【正文】 A以下結(jié)溫漏電流在20mA以下對重復(fù)峰值電壓和不重復(fù)峰值電壓國外一般按VDRM=VDSM100VVRSM=VRSM100V標(biāo)稱國內(nèi)一般按VDRM=VDSM200VVRRM=VRSM200V或VDRM=VDSM8090%VRRM=VRSM8090%標(biāo)稱三晶閘管在電機軟起動中的應(yīng)用電機起動時起動電流一般為額定電流Ie的67倍因此在起動瞬間對電網(wǎng)沖擊很大對變壓器的容量要求更高同時也對其它的用電設(shè)備造成很大的影響1晶閘管電機軟起動器工作原理。2Ie。4Ie即限電流起動方式其工作原理如下圖 2晶閘管的選擇晶閘管是電機軟起動器中最關(guān)鍵的功率器件整機裝置是否工作可靠與正確選擇晶閘管額定電流電壓等參數(shù)有很大的關(guān)系選型的原則應(yīng)該首先考慮工作可靠性即電流電壓余量倍數(shù)必須足夠其次應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性即性價比最后應(yīng)考慮安裝美觀體積盡量減小等對于低壓電機線電壓為380V晶閘管的正反向重復(fù)額定電壓VDRMVRSM選擇為1200V足夠?qū)τ诟邏?60V的電機則應(yīng)至少選擇電壓為2200V以上的晶閘管對于高壓1100V的更高壓電機晶閘管的耐壓至少選擇電壓為3500V以上對晶閘管額定電流的選擇必須考慮電機的額定工作電流一般來說三相電機每相額定電流有效值Ie按Ie=()Pe(安培)電機的額定功率KW即每一個千瓦KW相當(dāng)于兩個安培的電流例如一個55KW的三相交流電機其每相額定電流有效值是110A考慮兩倍以上的放大余量因此選擇額定平均電流為275A/各系列電機對晶閘管的選擇列表如下僅供參考而且假設(shè)裝置僅僅是用于電機軟起動即裝置帶旁路接觸器如果裝置還用于電機節(jié)能經(jīng)濟(jì)運行即裝置不帶旁路接觸器則對應(yīng)的電流值應(yīng)按2倍以上考慮而且還必須保證足夠的散熱條件在電機軟起動裝置中,由于多是采用兩個獨立晶閘管器件反并聯(lián)組成的交流相控調(diào)壓正負(fù)半周各對應(yīng)一個晶閘管工作因此對兩個反并聯(lián)器件參數(shù)的一致性要求較高包括晶閘管觸發(fā)參數(shù)維持電流參數(shù)等也都盡量要求挑選一致盡量讓正負(fù)半波對稱否則會有直流成分電流流過電機由于電機為線圈繞組負(fù)載為電感性因此過高的直流份量會使得電機定子發(fā)熱嚴(yán)重甚至?xí)龤щ姍C線圈繞組從而使電機報廢從這點來看晶閘管模塊由于管芯在裝配之前已進(jìn)行過嚴(yán)格挑選因此其一致性還是有所保障的另一方面在觸發(fā)線路設(shè)計中盡量采用強觸發(fā)的方式以能兼容器件觸發(fā)參數(shù)的差異四晶閘管的保護(hù)由于晶閘管的擊穿電壓接近工作電壓線路中產(chǎn)生的過電壓易造成器件電壓熱擊穿同時其熱容量小工作時自身發(fā)熱嚴(yán)重如果不及時將這些熱量排除器件內(nèi)PN結(jié)溫Tj勢必超過晶閘管的結(jié)溫極限值一般TjMAX=125Co,在實際使用中除合理選擇器件的額定電壓和額定電流值以外,還必須采取足夠的散熱措施,保證器件長期可靠的工作過電壓保護(hù)凡超過正常工作時晶閘管應(yīng)承受的最大峰值電壓稱為過電壓電路產(chǎn)生過電壓的外部原因主要是雷擊電網(wǎng)電壓激烈波動或干擾內(nèi)部原因主要是電路狀態(tài)發(fā)生變化時積累的電磁能量不能及時消散根據(jù)產(chǎn)生的原因可分為兩類開關(guān)過電壓和雷擊干擾過電壓因此必須采取必要的措施使晶閘管承受的過電壓限制在正反向不重復(fù)峰值電壓VRSMVDSM值以下晶閘管關(guān)斷過電壓換流過電壓保護(hù)當(dāng)晶閘管關(guān)斷正向電流下降到零時管芯內(nèi)部會殘留許多載流子在反向電壓的作用下會瞬間出現(xiàn)反向電流使殘存的載流子迅速消失形成極大的di/dt即使線路中串聯(lián)的電感很小由于反向電勢V=Ldi/dt,所以也能產(chǎn)生很高的電壓尖峰(或毛刺),如果這個尖峰電壓超過晶閘管的最大峰值,就會損壞器件。電壓不能突變的特性吸收尖峰電壓阻容吸收回路要盡可能靠近晶閘管引線要盡可能短最好采用無感電阻千萬不能借用門極中輔助陰極線因輔助陰極線線徑很細(xì)回路中過大的電流會將該線燒斷阻容元件的選取值按以下表格中經(jīng)驗值和公式選取表中電阻的功率由下式確定PR=式中f頻率50HZPR電阻功率WUm晶閘管工作峰值電壓VC串聯(lián)的電容μF 交流側(cè)過電壓極其保護(hù)交流側(cè)電路在接通斷開時會產(chǎn)生過電壓對于這類過電壓保護(hù)目前主要采用壓敏電阻和瞬態(tài)電壓抑制器TransientVoltageSupperessor,簡稱TVS壓敏電阻是一種非線性器件它是以氧化鋅為基體的金屬氧化物有兩個電極極間充填有氧化鉍等晶粒正常電壓時晶粒呈高阻僅有100uA左右的漏電流,過電流保護(hù)串接交流進(jìn)線或采用漏抗大的整流變壓器利用電抗限制短路電流但此種方法在交流電流較大時存在交流壓降電流檢測和過流繼電器通過電流檢測實際電流值并與設(shè)定值進(jìn)行比較當(dāng)實際電流值超過設(shè)定值時通過比較器輸出電壓值控制移相角度增大或拉逆變的方法減少電流有時須停機快速熔斷器與普通熔斷器比較快速熔斷器是專門用來保護(hù)半導(dǎo)體功率器件過電流的它具有快速熔斷的特性在流過6倍額定電流時其熔斷時間小于50Hz交流電的一個周期20ms快速熔斷器可接在交流側(cè)直流側(cè)或與晶閘管橋臂串聯(lián)后者直接效果最好一般說來快速熔斷器額定電流值有效值應(yīng)小于被保護(hù)晶閘管的額定有效值同時要大于流過晶閘管的實際有效值電壓及電流上升率的保護(hù)電壓上升率dv/dt晶閘管阻斷時其陰陽極之間相當(dāng)于一個結(jié)電容當(dāng)突加陽極電壓時會產(chǎn)生充電電容電流此電流可能導(dǎo)致晶閘管誤導(dǎo)通因此對管子的最大正向電壓上升率必須加以限制一般采用阻容吸收元件并聯(lián)在晶閘管兩端的辦法加以限制.電流上升率di/dt晶閘管開通時電流是從靠近門極區(qū)的陰極開始導(dǎo)通然后逐漸擴展到整個陰極區(qū)直至全部導(dǎo)通,這個過程需要一定的時間如陽極電流上升太快使電流來不及擴展到整個管子的PN結(jié)面造成門極附近的陰極因電流密度過大發(fā)熱過于集中PN結(jié)溫會很快超過額定結(jié)溫而燒毀故必須限定晶閘管的電流上升臨界值di/dt一般在橋臂中串入電感或鐵淦氧磁環(huán)溫度保護(hù)模塊產(chǎn)品與其它功率器件一樣在實際工作中由于自身功耗會引起管芯溫度的升高結(jié)溫急劇上升直至達(dá)到或超過額定結(jié)溫(Tjm)如果不采取措施將這種熱量散發(fā)出去就會致使管芯特性變軟漏電流增加直至完全過熱擊穿損壞晶閘管的損耗主要由導(dǎo)通損耗(導(dǎo)通平均電流與導(dǎo)通平均壓降乘積)開關(guān)損耗門極損耗三部分組成其中最主要的是正向?qū)〒p耗因此晶閘管在實際使用中必須加以冷卻(自然冷卻或強迫風(fēng)冷)有條件時采用熱管或水冷方式綜上所述考慮散熱問題的總原則就是控制模塊中管芯的結(jié)溫Tj不超過手冊中給定的額定結(jié)溫(Tjm)在實際工作中結(jié)溫不容易直接測量到因此不能用來作為是否超溫的判斷依據(jù)通過控制散熱器最高溫度處(殼溫Tc)來控制結(jié)溫是一個有效的方法由于PN結(jié)溫和殼溫存在著溫度梯度關(guān)系通過溫控開關(guān)可以很容易地測量出晶閘管與散熱器接觸處表面最高溫度處的溫度用溫控開關(guān)測量出的殼溫是否超過額定值來保護(hù)晶閘管正常工作在實際線路設(shè)計中增加一個或兩個溫度控制電路分別控制風(fēng)機的開啟或主回路的斷電停機一般控制散熱器最高處溫度不超過75這樣就可以保護(hù)晶閘管在額定結(jié)溫下正常工作軟起動方式技術(shù)比較原作者:[標(biāo)簽:作者]原文發(fā)表:200811251 概述 降壓起動是利用起動設(shè)備將電源電壓適當(dāng)降低后加到電機（籠型）的定子繞組上進(jìn)行起動，待電機起動運轉(zhuǎn)后，再使其電壓恢復(fù)到額定值正常運行。同時，電機在端電壓降至正常值的65%甚至更低的電壓下時，相應(yīng)起動時間過長，并且電機在通過開關(guān)短接或切除起動設(shè)備加入全壓時，電壓的突變會產(chǎn)生電流的躍變，即大電流二次沖擊！這是降壓起動的缺點，也是我們進(jìn)行技改的原因之一。簡單來說通過平滑改變串接阻抗（電阻）值，使電機端電壓平滑改變實現(xiàn)電機平滑起動，進(jìn)一步減小起動電流對設(shè)備的沖擊，基本消除電流的躍變，使電機起動特性軟化，保護(hù)電機、機械設(shè)備。2 目前起動方式存在的問題常見的降壓起動方式有Y△、電阻、電抗器、自耦變壓器等，運用在不同年代的技術(shù)水平，具有 各自的優(yōu)缺點，都能達(dá)到降低起動電流的目的。 221氣源站2500kW電機均已使用近30年，電機整體絕緣水平下降，過高的起動電流使電機溫升較大，加速電機的老化，增加出現(xiàn)電機本體故障的可能性。 串接電抗器降壓起動，起動時系統(tǒng)功率因素低，母線的壓降還是較大，容易對電網(wǎng)內(nèi)其它設(shè)備的運行產(chǎn)生影響，可能使其它設(shè)備失步跳閘。 可能易燒軸瓦。221氣源站壓縮機軸承采用動壓軸承，該軸承的潤滑由自身旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的油膜實現(xiàn)，一般需要一定的時間才能形成完好的潤滑油膜。為了較好的解決上述問題，我們引入軟起動裝置，采用軟起動對221氣源站6臺2500kW電機技術(shù)改造。3 變頻、電阻類、電抗器類軟起動簡介及比較 高壓變頻軟起動高壓變頻起動、調(diào)速原理其實早就發(fā)展成熟了，但由于受制造瓶頸的限制，近二十年才逐漸得到了應(yīng)用，可實現(xiàn)軟起動、調(diào)速。 高壓電阻類軟起動最早的降壓起動采用固體電阻，由于固體電阻不可避免的缺陷（熱容特性低等），高壓動力設(shè)備的降壓起動采用較少。液態(tài)軟起動裝置通過電流閉環(huán)自動控制單元控制傳動機構(gòu)，電機拖曳極板改變極間電阻值實現(xiàn)軟起動；熱變電阻起動裝置利用具有負(fù)溫度特性的電解液體，在溫度變化下改變電阻值實現(xiàn)軟起動。熱變電阻與液態(tài)電阻相比，結(jié)構(gòu)簡單，起動特性較好（廠家提供特性曲線比較），維護(hù)量小，長期安全可靠，適用電機容量大。 高壓電抗器類軟起動在較早的高壓降壓起動中，我國采用電抗器降壓起動居多，傳統(tǒng)的電抗器存在阻抗不可調(diào)，起動特性不好，功率因素低等缺點，目前國內(nèi)已很少使用。起動過程中，電抗器兩端的電壓（電流）根據(jù)起動電流自動調(diào)整，由大變小無級變化，使電動機端電壓平滑上升值額定值。 三類軟起動特點比較單從技術(shù)上來說，高壓變頻具有不可比擬的優(yōu)勢，起動特性好，可連續(xù)起動多次，起動電流可控制在額定電流以下，起動時電網(wǎng)功率因素高（～），電網(wǎng)壓降小，同時還可進(jìn)行調(diào)速，減小動力設(shè)備功率消耗，節(jié)約電能。采用電抗器類（磁控）軟起動，特點是控制較靈活，起動電流的設(shè)置較方便。高壓熱變電阻器軟起動對電機、機械設(shè)備沖擊小。缺點是阻值會微弱的受到溫度的影響。表1：變頻軟起動、高壓熱變電阻器軟起動、磁控軟起動性能對比表序號性能指標(biāo)變頻軟起動高壓熱變電阻器磁控軟起動1　　起動電流　　≤Ie　　～3Ie　　～2　　起動時功率因素　　　　≈　　*～（參考電抗器）3　　母線壓降　　*可以忽略　　≤7%　　廠家未提供數(shù)據(jù)4　　起動時間　　60～120s　　小于30s　　5～120s5　　控制方式　　開環(huán)/閉環(huán)自動控制　　自然起動　　閉環(huán)控制系統(tǒng)6　　諧波　　有高次諧波　　不產(chǎn)生任何高次諧波　　有激磁諧波7　　應(yīng)用領(lǐng)域　　空載或輕載　　空載或輕載　　空載或輕載8　　海拔高度　　≤1000m　　≤1000m　　≤1000m9　　環(huán)境溫度　　0～40℃　　0～40℃　　0～40℃10　　允許起動次數(shù)　　可連續(xù)　　3次或累計啟動時間不大于12