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軟啟動器在測試運行過程中的測護
發表時間:2011-04-15 23:08:46

  礦廠某條上運皮帶長490米,傾角為17度,交流電動機輸入電壓為AC 600V,電機功率為150Kw,為減少電機起動時所形成的機械及電氣沖擊,因此選用了GMC型軟啟動柜,其核心器件軟啟動器選用德國西門子生產的3RW22型軟啟動器。為確保設備的安全,安裝調試過程中先進行了空載試運行,電壓、電流參數都設置的很小,起動過程一切正常。運行一段時間停機后,再起動時,西門子軟啟動器發生故障報警,顯示晶閘管故障,按其復位按鈕無效,用指針式萬用表測量晶閘管阻值,發現晶閘管中間相的阻值幾乎為零,懷疑晶閘管損壞。間隔一天,再次測量晶閘管阻值,恢復正常。

故障的產生原因

  晶閘管陽極伏安特性圖:

晶閘管陽極伏安特性圖
  從晶閘管陽極伏安特性圖可以看出:當電壓超過晶閘管正向轉折電壓UBO時,晶閘管就會“硬導通”,多次的“硬導通”會損壞晶閘管,晶閘管通常是不允許這樣工作的。通常在使用晶閘管時,先加上一定的陽極電壓,然后在門極和陰極加上足夠大的觸發電壓,使晶閘管的正向轉折電壓下降到很小而導通;當陽極電流小于維持電流時,元件又從正向導通狀態返回正向阻斷狀態。晶閘管加反向陽極電壓時,晶閘管截止。當反向電壓升高到URO時,晶閘管反向擊穿。

  當外部的電壓超過晶閘管正向轉折電壓和反向擊穿電壓時晶閘管就有可能擊穿或損壞。外部過電壓產生原因主要有以下幾種:

 ?。?)切斷電感回路引起磁通突然變化產生的過電壓 如電源變壓器初級側突然拉閘和跳閘,或突然切斷交流電機電源而產生的過電壓,這種過電壓產生是由于使變壓器和交流電機的勵磁電流突然切斷,在變壓器的次級和交流電機的定子感應出很高的瞬時過電壓。軟啟動器是由兩個單相晶閘管反并聯,所以每個晶閘管承受正反兩個方向的半波電壓,當晶閘管在一個方向導通結束后,管芯硅片中的載流子還沒有完全恢復,因變壓器和電機是感性負載,在突然斷電后,變壓器和電動機將產生一個阻礙其減小的反向電動勢,而反向電動勢的瞬時電壓很高,時間很短,它大大超過了晶閘管的正反向重復峰值電壓,阻容吸收裝置對于能量較大的過電壓不能完全抑制,所以尖峰電壓超過晶閘管正反向重復峰值電壓時,晶閘管就會誤導通。而變壓器和交流電機的放電是個緩慢的過程,直到變壓器和交流電機的放電電流小于晶閘管的維持電流,晶閘管才恢復為原來的截止狀態。

 ?。?)晶閘管關斷過電壓 軟啟動器是由兩個單相晶閘管反并聯,每個晶閘管承受正反兩個方向的半波電壓,當晶閘管在一個方向導通結束后,正向電流下降到零,管芯硅片中的載流子還沒有完全恢復,當另一半晶閘管導通時,已關斷的晶閘管在這些反向電壓的作用下,使殘存的載流子立即消失,這時反向電流消失的很快,因此即使線路電感很小,產生的感應電動勢也很大,和電源電壓加在反向已關斷的元件上,可能導致晶閘管反向擊穿,過電壓的數值可達工作電壓峰值的5~6 倍。

  (3)靜電產生的過電壓 由電源變壓器直接供電的晶閘管裝置,尤其在變壓器容量比較大的情況下,由于變壓器的初級和次級間存在分布電容,在合閘的瞬間初級繞組的高電壓耦合到次級繞組,造成晶閘管的過電壓。

防止產生過電壓損壞所需的措施

 ?。?)對切斷電感回路引起磁通突然變化和晶閘管關斷產生的過電壓可采用壓敏電阻或阻容吸收回路來保護.

 ?。?)阻容吸收回路是在晶閘管兩端并接電容,利用電容電壓不能突變的特性,吸收尖峰過電壓,串聯的電阻主要起阻尼作用,用以抑制電路電感和電容所形成的振蕩電路;同時限制晶閘管在開通時電流的上升率。阻容電路參數可按表1提供的經驗數值,阻容吸收電路要盡量靠近晶閘管,引線要短。電容耐壓一般要選晶閘管電壓的1.1~1.5倍。

  》壓敏電阻保護是一種非線性電阻,具有正反向相同且很陡的伏安特性,抑制過電壓能力強,反應速度快,但它的主要缺點是持續的平均功率小。
  (3)對于靜電產生過電壓可以采用在變壓器加屏蔽繞組,在變壓器的星形中心點和地之間加附加電容或是在次級繞組并聯適當電容的方法來抑制此類過電壓。

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