淺談可控硅整流裝置的調(diào)試與維護

李志強

（南陽醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校第一附屬醫(yī)院，河南 南陽 473058）

淺談可控硅整流裝置的調(diào)試與維護

李志強

（南陽醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校第一附屬醫(yī)院，河南 南陽 473058）

可控硅的應(yīng)用范圍很廣范。它可用作硅整流，把交流電變成大小可調(diào)的直流電也可用作逆變，把直流成各種頻率的交流電，還可用作直流電路或交流電路中的開關(guān)。由于它具有體積小、重量輕、效率高、動作快、無噪聲、操作維護方便等優(yōu)點，在國防、航運、冶金、石油、機械制造等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。可控硅技術(shù)已成為一項就用很廣的電子新技術(shù)。可控硅整流裝置是指使用可控硅這種可控型的半導(dǎo)體器件進行整流的裝置。用處就是將交流變成直流，可用于直流電源、交直流電機控制控制等等。

可控硅；整流；調(diào)試；主回路保護；維修

一、可控硅整流裝置的調(diào)試

1.單相可控硅整流裝置的調(diào)試

（1）仔細檢查主電路與控制電路的接線是否正確，特別要注意可控硅的控制極不要與其他部分發(fā)生短路，可控硅和散熱器應(yīng)擰緊。

（2）檢查熔斷器是否已裝上。

（3）一般先調(diào)試控制電路，然后再調(diào)主電路。

（4）控制電路的調(diào)試步驟是：在控制電路接上電源后，先用示波器觀察穩(wěn)壓管兩端的電壓波表，有無梯形波，再駝罕觸發(fā)電路中電容兩端的電壓波形，有無鋸齒波，最后調(diào)整觸發(fā)電路中的電位器，看鋸齒波的數(shù)目是否均勻變化。否則要檢查原因，排除冬天爺爺障后重新調(diào)試。

圖1　熔斷器接入位置

（5）電路的調(diào)試步驟如下：用調(diào)壓器給主電路加一個低電壓（10V～20V），用示波器觀察陰陽極之間的電壓波形，波形上有一部分是一條平線，它是可控硅的導(dǎo)通部分，調(diào)節(jié)觸發(fā)電路時的電位器，波形是平線的長度跟隨變化，表示可控硅導(dǎo)通角可調(diào)，電路工作正常，否則需檢查原因，排除故障后重新調(diào)試。待檢查無誤后，給主電路加上工作電壓再復(fù)查一遍。

2.三相可控硅整流裝置的調(diào)試

單相可控硅整流裝置的調(diào)試步驟對于三相可控硅裝置同樣適用，在三相裝置中還應(yīng)作如下的調(diào)試步驟：

（1）檢查三相電源的相序，按照要求的電源相序，接通主電路與控制電路。

（2）檢查三相觸發(fā)電路與主電路的相位一致性。

（3）調(diào)整三相觸發(fā)電路是的電位器，使三相觸發(fā)脈沖發(fā)出的時間對稱，從而使輸出電壓波形的3個波頂變化均勻一致，達到三相平衡對稱。

圖2　阻容電路接法

圖3　與可控硅元件并聯(lián)的阻容電路

二、可控硅整流裝置主回路的保護

可控硅雖有很多優(yōu)點，但它的過載能力較差，短時間的過電流或過電壓，都可能造成元件的損壞。必須在主回路中設(shè)置電壓及電流保護裝置。

（1）可控硅的過電流保護

專為保護可控硅而生產(chǎn)的快速熔斷器用的是銀質(zhì)熔絲，內(nèi)填石英砂，熔絲導(dǎo)熱性好而容量小，遇到過電流時可在可控硅損壞前先熔斷。如圖1所示。

（2）過電流截止保護

利用過電流信號，把觸發(fā)脈沖移后，即將可控硅的導(dǎo)通角減小，使輸出電壓減小，從而限止整流裝置的輸出電流。

（3）過電壓保護

可控硅耐過電壓的能力極差，當元件承受的反向電壓超過其反向擊穿電壓時即使時間極短（0.5μs～1μs），也會使元件反向擊穿。如正向電壓超過元件的正向轉(zhuǎn)折電壓，就會造成元件未加觸發(fā)脈沖，外加電壓超過正向轉(zhuǎn)折電壓而使元件導(dǎo)通。導(dǎo)致正向轉(zhuǎn)折電壓要降低，甚至失去正向阻斷能力而損壞。

利用電容器兩端電壓不能突變的原理，將電容器并聯(lián)在變壓器的次級，就可把產(chǎn)生過電壓的能量轉(zhuǎn)變成電能存于電容中，吸收尖峰過電壓。還用一個電阻與電容串聯(lián)，防止電容和變壓器電感產(chǎn)生振蕩。如圖2所示。

（4）用硒堆作過電壓保護

硒整流無件與穩(wěn)壓管有相似特性，其反向特性具有較陡的非線性特點。使超過它的工作電壓不多，反向電流卻增加較快，因此可用來作過電壓的吸收裝置。

近幾年來一種新的過電壓保護元件：金屬氧化物壓敏電阻，具有比硒堆更好的特性，可以取代交流回路的阻容保護電路。

（5）限制可控硅的換向過電壓

可在可控硅元件兩端并聯(lián)阻容電路，用以吸收可控硅元件兩端的過電壓。當元件未導(dǎo)通時，電容是充著電，當元件受觸發(fā)導(dǎo)通時，電容經(jīng)可控硅形成放電回路，若沒有電阻限流，瞬時電流值可能很大，必須加入電阻，限止放電電流。如圖3所示。

三、可控硅整流裝置的維修

可控硅整流裝置在調(diào)試和運行中，有時會碰到各種故障，其常見故障及排除方法分析如下：

（1）電源合閘后，信號燈不亮

這可能是電源沒接通或信號燈電路沒接通，也可能是信號燈回路短路。應(yīng)注意的是，信號燈回路短路后并不會引起一次側(cè)熔斷器燒斷，但變壓器卻可能局部發(fā)熱燒壞，必須及時排除故障。

（2）電源合閘后，熔斷器立刻燒斷

這可能是變壓器一次側(cè)或二次側(cè)接線短路，也可能是可控硅及整流二極管短路，可首先檢查元件是否短路。

（3）調(diào)節(jié)觸發(fā)電路中的電位器，可控硅不導(dǎo)通

首先檢查輸出熔斷否燒斷，輸出負載是否接通。再用示波器檢查，觸發(fā)電路中穩(wěn)壓管兩端是否有梯形波電壓，其輻度是否夠高。電容器兩端是否有鋸齒波電壓，其波形是否可以前后移動。再檢查可控硅的控制極與陰極之間是否有可移動的觸發(fā)脈沖，觸發(fā)脈沖的極性方向是否是正的，觸發(fā)脈沖的幅度是否足夠大。如一切正常，可控硅仍不能導(dǎo)通，則可能是控制極開路了。此時用萬用表進行檢查。如果觸發(fā)電路中，電容器兩端有鋸齒波電壓，而無觸發(fā)脈沖輸出，則可能是控制極短路。

（4）可控硅元件或二極管發(fā)熱異常

這可能是散熱器太小，也可能是元件與散熱器沒擰緊，致使元件與散熱器間接觸不好，或是元件導(dǎo)通角太小，造成電路中電流有效值太大所造成。

（5）可控硅元件在使用中可能損壞，常見的原因有：

①電流方面原因

整流裝置輸出端發(fā)生短路或過載，熔斷器性能不合格，不能快速熔斷，使元件因過流而損壞。輸出端接大電容，可控硅觸發(fā)導(dǎo)通時，電流上升率太大，時間長，造成元件損壞。元件性能不穩(wěn)定，正向壓降太大，致使元件因溫升太高而損壞。

②電壓方面原因

整流裝置沒有適當?shù)倪^電壓保護，外界因開關(guān)操作等引起的過電壓、或整流電路本身因換相造成的換相過電壓、或是輸出回路突然切斷造成過電壓均可能損壞元件。

③控制極方面原因

控制極所加最高電壓、電流或平均功率超過允許值而引起損壞，控制極反向電壓太大（超過允許值10V以上）造成反向擊穿而損壞。

④散熱冷卻方面的原因

元件與散熱器沒擰緊、風機故障停轉(zhuǎn)，使元件溫升超過允許值而損壞。

［1］北京整流器廠 .可控硅整流裝置［M］.北京：科學(xué)出版社，1971.

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