Глава 4. Полупроводниковые преобразователи
тока электровоза BЛ80C
4.1.
Силовой кремниевый вентиль электровоза BЛ80C
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.
Выпрямительные установки электровозов ВЛ80С комплектуют кремниевыми
лавинными вентилями, которые по своему конструктивному исполнению
различают на вентили штырьевой конструкции типа ВЛ-200 и вентили
таблеточной конструкции типа ДЛ153-1250 (табл. 4.1).
Таблица 4.1
Технические характеристики силовых кремниевых вентилей ВЛ-200 и
ДЛ-153-1250
Параметр
ВЛ-200
ДЛ153-1250
Предельный ток при
заданных параметрах охлаждения, А
200
1250
Ударный,
неповторяющийся ток в открытом состоянии, кА
5,5
28,0
Допустимое обратное
напряжение, В
600+1200
2200+3200
Падение напряжения
на вентиле при номинальном токе, В
0,51+0,68
Вероятность
безотказной работы за 25 ООО ч
0,97
0,97
Тип радиатора
ОА-007
0353-150
Масса вентиля без
радиатора, кг
0,3
0,55
Масса вентиля с
радиатором, кг
1,24
6,25
Устройство выпрямительного элемента. 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 штырьевой 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 (рис.
4.1, а) 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.
Шунт вентиля с припаянным наконечником является минусовым выводом, а
корпус вентиля и радиатор являются плюсовым выводом, для чего между
корпусом вентиля и радиатором укреплена Г-образ-ная скоба из меди с
отверстием для подключения кабеля.