Силовые блоки на основе мощных диодов и тиристоров.Продолжение
В данной конструкции реализован однофазный ключ переменного тока на действующий ток 1400А, напряжение 3500В. Силовые блоки оснащаются R-C - цепя-
ми для обеспечения надежного включения тиристоров и защиты от перенапряжений. С помощью этих блоков легко собирается соответствующий многофазный ключ с теми же выходными параметрами, который может быть использован, например, в компенсаторах реактивной мощности. На основе этих же блоков можно собрать любую другую из перечисленных выше стандартных силовых схем, например, мощный управляемый трехфазный выпрямительный мост для электропривода постоянного тока прокатного стана или для других применений.
Достаточно просто решается конструкция силового блока на основе плоских водяных охладителей нашей разработки и мощных таблеточных СПП, где все элементы схемы собраны в единый блок с общим прижимным устройством. Варьируя количество СПП и охладителей, их пространственное расположение относительно друг друга, можно реализовать практически все стандартные силовые схемы в широком диапазоне мощностей - от высоковольтных диодных или тирис-торных столбов до многофазных схем выпрямления и ключей переменного тока.
На рис. 2 представлен один из таких блоков, выполненный по схеме однофазного моста, с применением жидкостных теплоотводов ДЖИЦ 432281.011-01 и тиристоров Т173-4000-10, рассчитанный на выходные токи до 3000А.
При необходимости приборы могут быть электрически изолированы от охлаждающих устройств с помощью выпускаемых предприятием изоляционных теплопроводящих элементов.
Весьма перспективными силовыми блоками в диапазоне преобразуемых мощностей от 5 кВт до 400 кВт являются дио-дно-тиристорные сборки на основе беспотенциальных модулей. ОАО «Электровыпрямитель» выпускает сегодня большую серию силовых энерготермоциклостой-ких диодно-тиристорных модулей прижимной конструкции с шириной медного основания 20 мм, 34 мм, 50 мм, 60 мм и 70 мм, для которой были специально разработаны высокоэффективные охлаждающие устройства, в том числе предусматривающие групповое размещение модулей. Конструкция таких охлаждающих устройств зависит от электрической схемы и мощности силового блока, типа и количества применяемых модулей.
На рис. 3 показан силовой блок трехфазного регулируемого выпрямителя на ток 246А, напряжение 0,4кВ, с применением трех 2- ключевых тиристорных модулей типа М2Т-160 и нового охладителя типа 055, который по эффективности
теплосъема и габаритно-присоединительным размерам полностью соответствует аналогичным теплоотводам, выпускаемых фирмами Fischer, Semikron, Eupec.
Оптимальная длина охладителя для каждого конкретного случая рассчитывается с использованием 3-мерного моделирования распределения тепла в силовом блоке (рис. 4) при заданных заказчиком режиме токовой нагрузки и условиях охлаждения модулей. На каждом блоке устанавливаются термореле и снабберные цепи.
Блоки такой конструкции предназначены для устройств плавного пуска и управления скоростью вращения электродвигателей постоянного тока, регуляторов температуры и освещенности, электросварки, индукционного нагрева, гальваники, источников бесперебойного питания. Особенности конструкции блоков: компактные, легкие, беспотенциальный охладитель, высокая плотность мощности на единицу объема, высокая надежность при работе в тяжелых режимах циклических нагрузок.
Если общая токовая нагрузка превышает допустимый отвод тепла от элементов схемы, то на одном охладителе монтируется плечо схемы, а все силовое устройство компактно размещается на общей несущей плите. Этот случай представлен на рис.5, на котором изображен силовой блок реверсивного 3-фазного тиристор-ного моста для мощного тягового электропривода постоянного тока. Здесь используются 12 тиристорных модулей типа М1Т-630-12 и моноплиты, аналогичные охладителю 055. Основные технические характеристики и параметры силового блока реверсивного моста представлены в таблице 1.
На предприятии проводится разработ- в виде моноплит с запрессованными реб-ка эффективных воздушных охладителей рами шириной до 600 мм для более слож-
ных и мощных преобразовательных устройств, силовые блоки которых включают в себя вместе со схемой выпрямления также IGBT инверторы.
Литература:
1. Мартыненко В.А., Чумаков Г.Д. Новые высокомощные диоды и тиристоры для промышленности, транспорта и энергетики//Компо-ненты и технологии. Силовая электроника. 2005.№ 1.
2. ОАО «Электровыпрямитель». Силовые бло-ки//МИ: Разработки в электронике. 2004. № 4.
|
