Применение вычислительной техники на ОАО "Электровыпрямитель"

ГБОУ РМ СПО “Саранский колледж электроники экономики, и права имени А.И. Полежаева”

РЕФЕРАТ

по дисциплине: ”Вычислительная техника в РМ”

на тему: ”Применение вычислительной техники

на ОАО Электровыпрямитель”

Выполнили: Студенты группы 4 ОВТ

Кержеманкин Д.Г. и Богдашкин  Д.В.

Проверил: преподаватель Фадеева Е.А.

2012-2013 учебный год

История завода начинается с 23 июля 1941 года, когда был подписан приказ Народного комиссариата электропромышленности  СССР о создании единой базы для  производства твердых выпрямителей.

В октябре 1941 года завод начинает выпускать первую продукцию для  нужд фронта. В номенклатуре основное место занимали выпрямительные селеновые  аппараты, предназначенные для зарядки  аккумуляторных батарей артиллерийских тягачей, ртутные зарядные станции  для военных аэродромов и другие выпрямители для фронта и тыла.

В июле 1945 года коллектив  инженерно-технических работников создал новый тип выпрямительного  агрегата ВАР-16, а в 1948 году ВАР-102.

В 1949 году была освоена новая  продукция серии АМИ для испытаний трансформаторного масла.

В 1952 году был разработан аппарат АКИ-2 для испытания кабеля.

С 1956 года завод практически  одновременно с ведущими электротехническими  компаниями мира начинает выпускать  полупроводниковые вентили на основе германия.

В 1958 году были разработаны  германиевые вентили на 50, 200 и 500 ампер. А в 1961 году для ВМФ был  изготовлен самый мощный в мире германиевый вентиль на 1000 А.

В 1960 году ученые физико-технического института имени А.Ф. Иоффе, лаборатории  профессора В.М. Тучкевича, передали на завод диффузионную технологию создания p-n – переходов в монокристаллическом  кремнии. В этом же году начат выпуск кремниевых вентилей «ВК-100» и «ВК-200», а также аппаратов ВАКГ-121600 и ВАЗГ 39/54.

С 1963 года завод начинает выпускать мощные тиристоры.

Первый симметричный тиристор (триак) был разработан на заводе и  запатентован в СССР с при-оритетом от 22.06.1963 года, на полгода ранее, чем  в США.

В период с 1960 по 1966 г. на базе полупроводниковых приборов собственного изготовления была создана серия  выпрямителей ВАКЭЛ для электролиза  цветных металлов, зарядные выпрямители  серии ВАЗ, сварочные выпрямители  ВАС, выпрямитель ВУТГ-3000 для питания  схем возбуждения турбогенераторов мощностью до 300 МВт, выпрямитель  ВУТ-800 для питания тяговых двигателей моторного вагона Эр-9, начата разработка и освоение производства первого  поколения тяговых преобразователей серии ВУК-60-4Л-02 для электровозов ВЛ-60к, ВУК-4000Л-02 для электровозов ВЛ-80к, ВУК-4000Т-02 для электровозов ВЛ-80С  и ВУК-7000-У2 тяговых агрегатов ОПЭ-1.

В 1966 году группе сотрудников  завода и ученых ФТИ им. А.Ф. Иоффе  была присуждена Ленин-ская премия в  области науки и техники за «Исследования сложных структур с p-n –переходами, разработку технологии изготовления и внедрение в серийное производство силовых кремниевых вентилей». В этом же году завод был награжден  первым орденом Трудового Красного Знамени.

В 1971 году завод осваивает  роторные диоды и тиристоры для  бесщеточных систем возбуждения  мощных электрических машин, в том  числе, турбогенераторов мощностью  до 1000 МВт, разрабатываемых заводом  «Электросила» (г. С. Петербург).

В 1973 году начинается выпуск высокотемпературных диодов (Тj до 200°С) и тиристоров (Тj до 175°С) для специальных применений.

В 1976 году внедрена единая унифицированная  серия силовых диодов, тиристоров и симисторов штыревой конструкции  на токи до    320 А, напряжение до 1600 В, а в 1978 году - единая унифицированная  серия силовых диодов и тиристоров таблеточной конструкции на токи до 1250 А, напряжение до 3200 В.

В 1979 году проведена разработка силовых полупроводниковых приборов штыревой и таблеточной конструкции  до требований ГОСТ В. Завод приступает к выпуску серии агрегатов бесперебойного питания энергообъектов.

В период 1970-80 г.г. на базе новых  приборов были разработаны выпрямители  ВАКС для энергетических установок  атомных ледоколов «Арктика»  и «Сибирь», второе поколение преобразователей для электроподвижного состава  ВУК, преобразователь ПТ-1000 для систем возбуждения гидрогенераторов ГЭС  «Желзные ворота», выпрямители ВУТГД-300/360, ВУТГО-3000 для систем возбуждения  турбогенераторов мощностью 120 МВт, 160 МВт, преобразователи ПАВК для электропривода на базе асинхронно-вентильного каскада, преобразователи для привода  постоянного тока ПТТ, ПТТР, ПТО.

Новые приборы применены  для тяговых подстанций для железных дорог ПВЭ-3 и ПВЭ-5, в выпрямительно-инверторных  преобразователях ВИП–2200 с рекуперацией электроэнергии в питающую сеть для электровозов ВЛ-80Р.

В октябре 1982 года завод был  вторично награжден орденом Трудового  Красного Знамени. В этот период было разработано новое поколение  преобразователей. Это преобразователи  ВИП-4000, выпрямители для тяговых  подстанций железных дорог ТПЕД-3,15к-3,3к. Модернизированы преобразователи  для асинхронно-вентильного каскада  ПАВК, ПРБУ (разработаны ТПП2, ТПЕ, ТДР), доработаны выпрямители ВАКС для  применения на атомных ледоколах  «Россия», «Советский Союз», «Ямал», «Урал», «Октябрьская революция», проведена  разработка третьего поколения выпрямителей для электроподвижного состава (выпрямители  ВУК заменены выпрямителями В-ОППД): В-ОППД-3,15к-2,5к-У2 для ВЛ-60К, В-ОППД-3,15К-1,4К-2-У2 для ВЛ-80К, В-ОППД-3,15к-1,4к-02 для ВЛ-80С и В-ОППД-5,0к-1,5к для ОПЭ-1.

В 1986 году совместно с  ФТИ им. А. Ф. Иоффе осуществлена разработка первого в мире мощного импульсного  таблеточного прибора – реверсивно включаемого динистора (РВД), способного коммутировать импульсы тока в субмиллисекундном диапазоне амплитудой до 200 кА с высокими скоростями нарастания (di/dt более 30 кА/мкс).

В 1986 году группе сотрудников  завода присуждена премия Совета Министров  СССР "За разработку и широкое  внедрение в народное хозяйство  высокоэффективных охладителей  для силовых полупроводниковых приборов".

1993 год - начало выпуска  частотных полупроводниковых приборов  – быстровосстанавливающихся диодов  на токи до 1000 А, напряжение  до 4600 В, время обратного восстановления  до 6,3 мкс и быстродействующих  тиристоров на токи до 1000 А,  напряжение до 1400 В, время выключения до 63 мкс.

В 1994 году завод приступает к разработке беспотенциальных диодно-тиристорных  модулей с изолированным основанием. Выпущен первый модуль для сварочного оборудования на ток 250 А.

В 1995 году освоен серийный выпуск выпрямительных диодов, диодов лавинных, тиристоров, тиристоров симметричных в герметичных металлостеклянных  корпусах на токи 10? 80 А, с повто-ряющимся напряжением до 1600 В со шпилькой под винт М5, М6, М8 и М10.

В 1996 году завод разрабатывает  серию мощных высоковольтных запираемых тиристоров с диаметрами выпрямительных элементов 40, 56 и 76 мм.

В 1998 году внедрена в производство серия быстродействующих частотно-импульсных тиристоров (ТБИ) на токи 100 – 2000 А, повторяющееся напряжение до 2400 В.

До середины 90-х годов  в номенклатуре завода преобладали  силовые полупроводниковые приборы, доля их доходила до 75% от общего объема. Рыночная экономика заставила поменять приоритеты и сделать акцент на преобразовательную технику. На заводе создается подразделение  по разработке преобразовательной техники  для железнодорожного транспорта и  преобразовате-лей частоты

В период с 1992 по 1999 г.г. проведена  модернизация выпрямителей для тяговых  агрегатов, преобразователей для электролиза  цветных металлов, выпрямителей для  систем возбуждения турбогенераторов, освоено производство преобразователей ВИП-4000М для электровозов ВЛ-85, преобразователей ВИП-5600 для электровозов ВЛ-65, ЭП1, серия  выпрямителей для тепловозов.

Осваивается серийный выпуск транзисторных (на базе IGBT-модулей собственного производства) преобразователей частоты  «Омега-1» с микропроцессорным  управлением для привода асинхронных  электродвигателей с короткозамкнутым ротором напряжением 0,4 кВ на мощности 5,5-315 кВт, разработана серия выпрямителей для питания гальванических ванн.

В последние годы разработана  серия преобразователей частоты  ВПЧА для асинхронных электро-двигателей на напряжение 6 кВ, преобразователь  частоты ВПЧС-2000 для пуска высоковольтных  (6 кВ) синхронных электродвигателей  с тяжелыми условиями пуска, тиристорное  пусковое устройство ТПУЦ-12,5-10 для пуска  мощных высоковольтных электродвигателей  на компрессорных станциях ОАО «Газпром», ряд мощных преобразователей для  черной металлургии, автоматизированные системы управления током серии  электролизеров для цветной металлургии, преобразователи частоты для  испытаний мощных трансформаторов, выпрямители для питания наземного  электрифицированного транспорта. Для  железнодорожного транспорта в серийном производстве освоен целый ряд преобразователей, перекрывающий практически весь спектр требуемых преобразователей:

- серия тяговых преобразователей  для электровозов ВЛ80С, тепловозов 2ТЭ25К, 2ТЭ70, 2ТЭ116, 2ТЭ116У, ТЭП70, ТЭП70БС  и электропоездов ЭД9М, ЭД9Э;

- серия преобразователей  собственных нужд для электровозов  ВЛ80С, ВЛ10, 2ЭС6;

- выпрямители для тягового  электроснабжения железных дорог  электрифицированных на постоянном  токе;

- преобразователи для  электроснабжения пассажирских  вагонов.

Разработаны преобразователи  частоты серии «Омега-2» с улучшенными  потребительскими свойствами и расширенным  рядом мощностей (1,5-315 кВт), освоено  серийное производство устройств плавного пуска УПП с микропроцессорной  системой управления для пуска асинхронных  электродвигателей мощностью 4-375 кВт  по заранее выбранному алгоритму.

В настоящее время ведется  разработка системы группового управления насосами (СГУН) для систем водоснабжения, управляемых с АСУП высшего уровня, компенсаторов реактивной мощности для промышленных сетей 0,4 кВ, микропроцессорной  системы управления тиристорными выпрямителями  для гальваники, для заряда и подзаряда  аккумуляторных батарей, для питания  обмотки возбуждения синхронных электродвигателей.

Выполняются разработки преобразователей по индивидуальным заказам, например, мощный выпрямитель для линии  катафореза крупных деталей (кузовов  автобусов) ОАО «ЛИАЗ», выпрямитель  для нанесения гальванических покрытий на крупные детали на ток  25 кА, входное  напряжение 6 кВ, выходное напряжение 24 В, выпрямители для питания плазмотрона, для дуговых электропечей плавки металла, для питания камер тлеющего разряда, для печей плавления  оксидных материалов, для запекания  обмоток силовых машин, и многие другие.

Параллельно  завод уверенно расширяет номенклатурный ряд силовых  полупроводниковых приборов. В течение 2000 – 2008 г.г. разработано и внедрено в производство свыше 700 типов новых СПП:

В 1999 году ОАО «Электровыпрямитель» освоил производство и приступил  к выпуску силовых модулей  на основе биполярных транзисторов с  изолированным затвором (IGBT). Разработано  шесть базовых конструкций, на основе которых организовано производство 60 типов IGBT модулей на токи от 25 А до 2400 А, напряжение до 3300 В, выполненными по схемам одиночных ключей, полумостов и чопперов.

С 2001 года ОАО «Электровыпрямитель» разработал и поставил НИИ ЭФА  им. Ефремова высокочастотные мощные диоды таблеточной конструкции  с мягкими характеристиками обратного  восстановления (SFRD) на токи до 1200 А, напряжение  до 3300 В.

Расширен ряд частотных приборов.

На базе малогабаритной серии  в 2001 году разработаны быстровосстанавливающиеся  диоды и быстродействующие тиристоры  на токи 10 ? 63 А, с повторяющимся напряжением  до 1400 В.

Разработаны диоды частотные  лавинные на токи до 1000 А, напряжения до 2200 В.

Для преобразователей с промежуточным  звеном повышенной частоты (электропривод  асинхрон-ных двигателей, электросварка, электротермия) разработаны тиристоры  асимметричные на токи до 1000 А, напряжение до 2800 В

С 2002 года по заказам потребителей начаты поставки мощных триаков таблеточного исполнения на токи до 1000 А, напряжение до 1400В.

С 2003 года выпускаются оптотиристоры  и оптомодули с гальванической развязкой управления.

С 2004 года начаты поставки заказных силовых блоков с использованием всей имеющейся на предприятии номенклатуры СПП и охладителей. Блоки проектируются  и изготавливаются по раз-личным силовым схемам (выпрямители, инверторы, регуляторы переменного тока и пр.) по техни-ческим требованиям заказчиков.

В этом же году проведена  доработка низкочастотных тиристоров малогабаритной серии до требо-ваний  приемки «5».

С каждым годом увеличивается  ассортимент IGBT. Начав с производства стандартных модулей, завод освоил выпуск IGBT серий “LOW LOSS”, “TRENCH GATE” (c низкими статическими потеря-ми), “SPT” и "FAST" (с низкими динамическими потерями),. По требованиям ОАО «РЖД» разрабо-таны IGBT модули специального исполнения, предназначенные для эксплуатации в циклических режимах нагрузок, при низких отрицательных температурах, в условиях жестких механических воздействий. Для вспомогательных СПЧ бортового питания электровозов и пассажирских поез-дов, разработаны модули с напряжением изоляции более 15 кВ. Изготовлены мощные IGBT моду-ли на напряжение 6500 В для тягового электропривода магистральных электровозов. По индиви-дуальным заказам потребителей разработано более 30 новых типов IGBT модулей нестандартно-го исполнения. В их числе высоковольтные модули на напряжение 3300 В, модули по нестандарт-ным электрическим схемам и др. Ведется разработка IGBT на токи до 2000 А, напряжение до 2500 В в герметичных металлокерамических корпусах прижимной конструкции.

С 2006 года предприятие выпускает  новое поколение реверсивно включаемых динисторов РВД (импульсный ток до 500 кА/3000 В) с диаметрами выпрямительных элементов от 16  до 101 мм. Разработан реверсивно-включаемый динистор в модульном  исполнении.

Значительно расширено семейство  диодно-тиристорных модулей.

Сегодня оно включает в  себя более двухсот типов в  восьми базовых конструкциях (с шириной  корпусов 20, 34, 50, 60, 70, 77 и 90 мм), выполненных  по одно и двух - ключевым схемам на токи от 40А до 1600А в, диапазон рабочих  напряжений от 100 до 6000 В.

Конструкция модулей позволяет  реализовать различные варианты силовых схем с использова-нием диодов, тиристоров, оптотиристоров, симисторов, резисторов и других типов СПП (единич-ный  прибор; полумост, однофазный мост со средней  точкой; ключ переменного тока; асиммет-ричный тиристор с обратным диодом; снабберные цепи (R-R, R-D) и др.)

В 2004 году по заказу ИПФ РАН  разработаны высоковольтные диодные  модули на токи до 2 А, напряжение до 50 кВ в оригинальной конструкции.

С 2005 года начаты поставки 4-х  и 6-и пульсных диодно-тиристорные  модулей с паяными контак-тами для преобразователей средней мощности (до 250 кВт), выполненных по схемам однофазных и трехфазных мостов, для сетевых  напряжений до 400 В и выходные токи от 40 А до 500 А.

С 2007 года освоен выпуск низкочастотных тиристоров с оптическим управлением (LTT) до 1000 А/6500 В. Ведется разработка фототиристоров на токи до 2000 А, напряжение до 7500 В.

Разработан новый высоковольтный тиристор на постоянный ток 100 А, напряжение 6000 В для компактных высоковольтных преобразователей.

В 2008 году разработаны полумосты  для мощного сварочного оборудования на токи до 1600 А с встроенным в корпус водяным охладителем.

В 2008 году разработан самый  мощный в мире тиристорный модуль c кремниевой структурой  диаметром 76 мм на ток до 1600 А, напряжение до 6000 В.

С 2008 года завод поставляет  выпрямительные и лавинные диоды  малогабаритной серии с при-емкой  «5».

Значительно расширен ассортимент  выпрямительных диодов и низкочастотных тиристоров таблеточного исполнения.

Сегодня завод предлагает диоды на токи до 7000 А, напряжение до 8000 В и тиристоры на токи до 6300 А, напряжение до 6500 В (с диаметром  выпрямительного элемента до 101 мм)

Разработаны диоды и тиристоры  с малыми потерями в низкопрофильных  корпусах для сварочного оборудования.

Специально для применения в составе высоковольтных столбов  в схеме широтно-импульсного модулятора анодного напряжения генераторных ламп АМ радиопередатчиков разработаны диоды частотные импульсные на токи до 1000 А, напряжения до 2800 В,

Значительно расширен ряд  выпускаемых заводом охладителей.

Разработаны охлаждающие  системы для СПП большой мощности – воздушные типа О193, жидкостные типа ОМ209. Для диодно-тиристорных  и IGBT модулей разработаны охладители – моноплиты типа О55 и О56, начаты поставки высокоэффективных алюминиевых  охладителей с запрессованными  ребрами серии О57 и водяной  системы охлаждения ОВ17, ОВ18, ОВ27. Разрабатывается  новый охладитель на основе высокоэффективного двухфазного термосифона с воздушным  охла-ждением  ОДТ – 163.

Готовится к производству четвертое поколения GTO – IGCT. В этом варианте тиристор объединен в одно устройство с драйвером управления и позволяет коммутировать токи до 4 кА при напряжении 7000 В.

В 2006-2009 г.г. на основе полупроводниковых  приборов последнего поколения разработан ряд преобразователей и преобразовательных модулей:

- унифицированный   преобразовательный   модуль   на напряжение   12   кВ,   ток   2,5   кА   с   оптоэлектронным   управлением   для преобразовательных  установок гибких линий электропередач, в частности вставок и передач  постоянного тока;

- источник   питания   на 25кА для   дуговой   вакуумной  печи постоянного тока;

- система  регулирования   для  трехфазного управляемого  шунтирующего реактора мощностью  180 МВАр линии электропередач 500 кВ;

- источник питания камер  тлеющего разряда для установки ионного азотирования;

- аппараты контроля изоляции  при производстве кабельной продукции;

- преобразователи для  модернизации приводов аэродинамических  труб;

- модуль тиристорного  выключателя МТВ по теме «ИТЭР»;

- регулируемый источник  постоянного тока и применяется  для заведения тока в индуктивные  накопители энергии и испытаний  сильноточного электрофизического  оборудования

- выпрямители для заряда  мощных аккумуляторных батарей,  для питания гальванических ванн, для контактных сетей городского  и железнодорожного электрифицированного  транспорта и т.д.;

- преобразователи частоты  для асинхронных  и синхронных  электроприводов класса напряжения 0,4; 6,0; 10,0 и 15,75 кВ;

- выпрямительно-инверторные преобразователи для железнодорожного подвижного состава;

- тиристорные высоковольтные  выпрямители для плавки гололеда  на линиях электропередач напряжением  до 500 кВ.