Описание
Общая характеристика продукта
Первым делом рассмотрим силовой полупроводниковый модуль (IGBT-модуль) от бренда ABB — модель 5SHY35L4520, предназначенный для коммутации высоких токов и напряжений в системах электропривода, преобразователей энергии и инверторов промышленного класса. Это устройство относится к серии ABB Power Semiconductor Modules, широко применяемых в металлургической промышленности (электродвигатели рольгангов), энергетике (вспомогательные системы электростанций) и тяжелом машиностроении (двигатели крупных экскаваторов), где требуется высокая надежность, низкие энергетические потери и устойчивость к перегрузкам.
ABB 5SHY35L4520 представляет собой двухполюсный IGBT-модуль с номинальным током 350 А и номинальным напряжением 1700 В — он сочетает в себе высокую коммутационную скорость (до 20 кГц) и низкое сопротивление открытой цепи, что минимизирует тепловыделение при работе на максимальной нагрузке. Конструкция модуля включает встроенные диоды обратного восстановления (FRD), которые защищают IGBT-transistors against обратного тока, а также термопасть для эффективного теплоотвода к радиатору.
Особенно стоит отметить, что ABB 5SHY35L4520 оснащен функциями защиты и мониторинга: встроенные термические датчики (NTC) для контроля температуры,защита against перегрузки по току и короткого замыкания (через внешний контроллер). Это предотвращает повреждение модуля при аварийных режимах (например, короткое замыкание в цепи двигателя) и позволяет операторам своевременно регулировать нагрузку. Полную информацию о ABB 5SHY35L4520, включая схемы подключения и параметры тепловыделения, можно найти по ссылке: [ссылка на продукт ABB 5SHY35L4520] (при получении окончательной ссылки она будет вставлена в это место).
Параметры продукта
Технические параметры ABB 5SHY35L4520 (подробные данные в официальной документации по ссылке: [ссылка на продукт ABB 5SHY35L4520]):
-
Электрические характеристики (основные):
- Тип устройства — силовой IGBT-модуль (двухполюсный, с FRD);
- Номинальное напряжение коллектор-эмиттер (V_CE(sat)): 1700 В;
- Номинальный ток коллектора (I_C): 350 А (при температуреT_j = 85 °C);
- Максимальный импульсный ток коллектора (I_C(max)): 700 А (длительность 10 мс, T_j = 25 °C);
- Сопротивление коллектор-эмиттер (R_CE(on)): ≤0.008 Ом (при I_C = 350 А, T_j = 25 °C);
- Коммутационная частота: до 20 кГц (рекомендуемый диапазон для стабильной работы).
-
Характеристики диода обратного восстановления (FRD):
- Номинальный ток диода (I_F): 350 А (при T_j = 85 °C);
- Максимальное напряжение обратного смещения (V_RRM): 1700 В;
- Время восстановления (t_rr): ≤500 нс (при I_F = 350 А, dI/dt = 100 А/мкс).
-
Термические характеристики:
- Максимальная температура (T_j (max)): 150 °C;
- Теплопередача – корпуса (R_th (j-c)): 0.15 °C/W;
- Тип термодатчика: NTC (номинальное сопротивление 10 кОм при T = 25 °C);
- Рекомендуемое условие охлаждения: Водяное охлаждение (радиатор с потоком воды ≥3 л/мин) или воздушное охлаждение (приточное вентиляция, скорость воздуха ≥5 м/с).
-
Конструктивные характеристики:
- Тип корпуса: Модульный (планарная конструкция, для монтажа на радиатор);
- Габариты: 140 × 110 × 40 мм (ширина × высота × толщина);
- Вес: ~500 г;
- Тип выводов: Стерлинговые штыри (для подключения силовых и сигнальных цепей);
- Класс защиты корпуса: IP00 (для монтажа в закрытые силовые шкафы).
Преимущества и особенности
- Высокая мощность и эффективность: ABB 5SHY35L4520 с номинальным током 350 А и напряжением 1700 В обеспечивает коммутацию энергетических потоков до 595 кВт — достаточное для мощных электроприводов (например, 500-киловатные двигатели рольгангов в металлургических цехах) и инверторов для ветряных электростанций. Низкое сопротивление R_CE(on) ≤0.008 Ом минимизирует энергетические потери (≤1 кВт при номинальной нагрузке), что снижает затраты на охлаждение.
- Интегрированные защитные компоненты: Встроенные FRD и термодатчик NTC упрощают дизайн силовых цепей — нет необходимости покупать отдельные диоды и датчики температуры, что сокращает размеры шкафа и стоимость проекта. Защита against перегрузки по току и температуре предотвращает дорогостоящее повреждение модуля.
- Устойчивость к перегрузкам: Максимальный импульсный ток 700 А позволяет ABB 5SHY35L4520 выдерживать кратковременные пиков нагрузки (например, при запуске электродвигателей с высоким моментом инерции), без отключения системы. Это критично для тяжелой промышленности, где пиковые нагрузки являются обычным явлением.
- Совместимость с контроллерами ABB: Модуль легко интегрируется с контроллерами силовых процессов ABB PPC907BE (например, модель 3BHE024577R0101) через стандартные сигнальные выводы. Коммутационная частота до 20 кГц обеспечивает синхронную работу с алгоритмами PWM-регулирования контроллера, без искажений сигнала.
- Простота монтажа и обслуживания: Планарная конструкция и стандартные габариты позволяют быстро монтировать ABB 5SHY35L4520 на радиатор, а термопасть в комплектности гарантирует эффективный теплоотвод. Легкая замена модуля при неисправности сокращает время простоя оборудования. Дополнительные преимущества можно найти по ссылке: [ссылка на продукт ABB 5SHY35L4520].
Примеры применения в отраслях
Силовой IGBT-модуль ABB 5SHY35L4520 широко используется в высокомощных системах электропривода и преобразования энергии:
- Металлургия (стальные прокатные становы): Коммутация питания электродвигателей рольгангов (мощность 300–500 кВт). Водяное охлаждение ABB 5SHY35L4520 поддерживает температуру了结晶体 ≤100 °C при длительной работе, а низкие энергетические потери снижают общую потребляемую мощность завода.
- Энергетика (вспомогательные системы ГТЭС): Преобразование напряжения для питания насосов и вентиляторов котлов. Интегрированный FRD защищает модуль against обратного тока при отключении нагрузки, а термодатчик NTC передает данные о температуре в контроллер для автоматической регулировки режима охлаждения.
- Тяжелое машиностроение (крупные экскаваторы): Управление тяговыми двигателями (напряжение 1000 В DC, ток 300 А). Устойчивость ABB 5SHY35L4520 к вибрационным нагрузкам (по стандарту IEC 60068-2-6) и пыли гарантирует работоспособность в условиях горных выработок. Конкретные кейсы можно найти по ссылке: [ссылка на продукт ABB 5SHY35L4520].
Сравнение с конкурентами
Сравним ABB 5SHY35L4520 с аналогичными IGBT-модулями (Siemens 1MBH130D-170, Rockwell Allen-Bradley 20G11ND034AA0NNNNN, Schneider Electric MEGA IGBT MOD 350A/1700V).
| Параметр | ABB 5SHY35L4520 | Siemens 1MBH130D-170 | Rockwell 20G11ND034AA0NNNNN |
|---|---|---|---|
| Номинальный ток (I_C) | 350 А (T_j=85 °C) | 300 А (T_j=85 °C) | 350 А (T_j=85 °C) |
| Сопротивление R_CE(on) | ≤0.008 Ом | ≤0.01 Ом | ≤0.009 Ом |
| Время восстановления FRD | ≤500 нс | ≤600 нс | ≤550 нс |
| Теплопередача R_th(j-c) | 0.15 °C/W | 0.18 °C/W | 0.16 °C/W |
| Коммутационная частота | до 20 кГц | до 15 кГц | до 18 кГц |
ABB 5SHY35L4520 выделяется более низким сопротивлением R_CE(on), быстрым временем восстановления FRD и более высокой коммутационной частотой — это делает его предпочтительным для систем с высокими требованиями к эффективности и скорости реакции (металлургия, тяжелое машиностроение). Дополнительное сравнение по ссылке: [ссылка на продукт ABB 5SHY35L4520].
Советы по выбору и предостережения
-
Советы по выбору:
- Для систем с током 250–350 А и напряжением 1000–1700 В (мощные двигатели, инверторы) — ABB 5SHY35L4520 идеально подходит, благодаря запасу по мощности и низким энергетическим потерям.
- В условиях длительной работы (24/7) — рекомендуется использовать водяное охлаждение: Это поддерживает температуру ≤100 °C и увеличивает срок службы модуля до 5–7 лет (в отличие от воздушного охлаждения, где срок службы снижается до 3–4 года).
- При интеграции с контроллерами ABB — выбирайте модели с поддержкой коммутационной частоты ≥20 кГц (например, PPC907BE), чтобы обеспечить синхронную работу и избежать искажений сигнала. Детали по выбору доступны по ссылке: [ссылка на продукт ABB 5SHY35L4520].
-
Предостережения:
- Не превышайте максимальную температуру >150 °C: Перегрев приведет к разрушению IGBT-transistors и выходу ABB 5SHY35L4520 из строя. Регулярно проверяйте работоспособность термодатчика NTC.
- Используйте только сертифицированные кабели с сечением ≥50 мм² для силовых цепей: Недостаточное сечение вызывает перегрев соединений и увеличивает сопротивление, что влияет на работоспособность модуля.
- При монтаже на радиатор обеспечивайте равномерное прижимание: Неровное прижимание увеличивает теплопередачу R_th (j-c) и приводит к локальному перегреву
- Не используйте модуль при коммутационной частоте >20 кГц: Частые коммутации вызывают дополнительное тепловыделение и ускоряют износ

5SHY35L4520

