浅谈大功率可控硅电源缺相故障的原因分析以及处理方法

蓝振辛 钟春洪 黄伟晴

摘 要 在铝电解电容器阳极铝箔化成生产工序中，大功率可控硅电源是不可缺少的重要设备之一，因此研究可控硅电源异常缺相故障的课题，有利于及时修复生产过程中可控硅电源出现的缺相的异常故障。对培养大功率可控硅电源维修人才具有深远意义。

关键词 铝电解电容器;阳极铝箔化成;可控硅电源

前言

设备的维护工作是确保生产过程稳定运行的前提，怎么样做好设备的维护工作是每一个设备从业者都要思考的问题。大功率可控硅电源是铝电解电容器阳极铝箔化成的关键制备设备之一。为了提高设备岗位相关人员对大功率可控硅电源故障的认识，现将可控硅电源常见的缺相故障现象进行分析，希望能有助于大功率可控硅电源的维修工作。

1可控硅电源的构成以及原理

以国内某公司生产的YZ系列可控硅整流电源为例。该电源广泛适用于铝合金建筑型材阳极氧化、铝电解电容器阳极化成箔、电解铜箔及铜箔后处理等各种电解和电镀工业领域，是国内较为成熟可靠的大功率可控硅整流电源。电源装置主要由总开关、三相全控桥整流方式、大功率LC滤波回路、缺相保护，温度过高保护，过流保护，欠压保护以及调节控制电路组成。

原理图如下：

1.1 缺相故障现象以及处理方法

（1）三相交流电缺相引起的缺相故障分析

大功率可控硅电源采用六相全桥整流。大功率可控硅电源正常运行，首先必须具备正常的三相交流电，即具备三个频率相同、最大值相等、相位依次相差120°三相交流电。如输入的交流電源三相电源任意两相电压为零，则会引起化成电源装置缺相保护电路保护动作报警，导致整机电源保护停止运行。

因三相交流电缺相引起的缺相故障，可以利用万用表检测三相交流电的输出端，检测三相电源是否存在缺相问题。即检测UAB、UBC、UAC、的三相电压，如检测的任意两相电压为零的则说明输入的交流三相交流电存在缺相现象。

（2）快速熔断器熔断引起的缺相故障报警现象分析

为了避免可控硅电源故障突发时引起设备大范围损坏，通常会在交流输入端安装三只快速熔断器。即A、B、C三相交流电的进线铜排各安装有一个熔断器。快速熔断器的损坏通常是因为负载部分有短路，如可控硅、散热风扇、同步变压器、续流二极管等元器件存在短路损坏时会导致快速熔断器损坏。

在发生快速熔断器损坏时，可控硅电源装置会有快熔熔断或缺相的报警提示。当打开电源装置盖板时能够在损坏的溶断器常开触头很直观地看到有一个红色的小圆帽凸起来（正常情况下是不动作的）。在确认故障整流柜低压开关以分闸，并且开关摇到断开位置，挂上“有人工作禁止合闸”警示牌，经验电确认整流装置没有电后方可更换熔断器。更换好熔断器，经检测确认可控硅，散热风扇，同步变压器，续流二极管等元器件不存在短路现象的即可恢复运行。

（3）六相脉冲触发板引起的缺相故障现象分析

因六相脉冲触发板引起的缺相故障，可控硅电源的电抗器会出现很大的异常响声，在配电柜的三相电流表也可以看得到其中某一相的电流会明显的偏低，并且电源输出功率小于额定功率的一半以上。因为触发板引起的缺相故障有两种可能性，所以首先可以观察触发板的六相脉冲触发二极管是否会发光，如六个二极管都会发光，则可以认为六个脉冲变压器是正常的，更换触发模块即可验证。反之如有其中的一相脉冲触发二极管不会发光，并且用万用表的交流档测试触发输出端如无0.1mv到1V的电压，则可以视为该脉冲变压器已损坏，进行更换就能够验证。因触发板引起缺相故障应该是不难处理的。修复这类故障的关键在于掌握引起故障的原因出处，即可快速修复故障。

（4）可控硅损坏引起的缺相故障现象分析

可控硅是大功率可控硅电源主回路最主要的整流器件。尽管因可控硅损坏引起的缺相现象比较少，但是也是引起该故障的一个主要问题点之一。当主回路有可控硅损坏开路时，可控硅电源出现的主要故障现象是输出电流和电压减少一半，存在可控硅损坏的一相支路的交流输入电流相对偏低。用万用表的欧姆挡检测控制级G和阴极起阻值为无穷大的，（正常情况下为10欧到20欧之间）就可以视为该个可控硅已经损坏。做好安全停电措施，验电确认交流输入端不带电的前提下更换该可控硅即可修复此类故障。

（5）同步变压器引起的缺相故障分析

在可控硅电源运行时，同步变压器向电源的六相脉冲触发板提供a、b、c三相±19V的同步信号，以便配合触发板产生六相与交流电网同频率，及同相位的脉冲信号确保可控硅交替导通，输出较为稳定的直流电源。所以，当同步变压器损坏时，即同步变的初级或次级绕组任意1组出现开路或者短路现象，就会引起电源装置缺相故障，从而导致电源装置保护动作断开输出[1]。

判断同步信号是否正常，可以通过用万用表的交流档检测同步变压器的初级绕组是否有相应等级的交流电压。例如： 380V、215V、23V、600V、654V等，初级绕组电压与可控硅输出功率有关。确认同步变初级绕组电压正常后，再进行检测同步变次级绕组的电压。即每相对地的电压应是19V。如其中的一相没有电压输出，或者只有几付的就可以视为该同步变压器损坏。更换同步变压器就可以恢复电源的正常运行。

2结束语

三相交流电缺相、快速熔断器熔断、六相脉冲触发板异常、可控硅损坏、同步变压器损坏，是引起大功率可控硅电源缺相故障的主要原因。设备要保持稳定运行，每个元器件必须完好无异常，所以处理大功率可控硅电源的异常故障，了解掌握可控硅电源工作原理以及电源构造是关键，掌握扎实的理论基础知识处理异常故障时会起到事半功倍的作用。上述，希望有助于大功率可控硅电源维修工作开展。

参考文献

[1] 张魏山.电工基础[M].北京：中国电力出版社，2010：51.