有哪些方法可以保護(hù)可控硅不被損壞?
發(fā)布日期:2019-01-26
1、
過(guò)電壓維護(hù)
晶閘管對(duì)過(guò)電壓很敏感,當(dāng)正向電壓超越其斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM必定值時(shí)晶閘管就會(huì)誤導(dǎo)通,引發(fā)電路毛?。划?dāng)外加反向電壓超越其反向重復(fù)峰值電壓URRM必定值時(shí),晶閘管就會(huì)當(dāng)即損壞。因而,有必要研究過(guò)電壓的發(fā)作原因及按捺過(guò)電壓的辦法。
過(guò)電壓發(fā)作的原因主要是供應(yīng)的電功率或系統(tǒng)的儲(chǔ)能發(fā)作了激烈的改變,使得系統(tǒng)來(lái)不及轉(zhuǎn)化,或許系統(tǒng)中本來(lái)積累的電磁能量來(lái)不及散失而構(gòu)成的。主要發(fā)現(xiàn)為雷擊等外來(lái)沖擊引起的過(guò)電壓和開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉引起的沖擊電壓兩種類型。由雷擊或高壓斷路器動(dòng)作等發(fā)作的過(guò)電壓是幾微秒至幾毫秒的電壓尖峰,對(duì)晶閘管是很風(fēng)險(xiǎn)的。由開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉引起的沖擊電壓又分為如下幾類:
(1)溝通電源接通、斷開(kāi)發(fā)作的過(guò)電壓
例如,溝通開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉、溝通側(cè)熔斷器的熔斷等引起的過(guò)電壓,這些過(guò)電壓因?yàn)樽儔浩骼@組的分布電容、漏抗構(gòu)成的諧振回路、電容分壓等使過(guò)電壓數(shù)值為正常值的2至10多倍。一般地,開(kāi)閉速度越快過(guò)電壓越高,在空載情況下斷開(kāi)回路將會(huì)有更高的過(guò)電壓。
(2)直流側(cè)發(fā)作的過(guò)電壓
如堵截回路的電感較大或許堵截時(shí)的電流值較大,都會(huì)發(fā)作比較大的過(guò)電壓。這種情況常呈現(xiàn)于切除負(fù)載、正在導(dǎo)通的晶閘管開(kāi)路或是快速熔斷器熔體燒斷等原因引起電流驟變等場(chǎng)合。
(3)換相沖擊電壓
包括換相過(guò)電壓和換相振動(dòng)過(guò)電壓。換相過(guò)電壓是因?yàn)榫чl管的電流降為0時(shí)器材內(nèi)部各結(jié)層殘存載流子復(fù)合所發(fā)作的,所以又叫載流子積儲(chǔ)效應(yīng)引起的過(guò)電壓。換相過(guò)電壓之后,呈現(xiàn)換相振動(dòng)過(guò)電壓,它是因?yàn)殡姼?、電容?gòu)成共振發(fā)作的振動(dòng)電壓,其值與換相結(jié)束后的反向電壓有關(guān)。反向電壓越高,換相振動(dòng)過(guò)電壓也越大。
針對(duì)構(gòu)成過(guò)電壓的不同原因,能夠采取不同的按捺辦法,如減少過(guò)電壓源,并使過(guò)電壓幅值衰減;按捺過(guò)電壓能量上升的速率,延緩已發(fā)作能量的散失速度,添加其散失的途徑;采用電子線路進(jìn)行維護(hù)等。目前最常用的是在回路中接入吸收能量的元件,使能量得以散失,常稱之為吸收回路或緩沖電路。
(4)阻容吸收回路
一般過(guò)電壓均具有較高的頻率,因而常用電容作為吸收元件,為防止振動(dòng),常加阻尼電阻,構(gòu)成阻容吸收回路。阻容吸收回路可接在電路的溝通側(cè)、直流側(cè),或并接在晶閘管的陽(yáng)極與陰極之間。吸收電路最好選用無(wú)感電容,接線應(yīng)盡量短。
(5)由硒堆及壓敏電阻等非線性元件組成吸收回路
上述阻容吸收回路的時(shí)刻常數(shù)RC是固定的,有時(shí)對(duì)時(shí)刻短、峰值高、能量大的過(guò)電壓來(lái)不及放電,按捺過(guò)電壓的效果較差。因而,一般在變流設(shè)備的進(jìn)出線端還并有硒堆或壓敏電阻等非線性元件。硒堆的特點(diǎn)是其動(dòng)作電壓與溫度有關(guān),溫度越低耐壓越高;別的是硒堆具有自恢復(fù)特性,能多次運(yùn)用,當(dāng)過(guò)電壓動(dòng)作后硒基片上的灼傷孔被溶化的硒從頭掩蓋,又從頭恢復(fù)其工作特性。壓敏電阻是以氧化鋅為基體的金屬氧化物非線性電阻,其結(jié)構(gòu)為兩個(gè)電極,電極之間填充的粒徑為10~50μm的不規(guī)則的ZNO微結(jié)晶,結(jié)晶粒間是厚約1μm的氧化鉍粒界層。這個(gè)粒界層在正常電壓下呈高阻狀態(tài),只要很小的漏電流,其值小于100μA。當(dāng)加上電壓時(shí),引起了電子雪崩,粒界層敏捷變成低阻抗,電流敏捷添加,泄漏了能量,按捺了過(guò)電壓,從而使晶閘管得到維護(hù)。浪涌過(guò)后,粒界層又恢復(fù)為高阻態(tài)。壓敏電阻的特性主要由下面幾個(gè)參數(shù)來(lái)表明。
標(biāo)稱電壓:指壓敏電阻流過(guò)1mA直流電流時(shí),其兩端的電壓值。
通流容量:是用前沿8微秒、波寬20微秒的波形沖擊電流,每隔5分鐘沖擊1次,共沖擊10次,標(biāo)稱電壓改變?cè)?10%以內(nèi)的最大沖擊電流值來(lái)表明。
因?yàn)檎5膲好綦娮枇=鐚又灰囟ň藜?xì)的放電容量和放電次數(shù),標(biāo)稱電壓值不只會(huì)跟著放電次數(shù)增多而下降,而且也跟著放電電流幅值的增大而下降,當(dāng)大到某一電流時(shí),標(biāo)稱電壓下降到0,壓敏電阻呈現(xiàn)穿孔,乃至炸裂;因而有必要限制通流容量。
漏電流:指加一半標(biāo)稱直流電壓時(shí)測(cè)得的流過(guò)壓敏電阻的電流。
因?yàn)閴好綦娮璧耐魅萘看螅瑲垑旱?,按捺過(guò)電壓才能強(qiáng);平時(shí)漏電流小,放電后不會(huì)有續(xù)流,元件的標(biāo)稱電壓等級(jí)多,便于用戶選擇;伏安特性是對(duì)稱的,可用于交、直流或正負(fù)浪涌;因而用處較廣。
2、 過(guò)電流維護(hù)
因?yàn)榘雽?dǎo)體器材體積小、熱容量小,特別像晶閘管這類高電壓大電流的功率器材,結(jié)溫有必要遭到嚴(yán)格的控制,否則將遭至徹底損壞。當(dāng)晶閘管中流過(guò)大于額定值的電流時(shí),熱量來(lái)不及發(fā)出,使得結(jié)溫敏捷升高,最終將導(dǎo)致結(jié)層被燒壞。
發(fā)作過(guò)電流的原因是多種多樣的,例如,變流設(shè)備自身晶閘管損壞,觸發(fā)電路發(fā)作毛病,控制系統(tǒng)發(fā)作毛病等,以及溝通電源電壓過(guò)高、過(guò)低或缺相,負(fù)載過(guò)載或短路,相鄰設(shè)備毛病影響等。
晶閘管過(guò)電流維護(hù)辦法最常用的是快速熔斷器。因?yàn)槠胀ㄈ蹟嗥鞯娜蹟嗵匦詣?dòng)作太慢,在熔斷器沒(méi)有熔斷之前晶閘管已被燒壞;所以不能用來(lái)維護(hù)晶閘管。快速熔斷器由銀制熔絲埋于石英沙內(nèi),熔斷時(shí)刻極短,能夠用來(lái)維護(hù)晶閘管??焖偃蹟嗥鞯男阅苤饕幸韵聨醉?xiàng)表征。
·熔斷特性:圖1為日產(chǎn)FA…F150C型快速熔斷器的特性曲線。一個(gè)周波過(guò)載才能有6倍,即快速熔斷器在6倍額定電流時(shí)在一個(gè)周波內(nèi)即可熔化。
·分?jǐn)嗖拍埽罕碚鞫搪窌r(shí)開(kāi)斷的最大電流值。
·斷開(kāi)時(shí)的瞬變電壓,即斷開(kāi)時(shí)的電弧電壓:一般該電壓小于晶閘管的反向重復(fù)峰值電壓URRM值。
· 特性:快速熔斷器的限流進(jìn)程如圖2所示,該曲線表明了快速熔斷器的溶化和消弧的進(jìn)程,圖中OAMO所圍住的部分的叫做全斷開(kāi)I2dt。該值表明快速熔斷器熔斷時(shí)所需要的能量巨細(xì)。顯然,在運(yùn)用中該值應(yīng)小于所要維護(hù)的晶閘管答應(yīng)的I2t值。
·運(yùn)用中快速熔斷器的幾種不同的接法,如圖3所示。圖3(a)為快速熔斷器與晶閘管相串聯(lián)的接法:圖3(b)表明快速熔斷器接在溝通側(cè);圖3(c)表明快速熔斷器接在直流側(cè),這種接法只能維護(hù)負(fù)載毛病情況,當(dāng)晶閘管自身短路時(shí)無(wú)法起到維護(hù)效果。
除了快速熔斷器外,還有其他的過(guò)流維護(hù)辦法,如過(guò)電流繼電器、過(guò)負(fù)荷繼電器、直流快速斷路器等。過(guò)電流繼電器常和門(mén)極斷開(kāi)設(shè)備安裝在一起,動(dòng)作快,經(jīng)1~2毫秒就能夠使斷路器跳閘,其信號(hào)由溝通側(cè)的電流互感器取得。當(dāng)發(fā)作換相毛病時(shí)有可能使斷路器動(dòng)作,而快速熔斷器并不燒壞。過(guò)負(fù)荷繼電器是熱動(dòng)型繼電器,安裝在溝通側(cè)進(jìn)線端,用于進(jìn)線晶閘管過(guò)負(fù)荷的熱維護(hù)。直流快速熔斷器,它應(yīng)先于快速熔斷器和可控硅動(dòng)作,以防止經(jīng)常更換快速熔斷器,從而下降運(yùn)行費(fèi)用。