background image

6. MATERIALY POMOCNICZE 

 
 
 

Materiały pomocnicze do rozwiązywania zadań zawartych w niniejszym skrypcie zawierają 

niezbędne parametry i charakterystyki elementów wchodzących w skład układów 
energoelektronicznych. Sporządzono je na podstawie dostępnych katalogów krajowych i 
zagranicznych. Należy zaznaczyć, że podane niżej oznaczenia typów elementów nie odpowiadają 
oznaczeniom rzeczywistym i tym samym materiały pomocnicze nie mogą być podstawą doboru 
elementów w procesie projektowania rzeczywistych układów, a jedynie można z nich korzystać w 
zajęciach dydaktycznych. 
 
 

TYRYSTORY 

 
   

Przyjęty kod oznaczeń tyrystorów określa ich wielkość i podstawowe parametry. 

Składa się on z liter i cyfr w grupy wg poniższego schematu: 

T – litera oznacza tyrystor, 
I cyfra (1÷3) z literą (A lub B) – wielkość tyrystora i jego parametry przeciążeniowe wg 

tablicy 6.3, 

II grupa cyfr (2÷22) – klasa napięciowa tyrystora wg tablicy 6.1, 
 

 

Tablica 6.1 

 

Oznaczenia klasy napięciowej tyrystorów 

(II grupa cyfr w oznaczeniu kodowym) 

 
Klasa 

 
U

DRM

, U

RRM 

 
U

RSM 

 

V V 

02 200 300 
04 400 500 
06 600 700 
08 800 950 
10 1000 

1200 

12 1200 

1450 

15 1500 

1800 

18 1800 

2100 

22 2200 

2500 

 
 
 
 
 

III grupa cyfr – parametry dynamiczne tyrystora wg tablicy 6.2: przy czym cyfry oznaczają 

kolejno: krytyczną stromość napięciową, czas wyłączenia i krytyczną stromość prądową. 

 
Przykład oznaczenia: 

background image

T2A – 10 – 342: tyrystor o prądzie granicznym 70 A, parametrze przeciążeniowym 5600 A

2

· s, 

klasie napięciowej 1000 V, krytycznej stromości napięciowej 100 V/µs, czasie wyłączenia 50µs i 
krytycznej stromości prądowej 50 A/µs. 
 
 
 
 
                                                                                                                                              Tablica 6.2 
 
Oznaczenia grup parametrów dynamicznych (III grupa cyfr w oznaczeniu kodowym) 

Oznaczenia 

kodowo-cyfrowe 

 

(dU

D

/dt)

crit 

t

q

 (di

T

/dt)

cirit 

- V/µs µs A/µs 

0 <20 

>250 

<20 

min 20 

max 250 

min 20 

min 50 

max 150 

min 50 

min 100 

max 70 

min 100 

min 250 

max 50 

min 250 

min 500 

max 25 

min 500 

min 1000 

max 15 

min 1000 

przy 

jM

j

ϑ

ϑ

=

 

U

D

 = U

DRM 

jM

j

ϑ

ϑ

=

 

U

R

 = 200V 

I

T

 = I

T(AV)/M 

jM

j

ϑ

ϑ

=

 

 
 
 
  
                                                                                                                                            Tablica 6.3 
 

Parametry i charakterystyki tyrystorów 

 

Wielkość tyrystora 

Parametr 

(charakterystyka) 

Jednostka Warunki 

pomiary, 

uwagi 

T1 T2 T3 

1 2  3 

4  5  6 

U

RRM

, U

DRM 

V Tablica 

6.1 

200

÷1500 200÷2200 400÷1800 

I

T(RMS)M 

A   47 

110 

430 

I

T(AV)M 

C

c

°

= 70

ϑ

 

30 70 275 

I

TSM 

jM

j

ϑ

ϑ

=

, typ A 

t = 10 ms typ B 

390 
780 

1060 
2120 

3870 
7740 

I

2

·t A

2

·s 

jM

j

ϑ

ϑ

=

, typ A 

t = 10 ms typ B 

750 

1500 

5600 

11200 

75000 

150000 

I

RRM

, I

DRM

 mA 

jM

j

ϑ

ϑ

=

 

5 10 25 

 

2 3 

4 5 6 

I

mA 

C

j

°

= 25

ϑ

 

80 500 750 

background image

I

mA 

C

j

°

= 25

ϑ

 

50 150 300 

U

(TO) 

V  

1,1 

1,06 

1,02 

r

m

Ω 

 

7,4 3,9 0,9 

jM

ϑ

 

°C 

 

110 125 140 

°C/W 

Chłodzenie 

jednostronne 

0,7 0,36 0,24 

R

thjc 

 

Chłodzenie 

dwustronne 

– – 

0,145 

I

GT 

C

j

°

= 25

ϑ

 

0,15 0,2 0,25 

U

GT 

C

j

°

= 25

ϑ

 

3 4 2 

I

FGM 

A  

2 5 10 

U

FGM 

V  

15 

15 

10 

P

GM 

W  

10 12 20 

P

G(AV) 

W  

1 1,5 2 

t

1

÷6 0÷5 0÷4 

(du

d

/dt)

cric 

2

÷5 1÷6 0÷5 

(di

T

/dt)

cric 

Cyfra 

kodu 

Tablica 6.2 

2

÷5 1÷6 0÷4 

U

T

(I

T

Nr rys. 

const

j

=

ϑ

 

6.1 6.7 6.12 

Z

thjc(t)

(t) 

Nr rys. 

const

j

=

ϑ

 

6.2 6.8 6.13 

P

T

(I

T(AV)

( )

a

T

P

ϑ

 

Nr rys. 

k = const 

R

thca

 = const 

6.3 6.9 6.14 

dt

di

I

T

RM

 

Nr rys. 

I

T

 = const 

6.4 

6.10 

– 

U

g

(I

g

Nr rys. 

 

6.5 

6.11 

6.15 

)

(

λ

th

R

 

Nr rys. 

 

6.6 

– 

6.16 

( )

j

q

t

ϑ

 

( )

R

q

U

t

 

Nr rys. 

 

6.17 

6.17 

6.17 

t

d

(I

G

) Nr 

rys.   

6.18  6.18  6.18 

I

T(OV)

(t) 

Nr rys. 

jM

j

ϑ

ϑ

=

 

6.19 6.19 6.19 

Typowy 
radiator 

Typ 

 

R1 R2 R3 

Budowa  

 

śrubowa 

śrubowa pastylkowa 

 
 
 
 
 
 

background image

I

[A]

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

0,5

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2,8

U

[V]

 

 
 
 

Rys. 6. 1. Tyrystor 

T1. Charakterystyka przewodzenia. 

 
 
 
 
 

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

1

10

10

2

10

3

10

4

2

5

2

5

2

5

5

2

t[ms]

Z

thjc

[°C/W]

 

 

 

                     Rys. 6. 2. Tyrystor 

T1. Zależność przejściowej impedancji cieplnej od czasu. 

background image

80

70

60

50

40

30

20

10

0

10

20

30

100

80

60

40

20

0

10

20

30

34

70

60

50

40

30

20

10

360°

360°

I

T(AV)

I

T(AV)

I

T(RMS)M

I

T(AV)[A]

I

T(AV)[A]

60°

90°

120°

180°

360°

I

T(RMS)M

1

2

4

8

R

thca

+R

th

=0,5[°C/W]

30

15°

30°

120°

180°

R[W]

 

Rys. 6. 3. Tyrystor 

T1. Zależność strat przewodzenia od średniego prądu przewodzenia przy 

kształcie sinusoidalnym i prostokątnym prądu (50 Hz) oraz dopuszczalnych strat przewodzenia od 

temperatury otoczenia przy różnej rezystancji  cieplnej zewnętrznej(

R

thca

) i różnicowej (

Δ

R

th

). 

 

dt

di

I

RM

I

T

I

T

=50A

40

30

20

10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

10

20

30

40

50

60

di/dt[A/µs]

I

RM

[A]

 

 

Rys. 6. 4. Tyrystor T1. Zależność szczytowego prądu wstecznego od stromości opadania prądu przy 

różnych wartościach prądu przewodzenia. 

 

background image

 

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4 1,6

1,8

2,0

2,2

P

GM

=10W

I

FGM

U

FGM

-40°

25°

110°

I

[A]

U

[V]

 

Rys. 6. 5. Tyrystor T1. Charakterystyka obwodu bramkowego. 

 
 

 

λ

λ

360°

360°

I

T(AV)

I

T(AV)

0

30°

60°

90°

120°

150°

180°

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

]

/

[

W

C

R

th

°

λ

 

Rys. 6. 6.  Tyrystor T1. Zależność różnicowej rezystancji cieplnej od kąta przewodzenia  przy 

kształcie sinusoidalnym i prostokątnym prądu przewodzenia i częstotliwości 50  Hz. 

background image

 

220

200

180

160

140

120

100

80

60

40

20

0

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

C

j

°

= 125

ϑ

C

°

25

I

T

[A]

U

T

[V]

 

Rys. 6. 7. Tyrystor 

T2. Charakterystyka przewodzenia. 

 
 
 
 

0,4

0,3

0,2

0,1

0

1

10

10

2

10

3

10

4

Z

thjc

[°C/W]

t[ms]

2

5

5

5

5

2

2

2

 

Rys. 6. 8. Tyrystor 

T2. Zależność przejściowej impedancji cieplnej od czasu. 

 
 
 

background image

 

25

,

0

=

+

th

thca

R

R

[°C/W]

°

= 30

λ

60° 90°120°

180°

360°

0,4

0,5

1

2

4

I

T(RMS)/M

°

=15

λ

30°

60°

90° 120°

180°

160

140

120

100

80

60

40

20

0

140

120

100

80

60

40

20

I

T(AV)

I

T(AV)

λ

λ

°

360

°

360

I

T(RMS)/M

10

20

30

40

50

60

70

80 120

100

80

60

40

20

0

10

20

30

40

50

60

70

80

I

T(AV) 

[A]

I

T(AV) 

[A]

]

C

a

°

ϑ

P

T

[W]

 

 

Rys. 6. 9. Tyrystor 

T2. Zależność strat przewodzenia od średniego prądu przewodzenia przy 

kształcie sinusoidalnym i prostokątnym prądu (50 Mz) oraz dopuszczalnych strat przewodzenia od 

temperatury otoczenia przy różnej rezystancji cieplnej zewnętrznej (

R

thca

) i różnicowej 

(∆R

th

). 

 

dt

di

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

I

T

I

RM

I

T

 = 100A

60

40

30

20

10

di/dt [A/µs]

I

RM

[A]

 

background image

Rys. 6. 10.

 Tyrystor T2. Zależność szczytowego prądu wstecznego od stromości opadania prądu 

przy różnych wartościach prądu przewodzenia. 

16

14

12

10

8

6

4

2

0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

j

ϑ

C

°

−40

C

°

25

C

°

125

U

FGM

I

FGM

U

G

 [V]

I

G

 [A]

P

GM

 = 12W

 

Rys. 6. 11. Tyrystor 

T2. Charakterystyka obwodu bramkowego. 

 
 
 

0,5

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

C

j

°

= 140

ϑ

C

°

25

U

T

 [V]

I

T

 [A]

 

Rys. 6. 12. Tyrystor 

T3.Charakterystyka 

           

przewodzenia. 

 

background image

 
 

CHŁODZENIE
JEDNOSTRONNE

CHŁODZENIE
DWUSTRONNE

0,22

0,2

0,18

0,16

0,14

0,12

0,1

0,05

0,04

0,03

0,02

0

1

10

10

2

10

3

10

4

2

5

2

2

2

5

5

5

Z

thjc

 [°C/W]

t[ms]

 

Rys. 6. 13. Tyrystor 

T3. Zależność 

przejściowej impedancji cieplnej od 

czasu. 

 

background image

λ

λ

I

T

(AV)

I

T

(AV)

360°

360°

600

500

400

300

200

100

100

200

120 100

80

60

40

20

0

300

100

200

I

T(AV)

[A]

]

C

a

°

ϑ

I

T(AV)

[A]

°

= 30

λ

°

60

°

90

°

12

0

°

180

°

360

]

/

[

W

C

R

R

th

thca

°

+

0,08

0,1

0,15

0,2

0,3

0,4

0,5

0,7

1,0

2.0

0,25

°

=15

λ

°

60

°

90

°

180

°

120

°

30

P

T

[W]

 

  Rys. 6. 14. Tyrystor 

T3. Zależność strat przewodzenia od średniego prądu przewodzenia przy 

kształcie sinusoidalnym i prostokątnym prądu (50 Mz) oraz dopuszczalnych strat przewodzenia od 
temperatury otoczenia przy różnej rezystancji cieplnej zewnętrznej (

R

thca

) i różnicowej (

∆R

th

). 

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

P

GM

 = 20W

U

[V]

I

[A]

C

j

°

= 40

ϑ

C

°

25

C

°

140

 

Rys. 6. 15. Tyrystor 

T3. Charakterystyka obwodu bramkowego. 

background image

λ

λ

I

T(AV)

°

360

I

T(AV)

°

360

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,1

0

°

30

°

60

°

90

°

120

°

180

°

150

]

/

[

W

C

R

th

°

λ

 

Rys. 6.16. Tyrystor 

T3. Zależność różnicowej rezystancji cieplnej od kąta przewodzenia przy 

kształcie sinusoidalnym i prostokątnym prądu przewodzenia i częstotliwości 50Hz. 

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,25

1,5

1,75

2,0

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

50

100

150

200

U

R

[V]

tq/tqn

jM

j

ϑ

ϑ

/

 

Rys. 6.17. Tyrystor 

T1, T2, T3. Zależność czasu wyłączenia tyrystora od napięcia wstecznego 

i temperatury złącza (

tqn – czas wyłączenia przy U

p

 = 200V ) 

background image

graniczna

typowa

0,1

1

10

10

2

0,5

5

50

10

2

10

1

0,1

0,5

5

50

I

G

/I

GT

t

d

[µs]

 

 

Rys. 6.18. Tyrystor 

T1, T2, T3. Zależność czasu opóżnienia od względnej amplitudy prądu 

bramkowego. 

 
 

jM

j

ϑ

ϑ −

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

10

-2

10

-1

10

0

2

3

4

7

2

3

4

7

t[s]

I

T(OV)

/I

TSM

 

Rys. 6.19. Tyrystor 

T1, T2, T3. Charakterystyka przeciążalności granicznej. 

 

background image

DIODA ENERGETYCZNA 

Oznaczenie diody składa się z litery D (dioda) oraz cyfry określającej klasę  

diodową diody wg tablicy 6.1. 
Parametry diody:  

U

RRM

U

DRM

= 200 

÷2200 V; I

F(AV)M

=70 A przy 

c

ϑ

 

= 124

C; 

I

F(RMS)M

= 110 A; 

I

FSM 

= 1060 A przy

jM

j

ϑ

ϑ

=

= 180

C; 

t

 = 5700 A

2

·s; 

RRM

= 10 mA; 

U

( TO

= 0, 789 V; 

r

T

= 3,38 mΩ; 

R

thjc

= 0,55ºC/ W, 

Dioda śrubowa, typowy radiator: typu 

R2. 

 

C

j

°

= 180

ϑ

C

°

25

0,5

1,0

1,5

2,0

10

3

10

2

10

1

5

5

5

U

[V]

I

[A]

 

 

Rys. 6. 20. Dioda 

D. Charakterystyka przewodzenia. 

 

10

-3

10

-2

10

-1

10

0

10

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

5

5

5

5

Z

thjc

[°C/W]

t[s]

 

Rys. 6. 21. Dioda 

D. Zależność przejściowej impedancji cieplnej od czasu 

 
 

background image

180

160

150

170

140

130

120

110

0

20

40

60

80

100

I

F(AV)

 [A]

]

C

c

°

ϑ

°

60

°

90

°

120

°

180

°

180

°

360

 

Rys. 6. 22. Dioda 

D. Zależność dopuszczalnego średniego prądu przewodzenia od temperatury 

obudowy dla różnych kształtów prądu przewodzenia przy częstotliwości 50 Hz. 

 

Charakterystyki diody zamieszczone są na następujących rysunkach: 

 

U

F

(I

F

)- rys. 6. 20, 

 

Z

thjc(t)

(t)- rys. 6. 21, 

 

I

F(AV)

(

ϑ

c

)- rys. 6. 22. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

background image

RADIATORY DLA TYRYSTORÓW DIOD ENERGETYCZNYCH 

 

 

 

Oznaczenie typu radiatora składa się z litery R oraz cyfry 1 

÷ 3 określającej jego wielkość. 

Parametry radiatorów zamieszczone są w tablicy 6. 4. 

Tablica 6. 4 

Parametry i charakterystyki radiatorów 

 

 Typ 

radiatora 

Parametry i 

charakterystyki 

R1 R2 R3 

R

thca

[

°C/W] 

przy 

ν = 0 m/s 

1,4 0,66 0,68 

R

thca

[

°C/W] 

przy 

ν = 6 m/s 

0,5 0,22 0,1 

Z

thca(t)

(t) 

Rys. 6.23 

Rys. 6.24 

Rys. 6.24 

R

thct

(Q) 

P(Q) 

Rys. 6.25 

Rys. 6.25 

Rys. 6.25 

Q(

ν

Rys. 6.26 

Rys. 6.26 

Rys. 6.26 

Dla zaworu o budowie 

Śrubowej 

śrubowej 

śrubowej 

 

0

1,4

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

1

10

10

2

10

3

10

4

5

5

5

5

Z

thca

[°C/W]

t[s]

V=0

R1

V=6m/s

 

 

Rys. 6.23. Radiator 

R1. Zależność przejściowej impedancji cieplnej od czasu. 

 

background image

1

10

10

2

10

3

10

4

0

0,1

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

t[s]

Z

thca

[°C/W]

R2

R3

V=6m/s

V=0

 

 

Rys. 6.24. Radiatory R2 i R3. Zależność przejściowej impedancji cieplnej od czasu (dla radiatora 

R3 przy chłodzeniu dwustronnym) 

 
 

0

0,05

0,1

0,15

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0

Z

thca

[°C/W]

Q[m

3

/s]

R2

R2

R1

R3

R3

R1

]

[Pa

P

200

25

50

75

100

125

150

175

 

 

background image

Rys.6.25. Radiatory R1, R2, R3Zależność rezystancji cieplnej I spadku ciśnienia od natężenia 

przepływu powietrza chłodzącego. 

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

V[m/s]

Q[m

3

/s]

R3

R2

R1

 

 

Rys. 6. 26. Radiatory R1, R2, R3. Zależność natężenia przepływu od prędkości powietrza 

chłodzącego. 

 
 
 

CHARAKTERYSTYKI I PARAMETRY BEZPIECZNIKÓW 

 

Tablica 6.5 

 

Parametr (I

2

t)

B

 w czasie przedłukowym dla bezpieczników typu B oraz wielkość przepięcia 

 

I

[A] 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 

(I

2

t)

B

  [A

2

⋅s]  50  90  130 300 500 700 1200 2700 4800 7100 

14000 23000

[V] 900 

800 

725 

 

background image

=

16

A

=

20

A

=

25

A

=

32

A

=

40

A

=

50

A

=

63

A

=

80

A

=

10

0A

=

12

5A

=

16

0A

=

20

0A

=

25

0A

=

32

0A

I

B

=

40

0A

40

100

500

1000

5000

I

p

[A]

0,1

0,01

1,0

10

t[s]

 

Rys.6. 27. Charakterystyki prądowo- czasowe bezpieczników typu 

B; I

B

prąd znamionowy 

skuteczny bezpiecznika, 

I

p

prąd skuteczny składowej okresowej początkowej zwarcia. 

 

 

250

300

350

400

450[V]

k

p

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

2

E

2

 

 

Rys. 6. 28. Wykres zależności współczynnika przepięć k

p

, od amplitudy napięcia zasilania. 

 
 
 

 
 
 

background image

U

m

[V]

200

300

400

500

2.5

3

4

5

6

6.5 k

u

0

0.2 0.4

0.6

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

0

0.2 0.4 0.6

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0 k

T

10 30

50 70

0.8

0.9

1.0

k

is

ϕ

k

ϕ

cos

B

FSK

I

I

0.8 1.0

90I

sm

[kA]

 

Rys.6.29. Wykresy zależności współczynników k

u

, k

Φ

, k

is

 , k

r 

dla bezpieczników typu B

 
 
 
 
 
 
 
 

CHARAKTERYSTYKI PŁYTEK SELENOWYCH DO ZABEZPIECZEŃ 

PRZEPIĘCIOWYCH 

 
 

Tablica 6.6. 

Powierzchnia płytek selenowych w zależności od typu 

 

Typ płytek M40  M100  M400  M800  M2000 

Powierzchnia 

w[m

2

]

⋅10

-4 

4 7 20 42 

100 

 

 

background image

90

80

70

60

50

40

30

0,001

0,01

0,1

1

10

100

M4

0

M

100

M

400

M1

80

0

M2

00

0

τ

p

U

[V]

τ

p

I

[A]

0,1

1

10

t[s]

0,1

1

10

100

1000

τ

p

I

[A]

M2000

M1800

M400

M100

M40

 

100

90

80

70

60

50

40

30

[V]

0

1

2

3

4

5

6

Jpt* 10E-4[A/m

2

]

τ

p

U

 

 
 
 

Rys. 6. 30. Charakterystyki prądowo- napięciowe i prądowo- czasowe płytek selenowych do 

zabezpieczeń przepięciowych. 

 
 
 
 
 
 
 

background image

 
 
 

DANE TRANSFORMATORÓW TYPU TR 

 

Tablica 6.7 

 

Typ 

Moc 

[kV·A] 

Napięcie E

1

 

[V] 

Napięcie E

2

 

[V] 

Napięcie zwarcia 

u

Z%

 

Prąd magnesowania 

i

µ%

 

TR1 10 

220 

220 

TR2 10 

500 

380 

TR3 2,5 

380 

220 

4,5 

10 

Tr4 6,3 

500 

380 

6,5 

7,5 

 
 

 

 

Tablica 6.8 

Zależność prądu magnesowania transformatora  

od mocy 

Moc transformatora 

S

t

 [kV·A] 

Prąd magnesujący 

 i

µ

 %

 

1 15 
3 10 

10 5 

20 3 

>20 2