WWW.KN.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Различные ресурсы
 


«Алексей Полещук, инженер лаборатории автоматизации Непрерывное повышение мощности электросиловых электропреобразовательных установок, ...»

Методы повышения качества

измерения характеристик СПП

в области статических потерь

Оборудование для прецизионного измерения

прямого падения напряжения мощных СПП

Алексей Полещук,

инженер лаборатории автоматизации

Непрерывное повышение мощности электросиловых электропреобразовательных

установок, связанное с развитием промышленности и энергетики ведет к

непрерывному повышению требований к характеристикам и нагрузочной

способности силовых полупроводниковых приборов (СПП). Соответственно, растут требования к допустимой токовой нагрузке силовых тиристоров и диодов, которая ограничивается потерями на тепловыделение в полупроводниковых структурах и интенсивностью процесса теплоотвода от кристалла.

Производители СПП прилагают множество усилий по максимальному снижению статических потерь проводимости при сохранении остальных параметров СПП на требуемом уровне. Результатом такого подхода является наличие некоторого, достаточно существенного, разброса параметров СПП в партии приборов даже в случае применения современных технологий. При этом достаточно малый разброс характеристик, в пределах 10-15% процентов, способен оказать ключевое влияние на сравнительную нагрузочную способность приборов вследствие ограничений по допустимому тепловыделению на кристалле в диапазоне больших токов. С другой стороны, очень часто присутствует необходимость коммутации токов, величина которых превышает токонесущую способность кристаллов большого диаметра (90мм и более). В этом случае возникает необходимость параллельного соединения СПП в единый узел, приборы в котором должны быть прецизионно подобраны по параметрам для достижения их симметричного нагружения и выравнивания тепловыделения.

Вышеперечисленные задачи обуславливают необходимость максимально точного измерения параметров СПП, отвечающих за статические потери проводимости, в данном случае падения напряжения в открытом состоянии (VTM), для их корректной классификации и селективной группировки для параллельного соединения. Для измерения VTM на рабочих токах в приборах больших диаметров необходимо оборудование, позволяющее формировать токовые импульсы заданной амплитуды и формы с высокой точностью и повторяемостью. При этом существенной для измерения параметров является не только амплитуда токового импульса, но и его длительность, форма и последующая обработка полученных данных.

Формирование токового импульса В разработанном оборудовании для формирования токового импульса с изменяемой формой применяется топология параллельного buck-преобразователя, работающего в качестве источника тока. Источником энергии для импульса является набор батарей конденсаторов, коммутируемых высокоскоростными IGBTмодулями с целью формирования токового импульса заданной формы и амплитуды после сглаживания на фильтре.

Модульная конструкция с параллельным соединением ячеек позволяет м

–  –  –

Рис.1 Функциональная схема измерительного модуля Используя адаптивную схему оцифровки сигнала и цифровое управление силовыми ключами возможно получить практически любую форму токового импульса, включая трапециидальную, полусинус, ступенчатую тапециидальную и S-образную.

Повышение быстродействия контура управления током Основным требованием, которое предъявляется к контуру управления, является максимально точная генерация заданного токового импульса достаточно малой длительности и обеспечение ее повторяемости в последовательности испытаний. При этом параметры цепи, в которой протекает тестовый ток, являются достаточно стабильными и не изменяются в процессе проведения измерений, либо изменяются нечасто. Это позволяет реализовать регулятор тока, осуществляющий управление током в цепи на основе предварительно сформированной математической модели.





На приводимой ниже схеме (рис. 2):

ID(t) – желаемая форма токового импульса;

WM – модель управляемого объекта, электрической цепи;

FM– фильтр измеренного значения тока;

I(t) – реальное значение тока в цепи;

g(t) – внешние возмущающие воздействия;

LQR-регулятор – регулятор, минимизирующий ошибку формирования токового импульса;

WM(L, R, …)

–  –  –

Рис.2 Упрощенная схема регулятора тока При наличии достаточно точно идентифицированной модели системы, возможно не только увеличить скорость отработки системой заданного сигнала, но и синтезировать оптимальные фильтр и регулятор для увеличения стойкости управляющей цепи к внешним помехам и шумам. Последнее является особенно важным, учитывая достаточно высокий уровень электромагнитных возмущений, генерируемый силовыми ключами.

Автоматическая идентификация параметров цепи основывается на определении таких параметров, как омическое сопротивление (R) контура, индуктивность (L), эффективная емкость конденсаторных накопителей энергии (С)путем подачи серии тестовых импульсов и последующей обработки результатов для самонастройки системы под текущие характеристики цепи. Помимо этого осуществляется диагностика состояния конденсаторных батарей для исключения эффекта их старения и дальнейшей разбалансировки системы.

Указанные возможности обеспечивают отклонение реального тока от заданного в динамике не более чем на 2-3% и повторяемость результатов измерений на уровне 0,6-0,9% (рис. 3, 4).

–  –  –

Обработка оцифрованных результатов измерений Основной целью проводимых измерений является получение наиболее адекватных значений UTM(FM) биполярных СПП при заданном значении тока и форме импульса. Реальное значение тока испытывает флуктуации вокруг целевого значения в процессе измерения вследствие импульсного метода регуляции тока, что вносит определенный разброс в измеряемые значения, которые дополнительно оказываются зашумленными внешними помехами.

Для получения более точного значения напряжения необходимо провести дополнительную математическую обработку результатов измерений.

Для этого за основу берется известное уравнение, приближенно описывающее вид ВАХ силового прибора [1]:

В области малых отклонений от точки измерения данная формула может быть успешно линеаризована и к полученной совокупности результатов измерений может быть приведен метод наименьших квадратов для получения наиболее достоверной оценки измеряемого параметра. Для успешной реализации данного метода измерение проводится не менее чем в 10-20 точках в окрестности заданного значения тока.

Рис. 5 Трапецеидальный импульс 4kA, 2000 us Измерение UTM при различных формах тестовых импульсов Значение UTM может варьироваться в зависимости от формы токового импульса вследствие различного прогрева полупроводниковой структуры и динамических процессов в приборе. Основной задачей является обеспечение равномерного полного открытия СПП для протекающего тока, минимизировав при этом изменение его характеристик вследствие нагрева протекающим током.

Поэтому для различных приборов может оказаться целесообразным применение различных форм тестовых импульсов: от синусоидальных до Sобразных.

На следующих графиках приведены графики форм токовых импульсов.

–  –  –

Заключение Измерение потерь проводимости СПП позволяет формировать из них параллельные сборки с повышенной надежностью функционирования и более симметричным нагружением отдельных приборов. Для кристаллов значительных диаметров, обладающих существенным временем включения, указанное оборудование позволяет подобрать оптимальный режим тестирования, минимизирующий собственный нагрев кристалла при обеспечении полного включения кристалла в проводящее состояние по площади.

Указанный измерительный модуль является частью разработанного комплекса измерения статических параметров СПП, обеспечивающего тестирование тиристорных и диодных кристаллов, приборов и модулей, производимых ЗАО «Протон-Электротекс».

Дальнейшие исследования в этом направлении будут сосредоточены на создании оборудования, обеспечивающее тестирование приборов на токах большей мощности (до 20-30кА) и технологического оборудования для




Похожие работы:

«1 Литературное чтение I. Планируемые результаты освоения учебного предмета, курса. Формирование универсальных учебных действий (личностные и метапредметные результаты). В результате изучения литературного чтения...»

«№ 31 Электронный журнал для дошкольников Здравствуйте, уважаемые читатели! Я рад, что вы обратили внимание на это информационное издание. В бесплатном электронном журнале "Кораблик" вы найдёте качественный...»

«Спецификация диагностической работы по английскому языку для 8-х классов Диагностическая работа проводится 23 декабря 2015 г.1. Назначение диагностической работы Диагностическая работа проводится с целью определения соответствия уровня усвоения учащимися...»

«ЭТИКЕТКА И ИНСТРУКЦИЯ ПО УСТАНОВКЕ РУЧНОГО АДРЕСНОГО ПОЖАРНОГО ИЗВЕЩАТЕЛЯ ИП535-18 (ИПР-ЛЕО / МСР5А-RP31SF-S214-01) ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ Адресный ручной пожарный извещатель ИП535-18 (ИПР-ЛЕО/MCP5А-RP3...»

«© ВОПРОСЫ СОЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ. Том IX. 2017. А.М. ОРЕХОВ О ЖИЗНИ И СМЕРТИ СОЦИАЛЬНЫХ ИНСТИТУТОВ Аннотация: Все социальные институты способны в будущем к разным видам трансформации. Они могут: 1) продолжать свое существование бес конечно долгое время; 2) погибнуть; 3) пережить различные виды гибр...»

«ПАО МТС АО СИБИНТЕРТЕЛЕКОМ Тел. 8-800-250-0990 www.corp.chita.mts.ru Успех Федеральный/городской номер Авансовый метод расчетов Ежемесячная плата за тариф Федеральный номер 330.00 Городской номер 450.00 в том числе: на номера всех операторов Забайкальского края и М...»

«ЭЛЕКТРУМ АВ Паспорт Реле переменного тока Трехфазное тиристорное реле с микропроцессорным управлением По вопросам продаж и поддержки обращайтесь: Смоленск (4812)29-41-54 Нижний Новгород (831)429-08-12 Калининград (4012)72-03-81 Архангельск (8182)63-90-72 Сочи (862)225-72-31...»

«Belimo Energy Valve Контроль Измерение расхода, Динамическая Контроль насыщения температур, балансировка Т теплообменника тепловой энергии Состав Energy Valve: DN15. DN50 (EV.R+BAC) DN65. DN150 (P6.W.EV+BAC) 1 Регулирующий шаровый клапан 1 4 3 2 Вычислительный блок 3 Расход...»

«Протокол заседания Совета Партнерства Некоммерческого партнерства "Ведущих Арбитражных Управляющих "Достояние" г. Санкт-Петербург "29" августа 2013 года, 11.00 Присутствовали: Председатель Совета Партнерства НП "ВАУ "Достояние" Жданов Александр Сергеевич, Члены Совета Партнерства НП "ВАУ "Достояние": Рахимова Алена Лумоновна; Эсаиашвили Александ...»








 
2017 www.kn.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - различные ресурсы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.