Герконовые, гибридные, полупроводниковые реле

Захаров О.Г. » Пт апр 08, 2011 07:08

electric писал(а):Такие реле сегодня выпускаются несколькими Западными фирмами в виде самостоятельных конструкций.

В изделиях НТЦ "Механотроника" они то же устанавливаются.
И работают более 15 лет надежно.

electric » Пт апр 08, 2011 08:07

Захаров О.Г. писал(а):
electric писал(а):Такие реле сегодня выпускаются несколькими Западными фирмами в виде самостоятельных конструкций.

В изделиях НТЦ "Механотроника" они то же устанавливаются.
И работают более 15 лет надежно.

Вот и сделайте хоть что-то конструктивное на форуме. Расскажите, например, как Вы испытываете такие гибридные реле. Как известно, контакты реле, предназначенные для коммутации напряжения 220В должны выдерживать определенные испытательные напряжения (одноминутное переменного тока и импульсное). Какими напряжениями испытываются такие реле на Вашем предприятии?

electric » Пт апр 08, 2011 08:25

Захаров О.Г. писал(а):
electric писал(а):Могу рассказать о проблеме размагничивания корпусов атомных подводных лодок, длительно находящихся в магнитном поле земли.

Нет проблемы. Есть технология размагничивания, есть установки, монтируемые на лодке. Эти установки управляют током в размагничивающих обмотках.Есть полигоны, где эти испытания проводят.
И были специалисты, которые могли весь процесс проводить "по телефону". И до сих пор это работает.

Я упоминал не о теории размагничивания, а о совершенно конкретной разработке в которой наша лаборатория принимала непостредственное участие как субподрядчик, вместе с десятками крупнейших НИИ и КБ СССР. Участие нашей лаборатории основывалось на моих личных разработках и заключалось в разработке специальных датчиков давления и тока для высоковольтных конденсаторов и специальных реле. Эти датчики и реле должны были иметь изоляцию входов от выходов на 25 кВ и были успешно разработаны и испытаны. Работа координировалась Ленинградским ЦНИИ Судовой Электротехники.

Этот конкретный проект по размагничивания корпусов атомных подводных лодок, не имел ничего общего с тем, о чем Вы тут написали и представлял собой крупную береговую установку со сверхпроводящей катушкой на токи в несколько миллионов ампер и огромную батарею конденсаторов состоящую из нескольких десятков тысяч конденсаторов, расположенных на изолированной платформе под напряжением 25 кВ.

Не нужно так пренебрежительно относиться к чужому опыту и к чужим знаниям и считать, что только Ваш опыт и только Ваши знания единственно правильные.

Захаров О.Г. » Пт апр 08, 2011 11:26

electric писал(а):Какими напряжениями испытываются такие реле на Вашем предприятии?

Устройства НТЦ "Механотроника" в полностью соответствуют требованиям стандартов, в том числе и стандартов ОАО ФСК ЕЭС.
О результатах испытаний и требованиях к устройствам подробно написано в моих книгах
http://olgezaharov.narod.ru/2011.html
Источники питания для схем с цифровыми устройствами релейной защиты
http://olgezaharov.narod.ru/izdanie2.html
Частотная разгрузка в энергосистемах
раздел "Выходные дискретные сигналы"
http://olgezaharov.narod.ru/signaliz.html
"Цифровые устройства центральной сигнализации"
раздел "Модуль выходных реле"
и в статьях, которые можно найти на сайте
http://www.olgezaharov.narod.ru.

Захаров О.Г. » Пт апр 08, 2011 11:28

electric писал(а):Работа координировалась Ленинградским ЦНИИ Судовой Электротехники.

Что было в ЦНИИСЭТ я знаю. Работал.

electric » Пт апр 08, 2011 15:15

Захаров О.Г. писал(а):
electric писал(а):Какими напряжениями испытываются такие реле на Вашем предприятии?

Устройства НТЦ "Механотроника" в полностью соответствуют требованиям стандартов, в том числе и стандартов ОАО ФСК ЕЭС.
О результатах испытаний и требованиях к устройствам подробно написано в моих книгах
http://olgezaharov.narod.ru/2011.html
Источники питания для схем с цифровыми устройствами релейной защиты
http://olgezaharov.narod.ru/izdanie2.html
Частотная разгрузка в энергосистемах
раздел "Выходные дискретные сигналы"
http://olgezaharov.narod.ru/signaliz.html
"Цифровые устройства центральной сигнализации"
раздел "Модуль выходных реле"
и в статьях, которые можно найти на сайте
http://www.olgezaharov.narod.ru.

Нет, господин Захаров, это не ответ на вопрос. Пожалуйста, укажите конкретные значения испытательных напряжений (одноминутного и импульсного), которыми испытываются у Вас на предприятии выходные цепи гибридных реле.

electric » Пт апр 08, 2011 15:22

Захаров О.Г. писал(а):
electric писал(а):Работа координировалась Ленинградским ЦНИИ Судовой Электротехники.

Что было в ЦНИИСЭТ я знаю. Работал.

Вы хотите сказать, что знали подробности о всех закрытых проектах, которые велись или курировались ЦНИИСЭТом?

Извините, не верю. Я много лет работал по закрытым темам с предприятиями так называемой "Девятки" (Минрадиопром, МПСС, Минобщемаш, Минсредмаш, Минсудпром) и хорошо знаю, как организовывались такого рода работы и как ограничивался доступ к информации людей, не имеющих отношения к данной конкретной теме, хотя и работающих в той же организации.

**Александр_111** » Вт май 03, 2011 13:59

Хотелось бы узнать побольше о преимуществах и недостатках п/п реле перед электромеханическими, а также сравнение с МУРЗ.
Офтоп: переписка между electric и Захаровым О.Г. конечно интересная, но всё портит, я бы её удалил нахрен.

dut » Вт май 03, 2011 14:44

Сравнение с МУРЗ чего? Полупроводниковых и электромеханических реле?
А вообще поддерживаю Александра, интересно было бы узнать больше о полупроводниковых реле и в целом о полупроводниковых системах коммутации.

electric » Вт май 03, 2011 19:10

Александр_111 писал(а):Офтоп: переписка между electric и Захаровым О.Г. конечно интересная, но всё портит, я бы её удалил нахрен.

Золотые слова! Я обеими руками ЗА!

electric » Вт май 03, 2011 19:41

Александр_111 писал(а):Хотелось бы узнать побольше о преимуществах и недостатках п/п реле перед электромеханическими, а также сравнение с МУРЗ

Уважаемые Александр и Дмитрий! Спасибо большое за Ваше внимание к теме. Я бы с огромным удовольствием рассказал очень подробно о полупроводниковых реле, поскольку не только хорошо изучал их, но и сам строил. Но у меня, к сожалению, сейчас очень напряженный период: свадьба дочери, одновременно с покупкой нового автомобиля и параллельной продажей старого, с одновременной срочной работой над новой книгой (нужно выполнять подписанные обязательства по срокам). На все про все у меня остается всего лишь несколько вечерних часов. Поэтому прошу извинить меня за отсутствие развернутых ответов. Некоторое время буду отвечать кратко и частями.

1. Преимущества ПП реле перед ЭМ:
- отсутствие эл. искры (дуги) при коммутации;
- малые времена срабатывания и отпускания (то есть высокая частота коммутации);
- большое количество коммутационных циклов;
- возможность синхронной (имеется ввиду фаза включения переменного напряжения) коммутации.

2. Недостатки ПП реле (по сравнению с ЭМ):
- большое падение напряжения на открытом (проводящем) полупроводниковом элементе, что обуславливает значительные потери мощности и значительное выделение тепла в проводящем состоянии и необходимость использования радиаторов, а иногда даже принудительного водяного охлаждения;
- значительно меньшая перегрузочная способность и по напряжению и по току, что требует применения специальных защитных элементов;
- отсутствие гальванической развязки отключенной цепи и наличие небольшого тока утечки через запертый полупроводниковый прибор (полупроводниковый элемент не разрывает цепь, а лишь увеличивает собственное сопротивление при запирании).

Вместе с тем, следует отметить, что параметры современных тиристоров с оптическим каналом управления доходят до 6000 В по напряжению при токе 2000 А, а транзисторов IGBT - 1200 В по напряжению при токе 800 - 1200 А.

Если будут дополнительные вопросы, пожалуйста задавайте, но просьба разбить большие вопросы на отдельные части. Спасибо.

dut » Ср май 04, 2011 09:05

electric писал(а):
Уважаемые Александр и Дмитрий! Спасибо большое за Ваше внимание к теме.

А Вам спасибо за то, что предлагаете интересные темы для обсуждения. Вопросы уже назрели.

electric писал(а):- большое падение напряжения на открытом (проводящем) полупроводниковом элементе, что обуславливает значительные потери мощности и значительное выделение тепла в проводящем состоянии и необходимость использования радиаторов, а иногда даже принудительного водяного охлаждения;

Для силовых цепей всё верно. Для цепей МП РЗА сомневаюсь, что при их малых токах коммутации будут какие либо значительные потери. Что касается ПП устройств для силовых цепей, они тоже называются реле или имеют свои названия?(например контактор, коммутатор, выключатель нагрузки и т.п.)По идее название коммутационного аппарата должно выбираться в соответствии с назначением и иметь соответствующие характеристики. Что можете сказать по этому поводу?

electric писал(а):- значительно меньшая перегрузочная способность и по напряжению и по току, что требует применения специальных защитных элементов;

Тоже интересный момент. На сколько меньше перегрузочная способность полупроводника по сравнению с ЭМ реле? Имеются ввиду перегрузки в результате чего? Что перегружается воспринимающий орган или орган коммутации?

electric писал(а):- отсутствие гальванической развязки отключенной цепи и наличие небольшого тока утечки через запертый полупроводниковый прибор (полупроводниковый элемент не разрывает цепь, а лишь увеличивает собственное сопротивление при запирании).

Отсутствие гальванической развязки отключенной цепи с чем? Чем грозит наличие небольшого тока утечки? Какова величина тока утечки по отношению к токам коммутации?

electric писал(а):Вместе с тем, следует отметить, что параметры современных тиристоров с оптическим каналом управления доходят до 6000 В по напряжению при токе 2000 А, а транзисторов IGBT - 1200 В по напряжению при токе 800 - 1200 А.

6000В И 2000А это напряжение и ток какой и чего? Можете не отвечать, просто дайте ссылку на тех информацию по упомянутым тиристорам и транзисторам.

electric писал(а):Если будут дополнительные вопросы, пожалуйста задавайте, но просьба разбить большие вопросы на отдельные части. Спасибо.

Жду ответов по мере возможности в любом порядке.

electric » Ср май 04, 2011 19:40

dut писал(а):Для силовых цепей всё верно. Для цепей МП РЗА сомневаюсь, что при их малых токах коммутации будут какие либо значительные потери.

Не сомневайтесь, будут. Ведь для коммутации малых токов используются и маломощные коммутационные элементы. Если через диод (самый простой пример) расчитанный на ток, скажем 10А пропустить ток, например 3А без радиатора, то он нагреется градусов до 80-90 (если не больше). Выходные полупроводниковые элементы МУРЗ должны быть миниатюрными (внутри нет места) и должны быть способны пропускать ток 20-30 А (требование стандарта). Из-за отсутствия места радиаторы в МУРЗ не используются. А для того, чтобы предотвратить разогрев полупроводникового прибора используют гибридные реле (полупроводниковый элемент шунтируется контактом ЭМ реле).

dut писал(а):Что касается ПП устройств для силовых цепей, они тоже называются реле или имеют свои названия?(например контактор, коммутатор, выключатель нагрузки и т.п.)По идее название коммутационного аппарата должно выбираться в соответствии с назначением и иметь соответствующие характеристики. Что можете сказать по этому поводу?.

В этом деле царит полное безобразие. Можно встретить устройство под названием "полупроводниковое реле", коммутирующее токи до 100А и устройство под названием "полупроводниковый контактор", коммутирующий токи до 30А. То есть логики никакой.

dut писал(а): "значительно меньшая перегрузочная способность и по напряжению и по току, что требует применения специальных защитных элементов" - Тоже интересный момент. На сколько меньше перегрузочная способность полупроводника по сравнению с ЭМ реле? Имеются ввиду перегрузки в результате чего? Что перегружается воспринимающий орган или орган коммутации?.

Имеется ввиду элемент коммутации, конечно-же. Под перегрузкой понимается способность выдерживать длительно и кратковременно токи и напряжения, превышающие номинальные, то есть те, на которые расчитано устройство. Это, например, токи короткого замыкания, или просто перегрузки, это и перенапряжения, возникающие при коммутации или проникшие в цепи извне. Особенно плохо полупроводники выдерживают быстрое нарастание тока и быстрое нарастание напряжения. При быстром нарастании тока область проводящего состояния полупроводниковой структуры не успевает распространиться на всю площадь структуры и весь ток проходит через малую площадь перехода, вызывая его прожог. Это явление называется "шнурованием тока". При высокой скорости нарастания напряжения полупроводниковая структура (тиристора, например) самопроизвольно отпирается без управляющего сигнала. Обычные замкнутые контакты электромеханических реле значительно лучше выдерживают токи перегрузки и вообще нечувствительны к скорости нарастания тока\напряжения. И у контактных элементов есть проблема с большими токами - магнитное поле больших токов стремится разомкнуть контакты, но эта проблема хорошо известна и решена. В общем случае, контактные аппараты выдерживают в несколько раз большие перегрузки, чем п\п при тех же массогабаритных показателях, а к некоторым видам воздействий (см. выше) вообще нечувствительны.

dut писал(а):Отсутствие гальванической развязки отключенной цепи с чем? Чем грозит наличие небольшого тока утечки? Какова величина тока утечки по отношению к токам коммутации?.

От источника питания. Токи утечки могут быть от единиц микроампер (у маломощных приборов) до десятков миллиампер (у очень мощных). Величина этого тока сильно зависит от температуры п\п и увеличивается с ростом температуры. Токи утечки через п\п во-первых влияют на работу других электронных приборов и могут послужить причиной отказа в работе аппаратуры, во-сторых, токи утечки мощных п\п представляют опасность для человека.

dut писал(а):6000В И 2000А это напряжение и ток какой и чего? Можете не отвечать, просто дайте ссылку на тех информацию по упомянутым тиристорам и транзисторам.

Это пример номинальных значений тока и напряжения в единичном п\п приборе (тиристоре). Есть и более мощные по току или по напряжению. Например, тиристор типа FT1500AU (Mitsubishi Electric) способен коммутровать токи 1500 А при напряжении 12 кВ:
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/MitsubishiElectricCorporation/mXrxuqu.pdf
При желании можно много и других типов найти.

dut » Чт май 05, 2011 07:14

electric писал(а):
Выходные полупроводниковые элементы МУРЗ должны быть миниатюрными (внутри нет места) и должны быть способны пропускать ток 20-30 А (требование стандарта).

Интересно, а чем обосновано требование к пропускной способности миниатюрных приборов 20-30А? В течение какого времени по стандарту они должны пропускать такой ток? Что в стандартах сказано о нагреве таких устройств?
Как по мне, то для миниатюрных устройств и токи должны быть минимальными, не вызывающими нагрева. Исключение-микропроцессор, да и тот греется при значительном проценте загрузки и радиатор на него не проблема поставить. Я конечно не знаток электроники и всех тонкостей не знаю, но мне так картина представляется.

dut » Чт май 05, 2011 07:36

electric писал(а):Это пример номинальных значений тока и напряжения в единичном п\п приборе (тиристоре). Есть и более мощные по току или по напряжению. Например, тиристор типа FT1500AU (Mitsubishi Electric) способен коммутровать токи 1500 А при напряжении 12 кВ:
http://www.datasheetcatalog.org/datashe ... Xrxuqu.pdf
При желании можно много и других типов найти.

Интересная штука. Давно хотел что то подобное найти.
Ведь на основе таких устройств и силовые выключатели пытаются делать(по крайней мере для электродвигателей делают). На ПС я ничего подобного пока не встречал, но идея сделать силовой выключатель на основе тиристоров очень привлекает. Что касается токов утечки-ведь ничего же не мешает разорвать цепь со слабым током. Правда минус такого решения-увеличение времени цикла вкл-откл и необходимость координации работы тиристора и контакта, коммутирующего слабые токи.

Кто сейчас на конференции