Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modernizacje nowoczesnych pojazdów trakcyjnych

Nawrowski R., Stein Z., Zielińska M.

Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering

|

2017

|

No. 91

335--342

PL

W referacie omówiono aktualne trendy w rozwoju nowoczesnych pojazdów trakcji elektrycznej. Przedmiotem referatu są w szczególności pojazdy przeznaczone do przewozu pasażerskiego w transporcie szynowym, zarówno miejskim jak i dalekobieżnym. W nowoczesnych pojazdach szczególną uwagę zwrócono na napędy asynchroniczne, które wymagają dość złożonych systemów obliczeniowych.

EN

The present paper presents the current trends in the development of modern electric traction vehicles. In particular, the subject of the paper covers vehicles intended for passenger carriage in rail traffic, both the urban one and the long-distance one. In modern vehicles, particular attention is paid to asynchronous drives, which require fairly complex computing systems.

2

Analiza stanów zwarciowych w przekształtnikach dużej mocy

Zymmer K., Maścibrodzki I.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2012

|

Z. 258

99-121

PL

W artykule przedstawiono metodę określania zagrożeń uszkodzeniem przyrządów energoelektronicznych oraz eksplozją tych elementów w warunkach zwarć zewnętrznych i wewnętrznych w przekształtnikach dużej mocy. Metoda oparta jest na analizie porównawczej prądów przeciążeniowych deklarowanych przez wytwórców przyrządów półprzewodnikowych jako dopuszczalne z odpowiednimi wartościami prądów występujących w tych przyrządach w warunkach zwarciowych w zespole przekształtnikowym. W związku z różnymi przebiegami prądu deklarowanego jako dopuszczalny w stosunku do przebiegów występujących w rzeczywistości, jako kryterium porównawcze przyjęto odpowiadające tym prądom wartości całek i2t. Jako kryterium zagrożenia eksplozją przyrządu energoelektronicznego przyjęto wartości całki i2t, powodującej eksplozję tego przyrządu, wyznaczoną w trakcie badań eksperymentalnych prowadzonych w zwarciowni prądu przemiennego. Analizy obliczeniowe prowadzono na przykładzie trakcyjnego zespołu prostownikowego o prądzie 1700 A i napięciu wyprostowanym 3,3 kV. Analizy prowadzone były metodą symulacyjną przy wykorzystaniu programu PSIM.

EN

Method of protection against failure or explosion hazard of semiconductor power devices, which can occur in high power converters, is discussed. This method base on a comparing of the permissible over current declared by manufactures, with the short-circuit current that can appear in case of failure. Different case of failure was analyzed and new criterion for protection of the semiconductor power devices is proposed. Taking the declared current, and the calculated integral i2t as function of time, of the short circuit current, one is able to select circuit breaker operating time that should be applied in substation. This criterion assumed was verified with gut accuracy during experimental investigation in high current conditions. Tests were made at traction DC current unit of 3,3 kV and 1700 A.

3

Zagrożenia zwarciowe i przetężeniowe półprzewodnikowych przyrządów energoelektronicznych

Zymmer K.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2004

|

Z. 219

1-115

PL

Praca niniejsza obejmuje zagadnienia dotyczące: - wytrzymałości zwarciowej przyrządów energoelektronicznych; - wytrzymałości eksplozyjnej obudów tych przyrządów; - doboru przyrządów półprzewodnikowych do warunków zwarciowych występujących w przekształtnikach energoelektronicznych dużej mocy. W rozdziale drugim omówiono zagadnienia związane z wyznaczaniem ustalonej rezystancji cieplnej i przejściowej impedancji cieplnej przyrządów energoelektronicznych w sposób obliczeniowy i eksperymentalny. Przedstawiono przykład określania tych parametrów dla konkretnego przyrządu energoelektronicznego. W oparciu o opracowany program komputerowy przeprowadzono obliczenia temperatury struktury krzemowej przyrządu energoelektronicznego przy obciążeniu impulsami prądowymi o róż-nym czasie trwania i zmiennej amplitudzie. Wyniki obliczeń zweryfikowane zostały eksperymentalnie. W rozdziale trzecim przeprowadzono obliczenia prądu zwarcia symetrycznego w układzie trójfazowym mostkowym. Obliczenia wykazały, iż impulsy prądu zwarcia w gałęzi mostka z przyrządem półprzewodnikowym mogą zmieniać wartości szczytowe i czas trwania w czasie jednego cyklu zwarciowego. Stwarza to trudności przy doborze diod i tyrystorów do tych warunków gdyż odpowiednie dane deklarowane przez wytwórców dotyczą półsinusoidalnych impulsów prądowych o stałej wartości szczytowej i czasie trwania 10 milisekund. W rozdziale czwartym omówiono mechanizmy uszkodzeń diod i tyrystorów powodowane nadmiernym prądem zwarcia. Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych, które wykazały, że występują różne mechanizmy uszkodzeń tych przyrządów charakterystyczne dla warunków przed wystąpieniem zwarcia określonych napięciem wstecznym i temperaturą. Wprowadzono do obliczeń zwarciowych przekształtników temperaturę struktury krzemowej jako kryterium doboru diod i tyrystorów do tych warunków występujących w przekształtnikach. Zaproponowano eksperymentalny sposób wyznaczania deklarowanej przeciążalności prądowej (metoda prób niszczących) jako najbardziej wiarygodny. Uwzględnia on bowiem czynniki technologiczne, materiałowe i wykonawcze trudne do ujęcia w metodach obliczeniowych. Rozdział piąty obejmuje wyniki badań eksperymentalnych wytrzymałości eksplozyjnej diod i tyrystorów o obudowie tradycyjnej (pastylkowej i wkręcanej) oraz tranzystorów o obudowie modułowej z tworzywa sztucznego. Badania wykazały, że eksplozja obudowy wywołana nadmiernym prądem zwarcia występuje przy kilkakrotnie mniejszym prądzie w przyrządzie o obudowie modułowej niż w odpowiednim przyrządzie o obudowie tradycyjnej. Podane zostały wyznaczone doświadczalnie wartości prądu, energii i całki i2t powodujące eksplozję obudowy. Oceniono iż najbardziej miarodajnym czynnikiem określającym wytrzymałość eksplozyjną przyrządów energoelektronicznych jest energia wydzielana w przyrządzie w wyniku prądu zwarcia. Ponieważ energia ta nie daje się obliczyć na podstawie parametrów obwodu zwarcia w danym przekształtniku, do oceny zagrożeń eksplozyjnych przyrządów w układach energoelektronicznych wykorzystana została całka i2t. Przeprowadzone zostały obliczenia tej wartości dla przypadków zwarć w prostowniku dużej mocy i falowniku napięcia. W rozdziale szóstym, na podstawie opracowanych w poprzednich rozdziałach sposobów obliczeń, dokonano weryfikacji doboru diod prostownika dużej mocy, do warunków zwarciowych. Prostownik ten opracowany i wykonany w Instytucie Elektrotechniki wprowadzony został do eksploatacji na podstacji zasilającej sieć trakcyjną linii szybkiego ruchu.

EN

The present paper is related to problems concerning - Short-circuit strength; - Explosion strength of cases; - Matching of semiconductor devices to short-circuit conditions occurring power electronic converters of high power. The second chapter discusses problems related to determining the steady state thermal resistance and transient thermal impedance of power electronic devices, by computational and experimental methods. An example of determining these parameters for a real power electronic device is presented. Basing on the worked out computer program, temperature calculations are carried through for the silicone structure of power electronic devices loaded by current impulses of varying duration time and amplitude. The calculation results have been experimentally verified. In the third chapters calculations of currents in a 3-phase bridge system are carried out for a symmetrical short-circuit. The calculations have shown that short-circuit current pulses in the bridge arm containing a power electronic device can change their peak values and time duration during one short-circuit cycle. This creates difficulties when diods and thyristors are being selected for those conditions because the corresponding data declared by manufacturers concern half sinusoidal current pulses of constant peak value and a duration time often milliseconds. The fourth chapter discusses the defect mechanisms of diods and thyristors caused by excessive short-circuit currents. Results of experimental work are shown, which indicate to the fact that there are different causes of defects of those devices, being characteristic for the conditions prevailing before short-circuit occurrence, determined by inverse voltage and temperature. The silicon structure temperature has been introduced into short-circuit calculations of converters as a criterion of selecting diods and thyristors to conditions occurring in converters. An experimental current overload capacity (destructive testing method) is suggested as being the most reliable one, because it accounts for technological, material and production factors which are difficult to be accounted for by computational methods. The fifth chapter presents results of experimental tests of explosion strength of diods and thyristors in traditional cases (pellets and the screwed in ones as well as of transistors in module type cases made of plastics. Investigations showed that cases explosions, caused by excessive short-circuit current flow, occur in devices in module type cases at current values being several times lower than in corresponding devices in traditional cases. Experimentally determined values of current, energy and the i2t integral causing the cases to explode are given. It has been established that the most reliable factor determining the explosion strength of power electronic devices is the energy emitted in the device as a result of short-circuit current As this energy can not be calculated basing on parameters of the short-circuit in a given converter, the integral i2t is used to estimate the cases explosion hazards in power electronic systems. This value is calculated for short-circuit cases in a high power rectifier and a voltage inverter. Basing on the computational methods worked out according to the foregoing chapters, a verification is carried out in the sixth chapter, of the selection of diodes for a high power rectifier with the short circuit condition taken into account. This rectifier was developed and carried out at of the Electrotechnical Institute and it was introduced into operation at a substation supplying with power the traction network of a rapid traffic line.

4

Projektowanie przekształtników dużej mocy w aspekcie doboru przyrządów energoelektronicznych do warunków zwarciowych oraz wyboru zabezpieczeń przeciwko narażeniom prądowym

Zymmer K., Sakowicz S.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2002

|

Z. 210

29-64

PL

W artykule przedstawiono wpływ parametrów układu zasilania przekształtników dużej mocy (takich jak: moc zwarciowa sieci zasilającej, rodzaj i długość linii zasilającej transformator przekształtnikowy oraz jego napięcie zwarcia) na prądy w diodach prostownika zasilającego sieć trakcyjną PKP podczas zwarć na jego wyjściu. Wartości tych prądów stanowią jeden z głównych czynników doboru przyrządów półprzewodnikowych przekształtnika. Dla konkretnego rozwiązania technicznego wykonano analizy mające na celu wyznaczenie prądów w diodach przy różnych rodzajach zwarć zewnętrznych oraz wewnątrz zespołu prostownikowego. Porównano szeregowe i równoległe konfiguracje łączenia przyrządów energoelektronicznych oraz układów w przekształtnikach dużej mocy w aspekcie wytrzymałości zwarciowej urządzenia. Omówiono występujące zagrożenia uszkodzenia przyrządu oraz jego eksplozji, przy różnych rodzajach obudów elementów energoelektronicznych, w przypadku wystąpienia stanów awaryjnych. Przedstawiono sposoby zabezpieczenia różnych przyrządów półprzewodnikowych przed skutkami zwarć.

EN

Influence of parameters of the convertor supply system (as short circuit voltage of convertor transformer the ratio of the short circuit power of supply system and kind and length of the supply line) on the rate short circuit current in diods of rectifier. These simulation analysis was conducted for of supply system of electric traction DC line of voltage 3,3 kV. The results of analysis for different events of short circuit states occurred inside and outside rectifier is presented. The serious and parallel connections of semiconductor power devices and rectifiers are compared in aspect of endurance of installation against short circuit phenomena. The problem of explosion effect of different semiconductor power devices cases in short circuit conditions is also presented. The means of protection of different semiconductor power devices against of short circuit results are described.

5

Nowe materiały półprzewodnikowe do produkcji przyrządów energoelektronicznych

Januszewski S.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2002

|

Z. 214

59-98

PL

Dokonano przeglądu osiągnięć, opublikowanych w materiałach konferencyjnych oraz czasopismach technicznych dotyczących przyrządów energoelektronicznych wytworzonych z nowych materiałów takich, jak arsenek galu (GaAs), węglik krzemu (SiC) oraz syntetyczny diament (C). Materiały te zaczynają stopniowo wchodzić do techniki energoelektronicznej jako uzupełnienie dominujących rozwiązań opartych na krzemie. Omówiono właściwości i możliwości stosowania różnych materiałów do produkcji przyrządów energoelektronicznych. Zaprezentowano również parametry techniczne i właściwości eksploatacyjne eksperymentalnych przyrządów półprzewodnikowych wykonanych z wymienionych wyżej materiałów, a zwłaszcza węglika krzemu, który obecnie rokuje największe nadzieje w zakresie produkcji przyrządów energoelektronicznych. Przedstawiono powstające możliwości zastosowań układów energoelektronicznych zbudowanych w oparciu o przyrządy wykonane z materiałów technologicznych nowej generacji.

EN

The paper presents a review of achievements, published in conference proceedings and technical journals, concerning power electronics devices produced of new materials such as gallium arsenide (Ga As), silicon carbide (Si C) and synthetic diamond (C). These materials begin gradually to be used in power electronics technology as a supplement to the solutions based on silicone, dominating so far. Properties and application possibilities of various materials for manufacture of power electronics devices are discussed. Technical parameters and operation properties of experimental semiconductor devices made of the materials mentioned above are discussed, in particular of those made of silicon carbide which at present presages best in the range of power electronics devices. Application possibilities of power electronics systems, emerging at present, basing on devices made of new generation technological materials are presented.

6

Stan normalizacji przyrządów i urządzeń energoelektronicznych

Januszewski S.

Śląskie Wiadomości Elektryczne

|

2001

|

R. 8, Nr 6 (39)

27--34

PL

W pracy przedstawiono problematykę normalizacyjną w dziedzinie energoelektroniki w skali międzynarodowej i krajowej. W podsumowaniu stwierdza się, że jest przewidywany dalszy dynamiczny rozwój energoelektroniki, co pociągnie za sobą dalsze zapotrzebowanie na międzynarodowe normy w omawianym obszarze techniki.

7

Zapobieganie zagrożeniu eksplozją przyrządów energoelektronicznych przy zwarciach w przekształtnikach dużej mocy

Januszewski S., Świątek H., Zymmer K.

Wiadomości Elektrotechniczne

|

1999

|

nr 3

120-124

PL

Scharakteryzowano właściwości obudów przyrządów dużej mocy w stanach awaryjnych. Omówiono zagrożenia zwarciowe i środki zapobiegawcze w systemach energoelektronicznych dużych mocy oraz w układach przekształtnikowych średniej mocy.

EN

Properties of the housings of high power equipment under emergency conditions. Short-circuit hazards and preventive measures in high power electronic systems and also in medium power converter systems.