мощ­ный импульсный транзистор для выходных кас­кадов драйвера управления.

     Вся серия быстровосстанавливающихся дио­дов состоит из 17 типов, перекрывает диапазо­ны токов от 63 А до 1000 А и напряжений от 400 до 4600 В.

2.2. IGBT транзисторы и FRD диоды

     ОАО "Электровыпрямитель" освоил в 1997 г. производство силовых модулей на основе IGBT транзисторов и FRD диодов с "мягкими" характеристиками обратного вос­становления.Эти перспективные приборы на­ходят сегодня широкое применение в частотном электроприводе различного назначения, в том числе и для преобразователей собственных нужд (ПСН) электропоездов и вагонных секций. Преимущества этой конструкции общеизвестны. Они заключаются, в электрической изоляции элементов схе­мы модуля от охлаждающих устройств, легкости монтажа и удобстве объединения с другими схе­мами преобразователя. Модульная конструкция позволяет минимизировать паразитные индук­тивности в силовых цепях и за счет этого сни­зить всплески перенапряжений и коммутацион­ные потери в транзисторах.