Продолжение.
О компонентах и их возможных
заменах
Трехфазный
автоматический выключатель FU1 марки
ABB S203 С50А можно поменять на ABB S203R С63А, Moeller ЗР PL6-C50/3.
Y-конденсаторы С12, С15,
С17, С82, С85, С86 применены марки DECE33J222ZC4B. Взамен можно использовать
конденсаторы марки DHRB34C102M2FB, или отечественные конденсаторы К15-5 Н20 2200 пФх
6,3 кВ.
Подстроечные
резисторы R1, R3, R15 марки СПЗ-19А можно поменять на импортные
металлокерамические подстроечные резисторы серии 3329Н фирмы "Bourns" или на аналогичные компоненты серии 3362.
Чтобы
минимизировать флюктуацию частоты задающего генератора, обусловленную
изменением емкостей частотозадающих конденсаторов С11, С14 в определенном
температурном диапазоне, один из конденсаторов С11, С14 можно взять с
положительным температурным коэффициентом емкости, а другой - с примерно таким
же по величине, но отрицательным. В результате общий ТКЕ системы из
последовательно включенных конденсаторов будет примерно равен нулю.
Дроссель L1 выполняют на кольце типоразмером К44,5x27,2x16,5 мм
из распыленного железа Т175-52. Обмотка дросселя L1 выполнена проводом ПЭТВ диаметром 0,83 мм по меди; ее индуктивность
должна лежать в диапазоне от 120 мкГн до 150 мкГн.
Биполярный п-р-п
транзистор VT1 марки 2N6284 можно
попробовать заменить на 2N6283. Транзистор нужно установить на охладитель марки HS153-50 или аналогичный.
Стабилитрон VD1 1N5354B, имеющий
напряжение пробоя в 17 В, допустимо поменять на стабилитроны 1SMA5930B, 1 N5355B-MBR или 1 N5353B.
Варисторы RU1 ...RU3 марки TVR20821, а также варисторы RU4...RU6, можно заменить на 821KD20, CNR20D821 К, FNR-20K821K, JVR-20N821K, S20K510.
Микросхему DA1 марки SG3524 можно
поменять на SG1524 или SG2524.
Диоды VD2...VD5 закрепляют на охладителях KG-331 фирмы "Kingcooler".
Вместо диода VD6 с маркировкой SF12 допустимо использовать приборы BYD1100,
BYV27-200, FYR120, SBYV27-200, ES1 В, ES2B, MUR120, MURS110, SF11, UF4002, либо иные диоды с
близкими параметрами.
Вентиляторы М1
...М8 марки A3175-HBL можно поменять на А3175-НВТ или аналогичные с питанием от сети 380 В
переменного тока.
Линейный однофазный
понижающий трансформатор Т1 марки ОСМ1-0,063 380/5-24, выполненный согласно
ГОСТ 19294-84, можно поменять на трансформатор марки ОСМ1-0,063 380/36, ОСМ
1-0,1 380/5-24, ОСМ 1-0,16 380/5-24 или подобный.
Мигающий красный
светодиод HL1 марки L-816BSRC-B от фирмы "Kingbright Electronic" допустимо заменить другим аналогичным светодиодом, например, L-796BSRC-B, L-56BSRD-B того же
производителя.
Реле К1 марки РЭС80
с паспортом ДПТ4.555.014-06 можно поменять на реле РЭС80 с паспортом
ДЛТ4.555.014-01, или на реле РЭС9 с паспортом РС4.529.029-02.01.
Х-конденсаторы
С32...С63, С66...С81, С87...С102, С108...С123, С230...С245, С350...С365,
С377...С392, С501...С516 с диэлектриком из полиэстера использованы марки
В81141-С1684-М производства фирмы "Epcos". Их допустимо поменять на Х-конденсаторы
В81141-С1474-М.
Диоды Шоттки VD7 и VD8, помеченные
как 1 N5819, возможно заменить компонентами 11DQ06, 11DQ10, MBR160,
SB140, SB160, SB1100, SB2100, SR1100, SR106, SR160 или SR180.
Двунаправленные
ограничительные диоды VD9 и VD10 были взяты марки 1,5КЕ8,2СА. Вместо них можно применить Р6КЕ8.2СА,
Р6КЕ1 ОСА или 1,5КЕ1 ОСА.
Согласующие
импульсные трансформаторы Т2, ТЗ, Т11 и Т12 выполняют на магнитопроводах LU10x10 из феррита 2000НМ1. Обмотки I трансформаторов
Т2, ТЗ и II трансформаторов Т11, Т12 содержат по 160+160 витков, а обмотки II
трансформаторов Т2, ТЗ и I трансформаторов Т11, Т12 содержат по 165 витков.
Марка провода - ПЭВ-2 или ПЭТВ диаметром 0,30 мм с учетом изоляции или
диаметром 0,25 мм по меди.
Дроссель L2 выполняют на двух сложенных вместе тороидальных
магнитопроводах типоразмером К165,0x88,9x50,8 мм из распыленного железа Т650-26
или Т650-52. Обмотки дросселя L2, каждая
из которых содержит по 5 витков, укладывают одновременно в три провода. В
качестве провода можно использовать медную шину марки ПСД (выполняемую по
ТУ16.К71 -294) или ПСД-Л (выполняемую по ТУ16.К71 -129) со стекловолокнистой
изоляцией и с прямоугольным сечением примерно 25 мм2 или подобную.
Годится и медный провод марок ПСДК, ПСДК-Л, изоляция которого выполнена из
стеклянных нитей.
Диод VD11 марки MUR120 можно
поменять на FYR120, SF12, SF14,
SF22 или UF4002.
Диоды Шоттки VD12...VD17, VD44, VD45, VD48...VD51 типа SB5100 допустимо заменить
приборами MBR750, SB560, SB860, SB860F и другими. Биполярные p-n-p транзисторы VT2, VT3, VT9, VT10 марки 2SA1244 можно поменять на 2SB1202.
Биполярные п-р-п
транзисторы VT4 и VT5 марки 2SC4554 можно попробовать заменить на 2SC3694. Указанные
транзисторы следует закрепить порознь на двух независимых охладителях
производства "Kinsten Industrial" марок HS115-50, HS113-50 или подобных.
Диоды Шоттки VD20 и VD21,
используемые в качестве оппозитных компонентов, с маркировкой SR15100 можно поменять на диоды Шоттки MBR15100, SR1560 или MBR1560.
Каждый из
двунаправленных ограничительных диодов VD18,
VD19, VD42 и VD43 марки 1,5КЕ18СА целесообразно
поменять на два включенных последовательно однонаправленных ограничительных
диода 5КР14А.
Силовые модули VT6 и VT8 производства
"Powerex, Inc." взяты марки CM400DU-24NFH, причем
в каждом из этих модулей заключено по два мощных IGBT,
которые включены по полумостовой схеме, с
интегрированными оппозитными диодами. Согласно справочным данным, IGBT, заключенные в модули CM400DU-24NFH, работоспособны на частотах
до 30 кГц в режиме жесткой коммутации и на частотах от 60 кГц до 70 кГц в резонансном
режиме, причем при температуре 25°С транзисторы допускают постоянный ток
коллектора до 400 А, импульсный ток коллектора до 800 А, и максимальное
напряжение коллектор-эмиттер до 1200 В. Типовое напряжение насыщения
коллектор-эмиттер данных IGBT составляет 5 В, а
его максимальная величина - 6,5 В, что предъявляет жесткие требования к условиям охлаждения.
Каждый модуль монтируют на отдельный охладитель типа IHV фирмы "DAU" или более эффективный. Охлаждение - как минимум
принудительное воздушное, причем каждый модуль обдувает отдельный вентилятор,
направляя воздушный поток вдоль ребер. Лучше использовать систему жидкостного
охлаждения. Максимальная рассеиваемая мощность компонента должна быть меньше
1,04 кВт. Силовые модули можно поменять на CM600DU-24NFH того же
производителя, или на МИ 400-12Е4 от фирмы "IXYS".
Мощные
двунаправленные ограничительные диоды VD22,
VD23, VD40 и VD41 марки ОНС261 -10-9, имеющие справочную величину
времени срабатывания в 10 не, позволительно поменять на ОНС261-10-10 или
аналогичные компоненты, желательно с импульсной рассеиваемой мощностью не менее
10 кВт. К ограничителям напряжения ОНС261-Ю подходят охладители 0171, 0371.
Дроссель L3 представлен маленьким помехоподавляющим ферритовым
кольцом, сквозь которое продеты, образуя один виток, провода обмотки III трансформатора Т4 и обмоток
II трансформаторов Т5...Т9. В принципе, дроссель L3 можно исключить, особенно если индуктивность рассеяния этих
трансформаторов окажется велика.
Ультрабыстрые диоды
VD25...VD28 марки BYW80-200 можно
поменять на приборы BYW29E-150, BYW29/200, BYW29F/200, MUR820 или SFA1604G.
Стабилитрон VD24 марки 1 N5351В допустимо заменить на 1 N5351BRL, 1 N5350B, 1 N5350BRL или другой стабилитрон с напряжением пробоя 13...14 В.
Дроссель L4 можно взять готовый марки LPV2023-101KL фирмы "Bourns Inc.", индуктивностью 100 мкГн, допускающий
максимальный ток до 4 А. Или можно включить последовательно два дросселя LPV2023-500KL произведенные
той же фирмой, индуктивностью каждого по 50 мкГн и максимальным током силой до
5 А.
Биполярный п-р-п
транзистор VT7, маркированный как 2N6284, можно
поменять на детали 2N6283 или 2SC3694. Данный транзистор следует монтировать на
охладитель HS115-50 или подобный.
Конденсаторы С106,
С107, С248 и С249 были применены полипропиленовые высокочастотные марки Snubber FKP 22N/4000
фирмы "WIMA". Конденсаторы обладают емкостью по 0,022 мкФ,
имеют номинальное напряжение 4 кВ на постоянном токе и разработаны специально
для работы в демпфирующих цепях в импульсном режиме с большими токами. Эти конденсаторы
можно поменять на компоненты Snubber FKP 22N/3000.
Ультрабыстрые диоды
VD29,
VD30,
VD33...VD35, VD37...VD39, VD47, VD52 взяты
марки RHRU150120 фирмы "Fairchild Semiconductor Corporation".
Диоды RHRU150120 выдерживают обратное
напряжение 1200 В, прямой ток - 150 А при температуре 37,5°С, имеют время
обратного восстановления, не превышающее 125 не при токе 150 А. Их
устанавливают на раздельные охладители марки HS153-50. Указанные диоды можно поменять на приборы RHR1Y75120СС, RHRG75120 или RHRU100120.
Двухобмоточные
дроссели L5, L6, L10 и L11 наматывают медным
проводом ПЭЛШО диаметром 0,75 мм на Ill-образные магнитопроводы типоразмером 11112x15
из феррита 3000НМС. В магнитопроводах необходимо обеспечить зазор
протяженностью 0,5 мм. Индуктивность обмоток I и II должна быть одинаковой и
составлять по 30 мкГн.
Каждый силовой
импульсный трансформатор Т4...Т9 выполнен на трех, сложенных вместе комплектах
магнитопроводов Ш20х28 из феррита 2500НМС1. Другими словами, каждый из
указанных трансформаторов собран из шести Ill-образных половинок. Использование
столь крупногабаритных магнитопроводов связано с довольно низкой частотой
преобразования, которую, в свою очередь, лимитируют частотные свойства IGBT силовых модулей. В
сердечники трансформаторов должен быть введен немагнитный зазор протяженностью
0,06 мм. Зазор увеличивает наклон петли гистерезиса так, что позволяет функционировать
сердечнику в магнитных полях с большей напряженностью, чем до введения зазора.
Обмотка I трансформатора Т4 имеет один виток провода ПЭВ-2 с диаметром 0,62 мм,
не учитывая толщину изолирующего покрытия. Обмотка III трансформатора Т4 и обмотки II трансформаторов
Т5...Т9 содержат по 21 витку провода, сформированного из пяти жил с диаметром
по ...........................меди каждой 0,62 мм. Марка провода жил - ПЭВ-2
или ПЭТВ с диаметром 0,69 мм с учетом изоляции. Возможно применение провода
ПЭЛШО диаметром 0,75 мм, включающим толщину изоляции. Обмотки II и IV трансформатора
Т4 и обмотки I и III трансформаторов
Т5...Т9 имеют по одному витку и состоят из пучка, состоящего из 12 взаимно
переплетенных проводов с диаметром по меди 0,62 мм. Жилы могут быть из проводов
ПЭВ-2, ПЭТВ или ПЭЛШО. Для снижения потерь, обусловленных поверхностным
эффектом, радиус жил обмоточных проводов не должен превышать толщину скин-слоя.
Расчетная глубина проникновения тока в толщу материала жил проводников обмоток
на частоте 25 кГц составляет 0,48 мм. Это значение соответствует минимальной
скважности импульсов задающего генератора. Следовательно, диаметр обмоточных
проводов не должен превышать удвоенную толщину скин-слоя, то есть 0,96 мм.
Варисторы RU7...RU9 марки TVR20431 можно поменять на CNR-20D431 К, JVR20N431К11, S20K300.
Резисторы R51, R52, R59 - безындуктивные, марки РА6, выпускаемые в корпусе ТО-247. Для охлаждения
резисторов используют радиаторы HS113-50.
Сдвоенные
ультрабыстрые HEXFRED диоды VD31, VD32, VD36 применены марки HFA320NJ40C производства "International Rectifier", которые, согласно справочным данным, обладают
максимальным обратным напряжением в 400 В, выдерживают максимальный прямой
ток в 320 А при температуре 25°С и 160 А при температуре 100°С, и обладают
типовой длительностью обратного восстановления 45 не. Наибольшее прямое падение
напряжения на диодах HFA320NJ40C составляет 1,55 В, причем в одном корпусе заключены
два диода. Данные диоды допустимо поменять на компоненты HFA280NJ60C, каждый
из сдвоенных диодов которых выдерживает максимальное обратное напряжение в 600
В, максимальный прямой ток в 222 А при температуре 25°С и обладает типовой
длительностью обратного восстановления в 92 не. Все три прибора VD31, VD32 и VD36 необходимо закрепить на трех раздельных охладителях
марки HS153-150 или более
эффективных.
Конденсаторы
С124...С126 применены марки В81141 -С1104-М189 фирмы "Epcos". Возможна замена этих конденсаторов другими аналогичными.
Обмотки каждого из
дросселей L7...L9 наматывают
на двух сложенных вместе магнитопроводах типоразмером КП63х40х12 мм из
альсифера ТЧ-60. Провода укладывают в окна соответствующих сердечников до
заполнения. Марка медного провода - ПСД, ПСД-Л, ПСДК, ПСДК-Л с ориентировочной
площадью сечения 25 мм2.
Конденсаторы С127,
С246, С366, С493, С494, С500, С629, С737 были взяты полипропиленовые высокочастотные
серии FKP1 фирмы "WIMA". Полипропиленовые конденсаторы С128, С129, С247 применены серии Snubber FKP этой же фирмы-производителя.
Конденсаторы
С367...С376, С617...С626 должны выдерживать большой ток пульсаций. Можно
использовать
конденсаторы "Aihuan Technology Group" серии NQ (согласно
справочным сведениям, один такой конденсатор емкостью 7900 мкФ выдерживает ток
пульсации в 34,0 А при 85°С и частоте 0,3 кГц). Для замыкания высокочастотных
пульсаций эти компоненты дополнительно шунтируют пленочными конденсаторами
С495...С499, С630...С634, которые должны иметь как можно меньшие паразитные
параметры индуктивности и сопротивления (Low ESL и Low ESR). Конденсаторы С495...С499, С630...С634 можно
использовать полипропиленовые высокочастотные марки FKP4 0.1 U/630 или МКР10 0.1 U / 630 фирмы "WIMA". Очень важно, чтобы амплитуда напряжения пульсации на конденсаторах
С367...С376, С617...С626 не превысила максимально допустимую величину для
используемых компонентов.
Варисторы RU10...RU12 марки S20K230 допустимо заменить
компонентами CNR-20D361K, B72220-S231-K101, JVR20N361К11 или SAS-361KD20.
Дроссель L12 не имеет магнитопровода и выполнен путем свивания
в спираль пучка жил, образованных проводами с диаметром по меди 0,51 мм так,
чтобы их общее сечение составляло примерно 50 мм2. В качестве жил
годятся провода марок ПЭТВ и ПЭВ-2 диаметром 0,58 мм с учетом толщины изоляции
или ПЭЛШО диаметром 0,64 мм, также подразумевающим наличие изоляции.
Индуктивность дросселя L12 должна составлять 2 мкГн.
В связи с тем, что выходной выпрямитель двухполупериодный, частота пульсации
выпрямленного напряжения в два раза выше, нежели частота преобразования.
Расчетная глубина проникновения тока в толщу материала жил проводников обмоток
на частоте 50 кГц при минимальной скважности импульсов составляет 0,34 мм. А
это означает, что диаметр жил обмоток дросселя L12 по меди не должен превышать 0,68 мм.
Двухобмоточный
дроссель L13 выполнен на сердечнике из
трех сложенных вместе магнитопроводов типоразмером К165,0x88,9x50,8 мм из
распыленного железа Т650-26, Т650-28, Т650-30 или Т650-52. Провода каждой
обмотки выполняют из пучка жил, сплетенных из такого же провода, как и обмотка
дросселя L12, и их общее сечение тоже
должно составлять примерно 50 мм2. Обмотки укладывают одновременно в
два провода. Индуктивность каждой из обмоток должна составлять не ниже 10
мкГн.
Конденсаторы
С130...С229, С250...С349, С393...С492, С517...С616, С636...С735, С739...С768,
С769...С868 были взяты полипропиленовые высокочастотные марки FKP1 47N/2000 фирмы "WIMA". Конденсаторы обладают емкостью по 0,047 мкФ, и имеют на постоянном
токе номинальное напряжение 2 кВ. Общая емкость каждого набора конденсаторов
должна быть не менее 4,7 мкФ. При выборе конденсаторов было учтено снижение
номинального напряжения на переменном токе до 0,7 кВ на частоте 25 кГц,
соответствующей частоте преобразования. Вместо указанных конденсаторов
допустимо использовать компоненты серии МКР10 фирмы "WIMA" с диэлектриком из полипропиленовой ................пленки, например, марок МКР101U/1,6К, МКР10 470N/1,6К, МКР10 470N/2K. Или можно применить отечественные полипропиленовые конденсаторы,
например, серии К78-2, выполняемые согласно ОЖО.461.112 ТУ, емкостью 56 нФ и
номинальным напряжением 1,6 кВ. Нужно отметить, что номинальное напряжение этих
конденсаторов-замен при работе в импульсном режиме уменьшается по сравнению с
номинальным напряжением на постоянном токе. Причем, чем больше номинальная
емкость и чем выше частота, тем, обычно, значительней снижение номинального
напряжения, и в результате конденсаторы FKP1
68N/2000 уже пришлось бы
подключать последовательно-параллельно. Обозначенные обстоятельства вынуждают
соединять несколько конденсаторов последовательно, а затем полученные пары
объединять параллельно до получения суммарной емкости не менее 4,7 мкФ. Чтобы
приложенные к конденсаторам напряжения отличались незначительно, необходимо
параллельно им включить выравнивающие высокоомные резисторы.
Трехфазный диодный
мост VD46 марки 160МТ160КВ можно
поменять на мост RM75TC-2H производства "Mitsubishi Electric Semiconductor", выдерживающий выходной ток в 150 А и обратное напряжение в 1600 В.
Диодный мост VD46 следует монтировать на
охладитель типа HS153-150 или аналогичный.
Дроссель L14 выполняют на двух сложенных вместе магнитопроводах
типоразмером К165,0x88,9x50,8 мм из распыленного железа марок Т650-26 или
Т650-52. Обмотку, имеющую 13 витков, выполняют медным проводом марок ПСД,
ПСД-Л, ПСДК или ПСДК-Л с сечением 25 мм2.
Постоянный резистор
R75 мощностью 50 Вт - проволочный,
типа С5-43В-50.
(продолжение следует).