淺談可控硅整流裝置的調試與維護

李志強

（南陽醫學高等專科學校第一附屬醫院，河南 南陽 473058）

淺談可控硅整流裝置的調試與維護

李志強

（南陽醫學高等專科學校第一附屬醫院，河南 南陽 473058）

可控硅的應用范圍很廣范。它可用作硅整流，把交流電變成大小可調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。由于它具有體積小、重量輕、效率高、動作快、無噪聲、操作維護方便等優點，在國防、航運、冶金、石油、機械制造等行業得到廣泛應用。可控硅技術已成為一項就用很廣的電子新技術。可控硅整流裝置是指使用可控硅這種可控型的半導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；調試；主回路保護；維修

一、可控硅整流裝置的調試

1.單相可控硅整流裝置的調試

（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生短路，可控硅和散熱器應擰緊。

（2）檢查熔斷器是否已裝上。

（3）一般先調試控制電路，然后再調主電路。

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

圖1　熔斷器接入位置

（5）電路的調試步驟如下：用調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，它是可控硅的導通部分，調節觸發電路時的電位器，波形是平線的長度跟隨變化，表示可控硅導通角可調，電路工作正常，否則需檢查原因，排除故障后重新調試。待檢查無誤后，給主電路加上工作電壓再復查一遍。

2.三相可控硅整流裝置的調試

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

（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）檢查三相觸發電路與主電路的相位一致性。

（3）調整三相觸發電路是的電位器，使三相觸發脈沖發出的時間對稱，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的快速熔斷器用的是銀質熔絲，內填石英砂，熔絲導熱性好而容量小，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，把觸發脈沖移后，即將可控硅的導通角減小，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折電壓，就會造成元件未加觸發脈沖，外加電壓超過正向轉折電壓而使元件導通。導致正向轉折電壓要降低，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，將電容器并聯在變壓器的次級，就可把產生過電壓的能量轉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，防止電容和變壓器電感產生振蕩。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阻容電路，用以吸收可控硅元件兩端的過電壓。當元件未導通時，電容是充著電，當元件受觸發導通時，電容經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。應注意的是，信號燈回路短路后并不會引起一次側熔斷器燒斷，但變壓器卻可能局部發熱燒壞，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或二次側接線短路，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）調節觸發電路中的電位器，可控硅不導通

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，觸發電路中穩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脈沖，觸發脈沖的極性方向是否是正的，觸發脈沖的幅度是否足夠大。如一切正常，可控硅仍不能導通，則可能是控制極開路了。此時用萬用表進行檢查。如果觸發電路中，電容器兩端有鋸齒波電壓，而無觸發脈沖輸出，則可能是控制極短路。

（4）可控硅元件或二極管發熱異常

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，可控硅觸發導通時，電流上升率太大，時間長，造成元件損壞。元件性能不穩定，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

整流裝置沒有適當的過電壓保護，外界因開關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，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：科學出版社，1971.

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