Новый высокочастотный диодно-тиристорный модуль МТАИДЧ-400-16 для применения в схемах источников питания преобразователей частоты для индукционного нагрева

ОАО Электровыпрямитель разработало и приступило к выпуску нового мощного высокочастотного диодно-тиристорного беспотенциального модуля на базе асимметричного импульсного тиристора и быстро восстанавливающегося диода с диаметром выпрямительного элемента 40 мм.

Модуль оптимизирован для применения в схемах источников питания преобразователей частоты для индукционного нагрева на частотах до 4 кГц, рассчитан на ток 400 А и напряжение до 1600 В. Диодно-тиристорный модули имеют низкие значения времени выключения тиристора и обратного восстановления диода, высокую стойкость к (di/dt)_cr, (du/dt)_cr. Низкие потери приборов позволяют разрабатывать новые устройства источников питания с большим коэффициентом полезного действия преобразуемой мощности.

Диодно-тиристорный модули выполнены в прочных пластмассовых корпусах, основание изолировано от силового и управляющего выводов с помощью высокотеплопроводящей керамики из нитрида алюминия. Напряжение изоляции — не менее 3 кВ. Ширина медного основания модуля — 60 мм. Модульная конструкция соединения тиристора и диода в сочетании с внутренней изоляцией позволяет существенно упростить конструкцию силовой схемы, снизить издержки монтажа и обслуживания преобразовательного устройства. Прижимные контактные соединения в диодно-тиристорных модулях обеспечивают их надежную работу при длительной эксплуатации в циклическом режиме работы.

Основные особенности диодно-тиристорных модулей МТАИДЧ-400-16 для индукционного нагрева:

• Низкие значения времени выключения тиристоров и обратного восстановления диодов.
• Малые потери во включенном состоянии.
• Отвод тепла от элемента к медному основанию через теплопроводящую изолирующую керамику AlN.
• Прецизионные прижимные контакты обеспечивают высокую надежность при циклическом режиме работы.

Области применения диодно-тиристорных модулей МТАИДЧ-400-16:

• преобразователи частоты для источников питания установок индукционного нагрева, закалки поверхности и плавки металлов;
• преобразователи частоты для промышленности и транспорта;
• электросварка;
• управление электроприводами постоянного тока;
• импульсные регуляторы постоянного тока.

В установках индукционного нагрева токами высокой частоты средней (от сотен киловатт до единиц мегаватт) и большой (десятки мегаватт) мощности широко применяются схемы однофазных автономных инверторов тока (четвертьмостовая и мостовая). Тиристорные преобразователи частоты с успехом заменяют традиционные машинные, а зачастую и ламповые генераторы, они более экономичны, удобны и безопасны в эксплуатации. Таким образом, тиристорные преобразователи частоты для электропривода стали основой при проектировании преобразователей частоты для источников питания в технике индукционного нагрева.

Новый тип диодно-тиристорного модуля разработан на базе асимметричного импульсного тиристора и быстро восстанавливающегося диода и позволяет разработчику схем частотных преобразователей реализовать два возможных варианта соединения тиристора и диода — встречно-параллельное и последовательное. В настоящее время в преобразовательных устройствах широко применяются схемы с тиристором, зашунтированным встречно-параллельно диодом, рассчитанным на сравнимый прямой ток. Такие вентильные ячейки проводят ток в обратном направлении. Диоды обратного тока, включенные встречно-параллельно тиристорам, уменьшают «раскачку» напряжения и стабилизируют уровень действующих токов и напряжений при изменении сопротивления нагрузки автономного инвертора в широком диапазоне, характерном для инверторно-индукционных силовых установок.

Построение схем автономных инверторов тока на базе вентильной ячейки из асимметричного тиристора и встречно-параллельного диода — перспективное направление для применения в электротехнологических установках различного назначения, где требуются, в первую очередь, повышенный уровень выходного напряжения и высокие технические характеристики. Это, в свою очередь, позволяет создавать мощные установки для индукционного нагрева и плавки металлов, соответствующие современным требованиям. Для реализации вентильной ячейки с обратной блокирующей способностью необходимо соединить последовательно элементы модуля — асимметричный тиристор и быстро восстанавливающийся диод.

Представленная разработка не имеет мировых аналогов и продолжает политику ОАО Электровыпрямитель по созданию надежной и качественной продукции для эффективного использования электроэнергии.