6.3. Контрольные вопросы
1) Расскажите об устройстве и принципе действия IGBT-транзистора.
2) В чем сходство и различие IGBT-транзистора и силового биполярного транзистора?
3) В чем сходство и различие IGBT-транзистора и запираемого (двухоперационного) тиристора?
4) Какими параметрами характеризуются свойства IGBT-транзистора? Какие параметры транзистора можно определить из выходных и передаточной характеристик?
Лабораторная работа 7
ДИАГНОСТИРОВАНИЕ СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ВЕНТИЛЕЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК
Цель работы: изучить принцип диагностирования вентилей и получить навыки измерения их параметров с помощью устройства измерения импульсных обратных токов силовых вентилей (УИИОТСВ).
7.1. Краткие теоретические сведения
Устройство для измерения импульсных обратных токов силовых вентилей, разработанное и изготовленное в ОмГУПСе, предназначено для оценки значения повторяющегося импульсного обратного тока любого типа силовых вентилей (диода, тиристора, кремниевого, германиевого, штыревого, таблеточного, лавинного, нелавинного).
В соответствии с ГОСТ 24461-80 (СТ СЭВ 1656-79) и Инструкцией по техническому обслуживанию и ремонту тяговых подстанций (ЦЭ-936) одним из параметров-критериев годности диодов является импульсный обратный ток IRRM, т. е. значение обратного тока в момент времени, который соответствует амплитуде максимально допустимого повторяющегося импульсного обратного напряжения URRM. При этом форма напряжения должна быть однополупериодная синусоидальная с длительностью импульса не более 10 мс (рис. 29). Диод считается выдержавшим испытание, если значение повторяющегося импульсного обратного тока не превышает нормы.
Рис. 29. Формы кривых тока и напряжения при проведении испытания
Условия измерения импульсного обратного тока: максимально допустимая температура перехода Tjm или Tj = (25 10) °C; максимально допустимое повторяющееся импульсное обратное напряжение URRM.
Измерение проводят в соответствии с ГОСТ 24461-80 по схеме, приведенной на рис. 30.
PV
Рис. 30. Схема проведения эксперимента
Основные требования к элементам схемы:
1) источник импульсов напряжения 1 должен обеспечивать однополупериодные синусоидальные импульсы напряжения длительностью 1 – 10 мс, частотой импульсов в пределах от одиночных до 50 Гц и амплитудой в соответствии с рис. 29;
2) должны использоваться следующие измерительные приборы: PV – вольтметр амплитудных значений; PA – миллиамперметр мгновенных значений.
Методика исследования состоит в следующем. К диоду от источника импульсного напряжения подается обратное напряжение, равное значению максимально допустимого повторяющегося импульсного обратного напряжения URRM. Значение URRM контролируется вольтметром амплитудных значений PV и должно соответствовать значению напряжения класса испытуемого диода.
Класс диода соответствует числу сотен вольт наибольшего повторяю-щегося импульсного обратного напряжения К = URRM/100. Так, например, для вентиля 24-го класса URRM = 2400 В.
В момент времени, который соответствует амплитуде обратного напряжения, с помощью миллиамперметра PA измеряют значение повторяющегося импульсного обратного тока IRRM.
Считается, что вентиль выдержал испытание, если значение повторяю-щегося импульсного обратного тока не превышает установленной нормы, указанной в групповом паспорте диодов вентильных конструкций или в справочных источниках (каталогах) при значениях температуры, оговоренных в ГОСТ 24461-80.
УИИОТСВ работает следующим образом. Переменное напряжение 220 В подается на первичную обмотку однофазного лабораторного автотрансформатора (ЛАТРа). От вторичной регулировочной обмотки ЛАТРа напряжение подается на первичную обмотку повышающего высоковольтного трансформатора. Повышенное напряжение вторичной обмотки высоковольтного трансформатора выпрямляется по однофазной однополупериодной схеме и подается на испытуемый вентиль с полярностью, показанной на рис. 30. Измерение амплитуды приложенного напряжения и протекающего импульсного обратного тока производится соответственно вольтметром и амперметром.
Разработанное устройство может быть выполнено в двух модификациях. Устройство модификации I имеет встроенные ЛАТР и повышающий высоковольтный трансформатор, который имеет первичную обмотку с напряжением 100 В, вторичную – с напряжением 3 кВ.
В устройстве модификации II предусмотрены выносные ЛАТР и повышающий высоковольтный трансформатор, которые могут быть предоставлены для диагностики на месте испытаний (тяговая подстанция, РРУ и т. д.). В ка-честве повышающего может быть использован измерительный трансформатор напряжения типа НОМ (ОМ, ОЛ), который имеет вторичную обмотку с напряжением 100 В, первичную – с напряжением 6 (10) кВ. При этом в схеме УИИОТСВ модификации II в качестве первичной обмотки повышающего трансформатора используется обмотка с напряжением 100 В, а в качестве вторичной – с напряжением 6 (10) кВ.
Характеристика УИИОТСВ модификаций I и II приведена в табл. 7.
Таблица 7