浅谈可控硅整流装置的调试与维护

李志强

（南阳医学高等专科学校第一附属医院，河南 南阳 473058）

浅谈可控硅整流装置的调试与维护

李志强

（南阳医学高等专科学校第一附属医院，河南 南阳 473058）

可控硅的应用范围很广范。它可用作硅整流，把交流电变成大小可调的直流电也可用作逆变，把直流成各种频率的交流电，还可用作直流电路或交流电路中的开关。由于它具有体积小、重量轻、效率高、动作快、无噪声、操作维护方便等优点，在国防、航运、冶金、石油、机械制造等行业得到广泛应用。可控硅技术已成为一项就用很广的电子新技术。可控硅整流装置是指使用可控硅这种可控型的半导体器件进行整流的装置。用处就是将交流变成直流，可用于直流电源、交直流电机控制控制等等。

可控硅；整流；调试；主回路保护；维修

一、可控硅整流装置的调试

1.单相可控硅整流装置的调试

（1）仔细检查主电路与控制电路的接线是否正确，特别要注意可控硅的控制极不要与其他部分发生短路，可控硅和散热器应拧紧。

（2）检查熔断器是否已装上。

（3）一般先调试控制电路，然后再调主电路。

（4）控制电路的调试步骤是：在控制电路接上电源后，先用示波器观察稳压管两端的电压波表，有无梯形波，再驼罕触发电路中电容两端的电压波形，有无锯齿波，最后调整触发电路中的电位器，看锯齿波的数目是否均匀变化。否则要检查原因，排除冬天爷爷障后重新调试。

图1　熔断器接入位置

（5）电路的调试步骤如下：用调压器给主电路加一个低电压（10V～20V），用示波器观察阴阳极之间的电压波形，波形上有一部分是一条平线，它是可控硅的导通部分，调节触发电路时的电位器，波形是平线的长度跟随变化，表示可控硅导通角可调，电路工作正常，否则需检查原因，排除故障后重新调试。待检查无误后，给主电路加上工作电压再复查一遍。

2.三相可控硅整流装置的调试

单相可控硅整流装置的调试步骤对于三相可控硅装置同样适用，在三相装置中还应作如下的调试步骤：

（1）检查三相电源的相序，按照要求的电源相序，接通主电路与控制电路。

（2）检查三相触发电路与主电路的相位一致性。

（3）调整三相触发电路是的电位器，使三相触发脉冲发出的时间对称，从而使输出电压波形的3个波顶变化均匀一致，达到三相平衡对称。

图2　阻容电路接法

图3　与可控硅元件并联的阻容电路

二、可控硅整流装置主回路的保护

可控硅虽有很多优点，但它的过载能力较差，短时间的过电流或过电压，都可能造成元件的损坏。必须在主回路中设置电压及电流保护装置。

（1）可控硅的过电流保护

专为保护可控硅而生产的快速熔断器用的是银质熔丝，内填石英砂，熔丝导热性好而容量小，遇到过电流时可在可控硅损坏前先熔断。如图1所示。

（2）过电流截止保护

利用过电流信号，把触发脉冲移后，即将可控硅的导通角减小，使输出电压减小，从而限止整流装置的输出电流。

（3）过电压保护

可控硅耐过电压的能力极差，当元件承受的反向电压超过其反向击穿电压时即使时间极短（0.5μs～1μs），也会使元件反向击穿。如正向电压超过元件的正向转折电压，就会造成元件未加触发脉冲，外加电压超过正向转折电压而使元件导通。导致正向转折电压要降低，甚至失去正向阻断能力而损坏。

利用电容器两端电压不能突变的原理，将电容器并联在变压器的次级，就可把产生过电压的能量转变成电能存于电容中，吸收尖峰过电压。还用一个电阻与电容串联，防止电容和变压器电感产生振荡。如图2所示。

（4）用硒堆作过电压保护

硒整流无件与稳压管有相似特性，其反向特性具有较陡的非线性特点。使超过它的工作电压不多，反向电流却增加较快，因此可用来作过电压的吸收装置。

近几年来一种新的过电压保护元件：金属氧化物压敏电阻，具有比硒堆更好的特性，可以取代交流回路的阻容保护电路。

（5）限制可控硅的换向过电压

可在可控硅元件两端并联阻容电路，用以吸收可控硅元件两端的过电压。当元件未导通时，电容是充着电，当元件受触发导通时，电容经可控硅形成放电回路，若没有电阻限流，瞬时电流值可能很大，必须加入电阻，限止放电电流。如图3所示。

三、可控硅整流装置的维修

可控硅整流装置在调试和运行中，有时会碰到各种故障，其常见故障及排除方法分析如下：

（1）电源合闸后，信号灯不亮

这可能是电源没接通或信号灯电路没接通，也可能是信号灯回路短路。应注意的是，信号灯回路短路后并不会引起一次侧熔断器烧断，但变压器却可能局部发热烧坏，必须及时排除故障。

（2）电源合闸后，熔断器立刻烧断

这可能是变压器一次侧或二次侧接线短路，也可能是可控硅及整流二极管短路，可首先检查元件是否短路。

（3）调节触发电路中的电位器，可控硅不导通

首先检查输出熔断否烧断，输出负载是否接通。再用示波器检查，触发电路中稳压管两端是否有梯形波电压，其辐度是否够高。电容器两端是否有锯齿波电压，其波形是否可以前后移动。再检查可控硅的控制极与阴极之间是否有可移动的触发脉冲，触发脉冲的极性方向是否是正的，触发脉冲的幅度是否足够大。如一切正常，可控硅仍不能导通，则可能是控制极开路了。此时用万用表进行检查。如果触发电路中，电容器两端有锯齿波电压，而无触发脉冲输出，则可能是控制极短路。

（4）可控硅元件或二极管发热异常

这可能是散热器太小，也可能是元件与散热器没拧紧，致使元件与散热器间接触不好，或是元件导通角太小，造成电路中电流有效值太大所造成。

（5）可控硅元件在使用中可能损坏，常见的原因有：

①电流方面原因

整流装置输出端发生短路或过载，熔断器性能不合格，不能快速熔断，使元件因过流而损坏。输出端接大电容，可控硅触发导通时，电流上升率太大，时间长，造成元件损坏。元件性能不稳定，正向压降太大，致使元件因温升太高而损坏。

②电压方面原因

整流装置没有适当的过电压保护，外界因开关操作等引起的过电压、或整流电路本身因换相造成的换相过电压、或是输出回路突然切断造成过电压均可能损坏元件。

③控制极方面原因

控制极所加最高电压、电流或平均功率超过允许值而引起损坏，控制极反向电压太大（超过允许值10V以上）造成反向击穿而损坏。

④散热冷却方面的原因

元件与散热器没拧紧、风机故障停转，使元件温升超过允许值而损坏。

［1］北京整流器厂 .可控硅整流装置［M］.北京：科学出版社，1971.

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