Тиристоры на токи от 250 до 2000 А
Общие сведения
Тиристоры предназначены для применения в выпрямителях питания гальванических ванн, электротехнических станков, для зарядки аккумуляторных батарей и для питания других потребителей электроэнергии. Изготовляются для внутригосударственных поставок и на экспорт в страны с умеренным, холодным и тропическим климатом.
Структура условного обозначения
ТХХХ-Х-Х-ХХ Х:
Т - тиристор;
Х - порядковый номер модификации конструкции;
Х - обозначение диаметра корпуса тиристора таблеточного
исполнения или диаметра шестигранника под ключ тиристора
штыревого исполнения;
Х - обозначения конструктивного исполнения корпуса;
Х - максимально допустимый средний ток в открытом состоянии, А;
Х - класс;
Х - группа по критической скорости нарастания напряжения в
закрытом состоянии;
Х - группа по времени выключения;
Х - климатическое исполнение (УХЛ, Т) и категория размещения
(2) по ГОСТ 15150-69.
Условия эксплуатации
Тиристоры допускают эксплуатацию при температуре окружающей среды от минус 60 до 55°С, атмосферном давлении 86-106 кПа, относительной влажности 100% при температуре 35°С. Тиристоры климатического исполнения УХЛ работоспособны при выпадании на них инея с последующим его оттаиванием, климатического исполнения Т устойчивы к воздействию среды, зараженной плесневыми грибками. Тиристоры предназначены для эксплуатации во взрывобезопасных и химически неактивных средах, в условиях, исключающих воздействие различных излучений (нейтронного, электронного, g-излучения и т.д.). Тиристоры допускают воздействие вибрационных нагрузок в диапазоне частот 0,5-100 Гц с ускорением 10 м/с2 и одиночных ударов длительностью 50 мс с ускорением 49 м/с2. Вероятность безотказной работы тиристоров за время 25000 ч не менее 0,98. Тиристоры соответствуют требованиям ТУ 16-88 ИЕАЛ.432000.008 ТУ, рекомендуемые охладители - ТУ 16-729.377-83 и ТУ 16-729.111-78. ТУ 16-88 ИЕАЛ.432000.008 ТУ
Технические характеристики
Предельно допустимые значения параметров тиристоров приведены в табл. 1 и 3, характеристики - в табл. 2, 4 и на рис. 1-23, при этом базовая величина параметров, приведенная на графиках в относительных единицах, указана в табл. 2.
Таблица 1
ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТИРИСТОРОВ
Параметр и единица измерения | Буквенное обозначение | Значение параметра для типов тиристоров | Условия установления норм на параметры | |||
Т271-250 | Т271-320 | Т133-500 | Т133-630 | |||
Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии и повторяющееся импульсное обратное напряжение, В, для классов: | UDRM URRМ | 100 200 300 400 500 600 700 800 | Tjmin ? Tj ? Tjm | |||
Неповторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии и неповторяющееся импульсное обратное напряжение, В, для классов: | UDSM URSМ | 200 300 400 500 600 700 800 900 | Tjmin ? Tj ? Tjm | |||
Постоянное напряжение в закрытом состоянии и постоянное обратное напряжение, В | UD UR | 0,75 UDRM 0,75 URRМ | Тjmin ? Тj ? Тjm | |||
Средний ток в открытом состоянии, А, при температуре корпуса, ° С | IT(AV) Тс | 250 115 | 320 117 | 500 120 | 630 120 | Форма импульса тока – синусоидальная однополупериодная |
Действующий ток в открытом состоянии, А | IТRМS | 500 | 1000 | f = 50 Гц | ||
Ударный ток в открытом | IТSМ | 10,0 11,0 | 11,5 12,6 | 10,0 11,0 | 12,0 13,2 | Tj = Tjm |
Критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии, А/мкс | (diТ/dt)сrit | 320 | Tj = Tjm | |||
Импульсная рассеиваемая мощность управления, Вт, не более | РGМ | См. рис. 9 | Tj = Тjm | |||
Температура хранения, ° C: | Tstgm Тstgmin | 50 –60 | – | |||
Температура перехода, ° C: | Tjm Тjmin | 150 –60 | – | |||
Усилие сжатия, Н | – | – | 1100±1000 | – | ||
Крутящий момент, Н·м | – | 30±5 | – | – |
Таблица 2
ХАРАКТЕРИСТИКИ ТИРИСТОРОВ
Параметр и единица измерения | Буквенное обозначение | Значение параметра для типов тиристоров | Условия установления норм на параметры | ||||
Т271-250 | Т271-320 | Т133-500 | Т133-630 | ||||
Импульсное напряжение | UТМ | 1,5 (1,43)* | 1,25 (1,17)* | 1,5 | 1,45 | Tj = 25 ° C | |
Пороговое напряжение, В | UТ(ТО) | 0,95 | 0,8 | 0,95 | 0,8 | Tj = Тjm | |
Динамическое сопротивление в открытом состоянии, мОм | rТ | 0,76 | 0,45 | 0,42 | 0,34 | Tj = Тjm | |
Повторяющийся импульсный ток в закрытом состоянии и повторяющийся импульсный обратный ток, мА, не более | IDRM IRRМ | 50 | Tj = Tjm | ||||
Ток включения, мА | IL | 700 | Tj = 25 ° C | ||||
Ток удержания, мА | IН | 500 | Tj = 25 ° C | ||||
Отпирающее постоянное напряжение управления, В, не более | UGТ | 6 3,5 3 | Tj = –60 ° C | UD = 12 В – постоянное. | |||
Отпирающий постоянный ток управления, А, не более | IGТ | 0,4 | 0,5 | Tj = –60 ° С | |||
0,15 0,1 | Tj = 25 ° C | ||||||
Неотпирающее постоянное напряжение управления, В, не менее | UGD | 0,3 | Tj = Tjm | ||||
Неотпирающий постоянный ток управления, мА, не менее | IGD | 5 | |||||
Время включения, мкс, не более | tgt | 4 | Tj = 25 ° C | ||||
Время задержки, мкс, не более | tgd | 2 | |||||
Время выключения, мкс, | tq | 250 – – | 250 160 100 | Tj = Tjm | |||
Заряд обратного восстановления, мкКл, | Qrr | 800 | 1000 | Tj = Tjm | |||
Время обратного восстановления, мкс, не более | trr | 25 | 27 | ||||
Критическая скорость нарастания напряжения | (duD/dt)сrit | 500 1000 1600 | Tj = Tjm | ||||
Тепловое сопротивление, ° C/Вт, | Rthjc Rthjc-A Rthjс-К | 0,09 – – | 0,035 0,07 0,07 | Постоянный ток | |||
Масса, кг | – | 0,44 (0,325)* | 0,1 | – | |||
* В скобках – для тиристоров без гибкого основного вывода. |
Таблица 3
ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТИРИСТОРОВ
Параметр и единица измерения | Буквенное обозначение | Значение параметра для типов тиристоров | Условия установления норм на параметры | |||
Т143-1000 | Т143-1250 | Т153-1600 | Т153-2000 | |||
Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии и повторяющееся импульсное обратное напряжение, В, для классов: | UDRM URRМ | 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 | 100 200 300 400 500 600 700 800 – – | Tjmin ? Tj ? Tjm | ||
Неповторяющееся импульсное напряжение | UDSM URSM 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 | 200 300 400 500 600 700 800 900 – – | Tjmin ? Tj ? Tjm | |||
Постоянное напряжение | UD UR | 0,75 UDRM 0,75 URRМ | Тjmin ? Тj ? Тjm | |||
Средний ток в открытом состоянии, А, при температуре корпуса, ° С | IT(AV) Тс | 1000 100 | 1250 95 | 1600 100 | 2000 95 | Форма импульса тока – синусоидальная однополупериодная |
Действующий ток | IТRМS | 1960 | 3140 | f = 50 Гц | ||
Ударный ток в открытом состоянии, кА | IТSМ | 19,0 21,0 | 21,0 23,0 | 30,0 33,0 | 36,0 39,6 | Tj = Tjm |
Критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии, А/мкс | (diТ/dt)сrit | 320 | Tj = Tjm | |||
Импульсная рассеиваемая мощность управления, Вт, не более | РGМ | См. рис. 9 | Tj = Тjm | |||
Температура хранения, ° C: | Tstgm Тstgmin | 50 –60 | – | |||
Температура перехода, ° C: | Тjm | 150 | 140 | – | ||
минимально допустимая | Тjmin | –60 | ||||
Усилие сжатия, Н | – | 16000±1000 | 25000±1000 | – | ||
* По согласованию с изготовителем. |
Таблица 4
ХАРАКТЕРИСТИКИ ТИРИСТОРОВ
Параметр и единица измерения | Буквенное обозначение | Значение параметра для типов тиристоров | Условия установления норм на параметры | |||
Т143-1000 | Т143-1250 | Т153-1600 | Т153-2000 | |||
Импульсное напряжение | UТМ | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,45 | Tj = 25 ° C |
Поровое напряжение | UТ(ТО) | 0,95 | 0,8 | 0,95 | 0,8 | Tj = Тjm |
Динамическое сопротивление в открытом состоянии, мОм | rТ | 0,22 | 0,21 | 0,13 | 0,12 | |
Повторяющийся импульсный ток в закрытом состоянии | IDRM IRRМ | 70 | 70 | 100 | 100 | Tj = Tjm |
Ток включения, мА | IL | 700 | Tj = 25 ° C | |||
Ток удержания, мА, не более | IН | 500 | Tj = 25 ° C | |||
Отпирающее постоянное напряжение управления, В, не более | UGТ | 6 3,5 3 | Tj = –60 ° C | |||
Отпирающий постоянный ток управления, А, не более | IGТ | 0,5 0,2 0,15 | Tj = –60 ° C | |||
Неотпирающее постоянное напряжение управления, В, не менее | UGD | 0,5 | Tj = Tjm | |||
Неотпирающий постоянный ток управления, мА, не менее | IGD | 5 | ||||
Время включения, мкс, не более | tgt | 4 | Tj = 25 ° C | |||
Время задержки, мкс, не более | tgd | 2 | ||||
Время выключения, мкс, | tq | 500 250 160 | Tj = Tjm | |||
Заряд обратного восстановления, мкКл, не более | Qrr | 1500 | 2000 | Tj = Tjm | ||
Время обратного восстановления, мкс, не более | trr | 30 | 35 | |||
Критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии, В/мкс, для групп: | (duD/dt)сrit | 500 1000 1600 | Tj = Tjm | |||
Тепловое сопротивление, ° C/Вт, не более: | Rthjc Rthjc-A Rthjс-К | 0,028 0,056 0,056 | 0,016 0,032 0,032 | Постоянный ток | ||
Масса, кг | – | 0,16 | 0,33 | – |
Предельные вольт-амперные характеристики в открытом состоянии при температуре перехода 25°C (1), Tj = Tjm (2) а - Т271-250; б - Т271-320; в - Т133-500; г - Т133-630; д - Т143-1000; е - Т143-1250; ж - Т153-1600; з - Т153-2000
Зависимость допустимого среднего тока в открытом состоянии Iт() от температуры корпуса Tс для токов синусоидальной формы а - Т271-250; б - Т271-320; в - Т133-500;
г - Т133-630; д - Т143-1000; е - Т143-1250;
ж - Т153-1600; з - Т153-2000
Зависимость допустимого среднего тока в открытом состоянии Iт() от температуры корпуса Тс для токов прямоугольной формы и постоянного тока а - Т271-250; б - Т271-320; в - Т133-500;
г - 011Т133-630; д - Т143-1000; е - Т143-1250;
ж - Т153-1600; з - Т153-2000
Зависимость допустимой амплитуды ударного тока в открытом состоянии Iт от длительности импульса t при температуре перехода 25°C (1), Tj = Tjm (2), U = 0 а - Т271-250; б - Т271-320; в - Т133-500;
г - Т133-630; д - Т143-1000; е - Т143-1250;
ж - Т153-1600; з - Т153-2000
Зависимость допустимой амплитуды ударного тока в открытом состоянии Iт от длительности импульса t при температуре перехода 25°C (1), Tj = Tjm (2), U = 0,8 U а - Т271-250; б - Т271-320; в - Т133-500;
г - Т133-630; д - Т143-1000; е - Т143-1250; ж - Т153-1600; з - Т153-2000
Зависимость допустимой амплитуды ударного тока в открытом состоянии Iт от длительности перегрузки t() при температуре перехода 25°C (1), Tj = Tjm (2), U = 0,8 U а - Т271-250; б - Т271-320; в - Т133-500;
г - Т133-630; д - Т143-1000; е - Т143-1250;
ж - Т153-1600; з - Т153-2000
Зависимость средней рассеиваемой мощности Pт() от среднего тока в открытом состоянии Iт() при различных углах проводимости формы, f = 50 Гц а - Т271-250; б - Т271-320; в - Т133-500;
г - Т133-630; д - Т143-1000; е - Т143-1250; ж - Т153-1600; з - Т153-2000
Зависимость средней рассеиваемой мощности Pт() от среднего тока в открытом состоянии Iт() при различных углах проводимости формы и постоянного тока, f = 50 Гц а - Т271-250; б - Т271-320; в - Т133-500; г - Т133-630; д - Т143-1000; е - Т143-1250; ж - Т153-1600; з - Т153-2000
Позиция на рисунке | Скважность, К | Длительность импульса управления TG, мс | Мощность pGM, Вт |
1 | 1 | Постоянный ток | 6 |
2 | 2 | 10 | 7 |
3 | 20 | 1 | 12 |
4 | 40 | 0,5 | 20 |
5 | 200 | 0,1 | 100 |
Типичные зависимости отпирающего тока управления Iт (отн. ед.) от длительности импульса управления t при температуре перехода Tj = Tjm (1), 25°C (2), - 60°C (3), U = 12 В для всех типов тиристоров
Зависимость времени задержки t (1) (отн. ед.) и времени включения t (2) (отн. ед.) от амплитуды управляющего импульса IF при температуре перехода 25°C U = 0,67U, Iт = Iт(), di/dt= 1 A/мкс, t= 100 мкс для всех типов тиристоров
Зависимость времени задержки t(отн. ед.) (1) и времени включения t(отн. ед.) (2) от скорости нарастания управляющего импульса токаdi/dt при температуре перехода 25°C, U = 0,67U**t= 100 мкс, IF = 1 А для всех типов тиристоров
Зависимость времени выключения t (отн. ед.) от обратного напряжения U при Tjj= Tjm, Iтт= Iт(), du/dt = =50 В/мкс, U = 0,67 U, (diт/dt) = 5 А/мкс для всех типов тиристоров
Зависимость времени выключения t (отн. ед.) от амплитуды тока в открытом состоянии Iт/Iт() (отн. ед.) при Tj = Tjm, du/dt = 50 В/мкс, U = 0,67 U, (diт/dt) = 5 А/мкс, U = 100 В для всех типов тиристоров
Зависимость времени выключения t (отн. ед.) от скорости спада тока в открытом состоянии (diт/dt) при Tj = Tjm, Iт = Iт(), du/dt = 50 В/мкс, U = 0,67 U, U = 100 В для всех типов тиристоров
Зависимость времени выключения tq (отн. ед.) от скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии du/dt при Tj = Tjm, Iт = Iт(), U = 0,67U, (diт/dt) = 5А/мкс, U = 100 В для всех типов тиристоров
Зависимость заряда обратного восстановления Qrr(отн. ед.) от скорости спада тока в открытом состоянии (diт/dt) при Tj = Tjm, Iтт = Iт(), U = 100 В для всех типов тиристоров
Зависимость времени обратного восстановления trrr(отн. ед.) от скорости спада тока в открытом состоянии (diт/dt), Tj = Tjm, Iт = Iт(), U = 100 В для всех типов тиристоров
Зависимость критической скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии (du/dt)сr от амплитуды прямого напряжения U/U (отн. ед.) при Tj = Tjm для тиристоров всех типов
Зависимость допустимого среднего тока в открытом состоянии Iт() от температуры охлаждающей среды Tс при скорости охлаждающего воздуха 6 м/с и различных углах проводимости для токов синусоидальной формы а - Т271-250 (охладитель О281); б - Т271-320 (О281);
в - Т133-500 (О143); г - Т133-630 (О143);
д - Т143-1000 (О343); е - Т143-1250 (О343);
ж - Т153-1600 (О253); з - Т153-2000 (О253)
Зависимость допустимого среднего тока в открытом состоянии Iт() от температуры охлаждающей среды Tс при скорости охлаждающего воздуха 6 м/с и различных углах проводимости для токов прямоугольной формы и постоянного тока (при охладителе) а - Т271-250 (охладитель О281); б - T271-320 (О281);
в - Т133-500 (О143); г - Т133-630 (О143);
д - Т143-1000 (О343); е - Т143-1250 (О343); ж - Т153-1600 (О253); з - Т153-2000 (О253)
Зависимость допустимого тока перегрузки в открытом состоянии Iт() синусоидальной формы от длительности перегрузки t() при температуре охлаждающей среды 40°C, скорости охлаждающего воздуха 6 м/с, отношении предшествующего тока к максимально допустимому среднему току в открытом состоянии: К = 0 (1), К = 0,5 (2), К = 0,75 (3), К = 1 (4), f = 50 Гц а - Т271-250 (охладитель О281); б - Т271-320 (О281);
в - Т133-500 (О143); г - Т133-630 (О143); д - Т143-1000 (О343); е - Т143-1250 (О343);
Зависимость переходного теплового сопротивления переход-корпус Z(jс) (5) и переход среда Z(jа) от времени t при скорости охлаждающего воздуха: 0 м/с (1), 3 м/с (2), 6 м/с (3), 12 м/с (4) а - Т271-250, Т271-320 (охладитель О281);
б - Т133-500, Т133-630 (О143);
в - Т143-1000, Т143-1250 (О343); г - Т153-1600, Т153-2000 (О253) Характеристики тиристоров с рекомендуемыми охладителями приведены в табл. 5.
Таблица 5
ХАРАКТЕРИСТИКИ ТИРИСТОРОВ С РЕКОМЕНДУЕМЫМИ ОХЛАДИТЕЛЯМИ
Тип | Максимально допустимый средний ток в открытом состоянии тиристора с охладителем, А | Тепловое сопротивление контакта тиристор – охладитель, ° С/Вт | |||
тиристора | охладителя | при естественном охлаждении и температуре 40 ° С | при скорости охлаждающего воздуха 6 м/с и температуре 40 ° С | при расходе охлаждающей воды 3 л/мин и температуре 30 ° С | |
Т271-250 | O181 O281 ОМ-105 | 75 100 – | 170 210 – | – – 350 | 0,03 |
Т271-320 | O181 O281 ОМ-105 | 85 125 – | 200 260 – | – – 440 | 0,03 |
Т133-500 | O143 ОМ-103 | 160 – | 430 – | – 670 | 0,015 |
Т133-630 | O143 ОМ-103 | 190 – | 500 – | – 730 | 0,015 |
Т143-1000 | O343 ОМ-104 | 240 – | 600 – | – 1100 | 0,01 |
Т143-1250 | O343 ОМ-104 | 280 – | 665 – | – 1200 | 0,01 |
Т153-1600 | О253 | 220 | 630 | – | 0,005 |
Т153-2000 | О253 | 270 | 710 | – | 0,005 |
Примечание. Охладители ОМ-103, ОМ-104, ОМ-105 выпускаются по ТУ 16-729.111–78, остальные по ТУ 16-729.377–83. |
ЗНАЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ФОРМЫ ТОКА Кф
Угол проводимости, град эл. | Форма тока | |
Синусоидальная | Прямоугольная | |
Постоянный ток | – | 1,0 |
180 | 1,57 | 1,41 |
120 | 1,87 | 1,73 |
90 | 2,22 | 2,0 |
60 | 2,77 | 2,45 |
30 | 3,99 | 3,46 |
Таблица к рис. 24
Размеры, мм | Тип тиристора | ||
Т133-500 Т133-630 | Т143-1000 Т143-1250 | Т153-1600 Т153-2000 | |
Dmах | 47 | 57 | 75 |
D1 | 25±2 | 33±2 | 50±3 |
О | 140±10 | 140±10 | 300±30 |
l | 56±2,5 | 66±2,5 | 84±2,5 |
б - Т133-500; Т133-630; Т143-1000; Т143-1250; Т153-1600; Т153-2000 А - вывод анода, К - вывод катода, К1 - дополнительный основной вывод, G - гибкий управляющий вывод
Габаритные и присоединительные размеры рекомендуемых охладителей а - О281;
б - О143; в - О253, О343;
КП - контактная поверхность
Тип охладителя | Размеры, мм | Масса, кг | |||
А | А1 | Fmах | D | ||
О253 | 14±1 | 62±2 | 145 | 55±3 | 5,5 |
О343 | 14±1 | 62±2 | 145 | 42±3 | 5,3 |
Тиристоры типов Т133-500, Т133-630, Т143-1000, Т143-1250, Т153-1600, Т153-2000 изготовляются в таблеточном исполнении с прижимными контактами в унифицированных металлокерамических корпусах с выступающими медными электродами. Медные электроды являются катодом и анодом, кроме того, имеются еще управляющий и основной дополнительный выводы. Тиристоры типов Т271-250, Т271-320 изготовляются в штыревом исполнении и имеют три вывода: анодный, катодный и управляющий. Анодом тиристоров является основание, катодом - втулка крышки корпуса или гибкий вывод. В конструкции использованы металлокерамические корпуса с медной втулкой, которая соединена с основным выводом путем шестигранного обжима с р азмером под ключ Е = 11,5-0,43 мм. Высокая точность обработки контактных поверхностей обеспечивает низкие значения электрических и тепловых контактных сопротивлений тиристоров. С этой целью внутри прибора используются серебряные прокладки и специальное покрытие кремниевой структуры. Корпус прибора заполнен инертным газом, что повышает стабильность электрических характеристик в процессе эксплуатации. Допуск плоскостности контактных поверхностей охлаждающих устройств тиристоров не более 0,03 мм, шероховатость поверхностей не более 1,6 мкм для тиристоров таблеточного исполнения и 3,2 мкм для тиристоров штыревого исполнения. Надежный электрический и тепловой контакты тиристоров таблеточного исполнения обеспечиваются за счет приложения осевого усилия сжатия. При этом охладитель и система прижима должны обеспечивать равномерное давление по всей площади контактных поверхностей тиристора. Эксплуатация тиристоров без соответствующего сжатия со стороны оснований не допускается. Электрический и тепловой контакты тиристоров штыревого исполнения с охладителем обеспечиваются при помощи резьбового соединения. Значения усилия сжатия для тиристоров таблеточного исполнения и крутящего момента для тиристоров штыревого исполнения при сборке с охладителями приведены в табл. 1, 3. Для улучшения контактного соединения тиристоров с охладителями рекомендуется смазка типа КПТ-8 по ГОСТ 19783-74. В преобразовательных устройствах тиристоры следует устанавливать таким образом, чтобы обеспечить беспрепятственное их охлаждение и предохранить от дополнительного подогрева со стороны соседней аппаратуры. Наличие подогрева необходимо учитывать при расчете режимов эксплуатации тиристоров. Изоляторы тиристоров при эксплуатации необходимо периодически очищать от пыли и других загрязнений. Тиристоры поставляются без охладителей. По согласованию с предприятием-изготовителем тиристоры могут поставляться с охладителями. К каждой партии тиристоров, транспортируемых в один адрес, прикладывается паспорт.
Характеристики Электротехнического оборудования
Характеристики станков
Характеристики КПО
Характеристики импортного оборудования
Характеристики насосного оборудования
Марки стали и сплавов
Прочее оборудование