Измерение параметров вентилей
Электрический вентиль — это полупроводниковый прибор, допускающий протекание электрического тока только в одном (прямом) направлении. На электровозах силовые кремниевые вентили используют для преобразования тока (переменного в постоянный пульсирующий) в выпрямительных установках [1].
Выпрямительные установки электровозов ВЛ80с комплектуют кремниевыми лавинными вентилями, которые по своему конструктивному исполнению различают на вентили штыревой конструкции типа ВЛ-200 и вентили таблеточной конструкции типа ДЛ153-1250.
В ВУТ предусмотрена местная и дистанционная сигнализация. В зависимости от выполняемых функций ВУТ можно разделить на три основные части:
- собственно выпрямитель или силовую часть ВУТ;
- систему управления тиристорами;
- систему автоматики, защиты, сигнализации и параллельной работы.
Рис.2.1. Устройство выпрямительное типа ВУТ.
Устройство выпрямительное выполнено по принципиальной электрической схеме, основное отличие данного ВУТ от выпрямительных устройств с условной мощностью 2, 4, 9 и 16кВт - большая выходная мощность - 42 кВт (условная - 40 кВт). Поэтому для уменьшения искажении питающей сети, вносимых ВУТ с такой выходной мощностью, его силовая часть выполнена по 12-фазной схеме (у выпрямительных устройств меньшей мощности - схема выпрямления - 6-фазная). Кроме того, введена схема выравнивания токов нагрузки между двумя параллельно включенными 6-и фазными схемами выпрямления с точностью 10-15А предусмотрено защитное отключение ВУТ при неравномерном – 40-60 А - распределение тока между этими схемами. По спектральному составу пульсации ВУТ соответствует требованиям аппаратуры МТ 20, 25. В разделах настоящего технического описания излагаются только те особенности схемы ВУТ, которые свойственны данному ВУТ, а также приводится описание конструкции ВУТ, поскольку она имеет существенные отличия.
Главной деталью кремниевого вентиля является выпрямительный элемент, который представляет собой пластинку из чистого кремния толщиной 0,5 мм и диаметром 25 мм. Сверху в пластинку кремния вплавляют пятивалентный сплав (серебро, свинец), для образования электронной проводимости кремния. Снизу в пластинку кремния вплавляют трехвалентное вещество (алюминий) для образования дырочной проводимости кремния. Тогда внутри пластинки кремния автоматически образуется запорный слой из нейтральных атомов (р-п переход).
Устройство вентиля штыревой конструкции типа «ВЛ». Для защиты пластинки кремния от механических и термических повреждений к ней сверху и снизу припаивают вольфрамовые пластинки толщиной 2 мм. Эти три пластинки (вольфрам-кремний-вольфрам) помещают внутрь медного корпуса в виде стакана. Нижнюю вольфрамовую пластинку припаивают к дну медного корпуса, а к верхней вольфрамовой пластинке припаивают гибкий медный шунт, который выводят наружу и изолируют от корпуса стеклянным изолятором. Воздух из корпуса выкачивают и заполняют азотом.
Для улучшения охлаждения медный корпус вентиля имеет снизу форму шпильки с резьбой и вкручивается в алюминиевый радиатор с ребрами специальным моментным ключом с определенным усилием. Для ключа корпус вентиля снизу имеет форму шестигранника.