Ostrava - Vzhledem k tomu, že jsem si dneska opět vyslechl názor, že Pendolino je špatné, protože má zastaralé GTO a moderní jsou IGBT, rozhodl jsem se napsat tento krátký článek, který by měl tento omyl vyjasnit jednou provždy.
GTO x IGBT
GTO – Gate Turnoff Thyristor, IGBT – Insulated Gate Bipolar Transistor
Srovnat GTO a IGBT jazykem železničáře by šlo následovně. Představme si GTO jako ono Pendolino a jako IGBT nám poslouží 471. Pendolino, ze kterého se postupně vyvinula naše řada 680, tedy ETR460 jezdí už od roku 1993. Prošlo dalším vývojem v podobě ETR470 a konečně dospělo do naší řady 680. Oproti tomu 471 jezdí zhruba od roku 2001 a v současné době prodělává drobné úpravy v podobě faceliftu. Kdybych položil jednoduchou otázku, co je starší, jestli Pendolino, nebo řada 471, tak odpověď nebude jednoduchá. Podobná situace je i s GTO a IGBT. GTO je starší, ale stejně jako IGBT se vyvíjí. Tak jako Pendolino má vyšší výkon, než 471, tak i GTO může spínat větší výkony (a vyšší napětí), než IGBT. Ale na druhou stranu, 471 má širší dveře, a tím umožňuje rychlejší výměnu cestujících. Podobně jako IGBT má kratší spínací a vypínací dobu a tím umožňuje vyšší spínací frekvence.
Pro srovnání může posloužit následující tabulka: (Doc. Ing. Jiří Danzer, CSc.: Elektrická trakce 4. – Vozidla s asynchronním trakčním motorem)
Z tabulky, kromě výše již řečeného, je vidět ještě jedna zásadní věc. Všimněte si špičkového proudu GTO a IGBT. Je tedy zřejmé, že GTO vydrží mnohem horší zacházení v porovnání s IGBT. Tady se mi přímo nutí otázka: „Stálo už nějaké Pendolino kvůli poruše tyristoru?“ Pokud ano, tak rozhodně v menší míře, než stojí 471 kvůli poruše IGBT. Další výhodou GTO jsou nižší ztráty, ale bohužel se ke GTO přidávají odlehčující obvody, takže celková ztráta větve střídače je pak vyšší. A aby to nebylo všechno tak jednoduché, tak ani prostá výměna GTO za IGBT není možná, neboť GTO se zapíná i vypíná proudovým impulzem. Oproti tomu IGBT vede, pokud je na řídící elektrodě přiloženo napětí.
Je zřejmé, že vývoj vede k vyšším výkonům spínacích součástek a zároveň lze říci, že GTO bude ještě dlouhou dobu umožňovat spínat vyšší napětí a vyšší výkony než IGBT. Je však jen otázkou času, kdy IGBT bude schopno plně vytlačit GTO z oblasti železničního průmyslu. Pokud ta doba ještě nenastala, tak je určitě velmi blízko.
Konecne je tu zase clanek, ktery je hoden ZelPage. Tedy bezesporu odborny clanek, pod kterym nejsou (a snad nebudou) napsany nesmyslne komentare panu jako CD4Ever, Venca Burgan, Koffr a podobnych.
Ve zkratce můj pohled na to, jak se dá věc laikům osvětlit:
Tyristor bude vždycky pomalejší, protože využívá "jakýsi lavinový efekt", který potřebuje delší čas na to, aby "dozněl" - hodně zlaičtěno, záměrně se vyhýbám nadávkám typu "rekombinace" a podobně. Navíc je u tyristorů (viz tabulka v článku) omezena strmost nárůstu napětí ve vypnutém stavu, k tomu je ještě dobré dodat, že pokud tuto strmost překročíte, tyristor sám sepne. Milá vlastnost, že? ;-)
Naproti tomu IGBT není unipolární tranzistor, jak tu někdo nadhodil (ano, řekněme, že se tak na něj dá koukat z hlediska vstupu) - zjednodušený, ale pořád ještě smysluplný popis takové součástky je asi něco ve smyslu "výkonový bipolární tranzistor s integrovaným budicím FET tranzistorem" - něco jako výkonový prasopestranzistor. Podstatné je, že to je tranzistor, takže je mnohem lépe řiditelný, rychlejší, ale s horší ztrátou v propustném směru a horší napěťovou odolností.
Proč ta honba za rychlostí?
Protože čím rychleji dokáže výkonový prvek spínat (a hlavně vypínat ;-), tím lepší lze dosáhnout regulační vlastnosti u pohonu, zároveň menší a lehčí filtry atd atd.
Takže proč tedy tyristory? Nejsem projektant měničů (takže to berte s rezervou), ale podle mně, pokud dneska tyristor, tak leda modernější vývojové odrůdy, které se snaží o kulturní řešení vypínacích obvodů (IGCT) při zachování výhod tyristorů (nízké ztráty na prvku, celková robustnost součástky).
Poznámka závěrem: nebudu se vyjadřovat k tomu, jestli Pendolino je nebo není sráč, ale pokud někdo tu soupravu prohlásí za něco takového pouze na základě toho, že má GTO pohon (a nemyslí to v legraci nebo jako přátelské rýpnutí), tak je to trouba. O kvalitách v konečném důsledku rozhoduje spolehlivost soupravy, pohodlí cestujících a spousta dalších věcí, ale rozhodně ne výkonové součástky, použité na měniči trakčního pohonu, pokud ten pohon funguje. V tom stoprocentně souhlasím s autorem článku.
Nechtěl jsem napsat příliš odborný článek, ale nadruhou stranu jsem nechtěl být až příliš laicky.
Ale uvědomme si, že 680 vyjela v roce 2003 a taky se nějakou dobu vyvíjela.
Ale na druhou stranu, 471 má širší dveře, a tím umožňuje rychlejší výměnu cestujících. Podobně jako IGBT má kratší spínací a vypínací dobu a tím umožňuje vyšší spínací frekvence.
Mělo z toho vyplynout, že tak jako 471 umožňuje rychlejší výměnu cestujících, tak IGBT umožňuje rychlejší spínání.
Prostě jsem chtěl demonstrovat příměr IGBT a GTO na 471 a 680.
Přecejenom, ŽP je server o železnici, tak to nebudeme přiměřovat k jabkám a hruškám, ne?
Závěr tam je, je to celý poslední odstavec. Z něj je dost jasně vidět, že nejde jednoduše říct: „XXX je lepší.“ Svět není černobílý.
Za sebe děkuji Dukovi za článek, který mi tuhle problematiku hodně vyjasnil.
Komentáře vyjadřují názory čtenářů.
Redakce nenese žádnou zodpovědnost za jejich obsah.
- dopisovatel nebo člen ŽP, - editor nebo admin ŽP
Před vložením komentáře je nutné se buď přihlásit, nebo zaregistrovat.