电力电子器件应用指南

1、资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除目录电力电子器件应用指南错误!未指定书签。晶闸管、二极管主要参数及其含义错误!未指定书签。晶闸管、二极管简易测试方法错误!未指定书签。中频感应加热电源常见故障与维修错误!未指定书签。水冷散热器的安装与使用错误!未指定书签。品闸管水冷散热器重复使用中应注意的问题错误!未指定书签。电焊机用晶闸管模块的选择与应用错误!未指定书签。电力半导体器件用散热器选择及使用原则错误!未指定书签。风冷散热器的选配错误!未指定书签。高频晶闸管新特性错误!未指定书签。改进的晶闸管高di/dt性能错误!未指定书签。门极触发强度对晶闸管开通特性的影响错误!未指定书签

2、。晶闸管串、并联配对选择及使用要求错误!未指定书签。晶闸管在低温条件下的使用错误!未指定书签。功率器件技术与电源技术的现状和发展错误!未指定书签。品闸管保护电路错误!未指定书签。1 / 91资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除电力电子器件应用指南一、参数说明1本手册参数表中所给出的数据,1.、I2t.dv/dt、di/dt指的是元件所能满足的最小值，Qr、V。、V"、口指元件可满足(不超过)的最大值。2通态平均电流额定值Ln(Lav)Itav(Lay)指在双面冷却条件下，在规定的散热器温度时，允许元件流过的最大正弦半波电流平均值.Itav(Lav)对应元件额定有效

3、值1MB=1.571/。实际使用中，若不能保证散热器温度低于规定值,或散热器与元件接触热阻远大于规定值，则元件应降额使用。3晶闸管通态电流上升率di/dt参数表中所给的为元件通态电流上升率的临界重复值.其对应不重复测试值为重复值的2倍以上,在使用过程中,必须保证元件导通期任何时候的电流上升率都不能超过其重复值。4晶闸管使用频率晶闸管可工作的最大频率由其工作时的电流脉冲宽度tp,关断时间tq以及从关断后承受正压开始至其再次开通的时间ty决定。fw=l/(t,+tp+tv)o根据工作频率选取元件时必须保证元件从正向电流过零至开始承受正压的时间间隔tDtq,并留有一定的裕量。随着工作频率的升高,元件

4、正向损耗E”和反向恢复损耗降随之升高,元件通态电流须降额使用。二、元件的选择正确地选择晶闸管、整流管等电力电子器件对保证整机设备的可靠性及降低设备成本具有重要意义.元件的选择要综合考虑其使用环境、冷却方式、线路型式、负载性质等因素，在保证所选元件各参数具有裕量的条件下兼顾经济性.由于电力电子器件的应用领域十分广泛，具体应用形式多种多样，下面仅就晶闸管元件在整流电路和单项中频逆变电路中的选择加以说明。2 / 91资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除1 .整流电路器件选择工频整流是晶闸管元件最常用的领域之一.元件选用主要考虑其额定电压和额定电流.(1)晶闸管器件的正反向峰值电压

5、V皿和V加：应为元件实际承受最大峰值电压Um的23倍，即Vdm*(2-3)Umc各种整流线路对应的Um值见表1。(2)晶闸管器件的额定通态电流IT<AV)：晶闸管的L心值指的是工频正弦半波平均值，其对应的有效值1皿=1。571：av>o依照发热相等的原则，按实际流经器件的电流所产生的功耗小于器件允许最大功耗的原则选取器件，在简单计算中，可近似按实际电流有效值1.571T金来选择.为使元件在工作过程中不因过热损坏，流经元件的实际有效值应在乘以安全系数1.5-2后才能等于1.571：av)o假设整流电路负载平均电流为L，流经每个器件的电流有效值为KL,则所选器件的额定通态电流应为：It

6、av)=(lo5-2)KId/1.57;KfJd标为计算系数。对于控制角a=0。时，各种整流电路下的心值见表1.选择元件Itm值还应考虑元件散热方式。一般情况下风冷比水冷相同元件的额定电流值要低；自然冷却情况下，元件的额定电流要降为标准冷却条件下的三分之表1：整流器件的最大峰值电压1及通态平均电流计算系数L整流电路单相半波单项双半波单项桥式三相半波三相桥式带平衡电抗器的双反星型Uiu22U.u2u2u2u2Kn,a=0°电阻负载10.50o50.3740.3680o185电感负载0.450.450.450.3680.3680o184注：U为主回路变压器二次相电压有效值，单项半波电感负

7、载电路带续流二极管。2 .中频逆变元件的选择3 / 91资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除一般400Hz以上的工作条件下，应考虑使用KK器件;频率在4KHz以上时,可考虑使用KA器件。这里主要介绍一下并联逆变电路中元件的选择(见图一)。百(1) 元件正向和反向峰值电压片吆k元件正向和反向峰值电压应取其实际承受最大正、反向峰值电压的1.5-2倍。假设逆变器直流输入电压为功率因数为cos2贝小Vdrm/rrm=(1.52)nUd/(2cosqi)(2) 元件的额定通态电流It<av>考虑到元件在较高频率下工作时，其开关损耗非常显著，元件的额定通态电流应按实际流过其

8、有效值I的23倍来考虑，即It(av)=(2-3)1/1.57假设逆变器直流输入电流为L,则所选器件It<av)为It(av>=(2-3)XId/(1.57)=(0。9-1.5)Xld(3) 关断时间tq并联逆变线路中，KK元件的关断时间选择要根据触发引前时间tf和换流时间tr来决定。一般取：tq=(trtr)x(当功率因数为0。8时tf约为周期的十分之一，匕按元件di/dt小于或等于100A/US来确定)在频率较高时，可通过减小换流时间匕，并适当牺牲功率因数增加tf的方法来选择具有合适tq值的元件以上简略介绍了整流和逆变工作条件下元件的选择。在许多情况下，除了元件的额定电压、电流

9、外，还要根据具体条件选择元件的门极参数、通态压降以及断态电压临界上升率dv/dt和通态电流临界上升率di/dto4 / 91资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除三、元件的保护晶闸管元件的电压和电流过载能力极差，尤其是耐压能力，瞬时的过压就会造成元件永久性的损坏。为了使元件能长期可靠地运行，必须针对过压和过电流发生的原因采取保护措施。1 .过压保护晶闸管工作过程中可能承受的过压主要有以下几种:一种是由于装置拉、合闸、负裁打火等引起的过压；一种是由于元件关断时产生的关断电压；还有因雷击等原因从电网侵入的浪涌电压。为限制过电压的幅值低于元件的正反向峰值电压，可采取以下保护措施（见

10、图二）。回（1） 在变压器一次侧接上避雷器，在二次侧加装阻容保护、硒堆、压敏电阻等非线性电阻元件进行保护。在整流直流侧采取压敏电阻和泄能保护装置，以防止元件承受过电压.（2） 在晶闸管阴阳极两端直接进行保护。晶闸管关断过程中主电流过零反向后迅速由反向峰值恢复至零电流，此过程可在元件两端产生达正常工作峰值电压56倍的尖峰电压.一般建议在尽可能靠近元件本身的地方接上阻容吸收回路。电阻R选无感电阻，通常取5-30Q；电容C通常在0.1T",耐压选元件耐压的1.1-1.5倍.具体R、C取值可根据元件型号及工作情况调试决定。注意保证电阻R的功率，尤其在中频逆变电路中，使之不会因发热而损坏。2

11、.过流保护晶闸管元件在短时间内具有一定的过流能力，但在过流严重时，不采取保护措施，就会造成元件损坏。在线路设计和元件选择时应考虑负载短路和过载情况,确保在异常情况下设备能自动保护。一般有以下几种措施（见图三）。(1) 在进线中串接电抗器限制短路电流，使其他保护方式切断电流前元件短时间内不致损坏；(2) 线路采用过流检测装置，由过流信号控制触发器抑制过流，或接入过流继电器。(3)安装快速熔断器.快速熔断器的动作时间要求在10ms以内，熔断体的额定电流Ikr可按以下原则选取：1.57It(av)IkrItIt(AV)为元件额定电流，It为元件实际工作电流有效值四、晶闸管门极触发参数表中所给晶闸管I

12、gt、Vgt为能触发元件至通态的最小值，实际使用中，晶闸管门极触发Igt、Vgt应远大于此值.应用中门极触发电流波形对晶闸管开通时间、开通损耗以及di/dt承受能力，都有较大影响。为保证元件工作在最佳状态，并增强抗干扰性能，对台基公司所有晶闸管,建议门极触发脉冲电流幅值：Igm=25A(<10A),上升率：diG/dt>2A/ps,上升时间：Ips.即采用极陡前沿的强触发脉冲(见图四).0五、元件串并联使用元件串并联使用时，线路上应采取门极强触发脉冲、均流、均压措施，还须挑选开通、恢复特性一致的元件。特别是元件串联工作于较高di/dt的逆变线路中时，其反向恢复特性对动态均压起主要作

13、用.六、散热器与元件的安装元件的冷却方式有加装散热器自然冷却，风冷和水冷等方式，为了使元件充分地发挥其额定性能并加强使用中的可靠性，除必须科学地选择散热器外还需正确地安装。只有正确地安装散热器才能保证其与元件芯片间的热阻Rj-hs满足数据表中的要求。在元件与散热器的安装时，应注意以下事项：1 .散热器的台面必须与元件台面尺寸相匹配，防止压扁、压歪损坏器件.2 .散热器台面必须具有较高的平整、光洁度。建议散热器台面粗糙度小于或等于1。6pm,平整度小于或等于30pm.安装时元件台面与散热器台面应保持清洁干净无油污等脏物。3 .安装时要保证元件台面与散热器的台面完全平行、同心。安装过程中，要求通过

14、元件中心线施加压力以使压力均匀分布在整个接触区域。用户手工安装时，建议使用扭矩扳手，对所有紧固螺母交替均匀用力，压力的大小要达到数据表中的要求。4 .在重复使用水冷散热器时，应特别注意检查其台面是否光洁、平整，水腔内是否有水垢和堵塞，尤其注意台面是否出现下陷情况，若出现了上述情况应予以更换。水冷散热器安装图见下图（图五）：回底使用中需注意，风冷方式加装散热器后，一般要求风速不低于6m/s；水冷方式要求水冷散热器水流量不小于4xl03ml/min,进水温度5C35C,水质p<2O5KQcm（>台基公司可提供SS水冷系列和SF风冷系列以及各类非标及组件散热器，为元件配套使用.根据元件通

15、态额定平均电流推荐配置的标准型散热器型号见下表.元件通态额定平均电流推荐散热器型号水冷风冷100A200ASS11SF12300ASS12SF13400ASF13、SF14500A600ASS12、SS13SF157 / 91800ASS13SF16资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除1000ASS14SF171000A3000ASS14其中SF系列风冷散热器是指在强迫风冷（风速N6m/s）条件下的推荐配置，用户在使用时应根据实际散热条件并考虑可靠性要求进行选择。对于1000A以上元件一般不推荐使用风冷散热器，若使用风冷散热器，则元件额定电流需降额使用.用户未作特别要求时，

16、台基公司所提供的成套元件都按标准配置安装散热器.7 / 91资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除晶闸管、二极管主要参数及其含义IEC标准中用来表征晶闸管、二极管性能、特点的参数有数十项，但用户经常用到的有十项左右，本文就晶闸管、二极管的主要参数做一简单介绍。1 .正向平均电流If,av，（整流管）通态平均电流（晶闸管）是指在规定的散热器温度Ths或管壳温度葭时，允许流过器件的最大正弦半波电流平均值.此时，器件的结温已达到其最高允许温度丁加。台基公司产品手册中均给出了相应通态电流对应的散热器温度Ths或管光温度葭值，用户使用中应根据实际通态电流和散热条件来选择合适型号的器件.

17、2 .正向方均根电流/f,rms）（整流管）通态方均根电流Itrms（晶闸管）是指在规定的散热器温度Ths或管壳温度Tc时，允许流过器件的最大有效电流值.用户在使用中，须保证在任何条件下，流过器件的电流有效值不超过对应壳温下的方均根电流值.3 .浪涌电流Ifsm（整流管）、/tsm（晶闸管）表示工作在异常情况下，器件能承受的瞬时最大过载电流值。用10ms底宽正弦半波峰值表示，台基公司在产品手册中给出的浪涌电流值是在器件处于最高允许结温下，施加80%）%rm条件下的测试值.器件在寿命期内能承受浪涌电流的次数是有限的，用户在使用中应尽量避免出现过载现象。4 .断态不重复峰值电压1/dsm反向不重复

18、峰值电压1/rsm指晶闸管或整流二极管处于阻断状态时能承受的最大转折电压，一般用单脉冲测试防止器件损坏。用户在测试或使用中，应禁止给器件施加该电压值，以免损坏器件。5 .断态重复峰值电压I/drm反向重复峰值电压I/RRM8 / 91资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除是指器件处于阻断状态时，断态和反向所能承受的最大重复峰值电压。一般取器件不重复电压的90%标注（高压器件取不重复电压减100V标注）。用户在使用中须保证在任何情况下，均不应让器件承受的实际电压超过其断态和反向重复峰值电压。6 .断态重复峰值（漏）电流Idrm反向重复峰值（漏）电流Irrm为晶闸管在阻断状态下，

19、承受断态重复峰值电压Vdrm和反向重复峰值电压Vrrm时，流过元件的正反向峰值漏电流。该参数在器件允许工作的最高结温Tjm下测出。7 .通态峰值电压1/tm（晶闸管）正向峰值电压I/FM（整流管）指器件通过规定正向峰值电流Zfm（整流管）或通态峰值电流Ztm（晶闸管）时的峰值电压，也称峰值压降。该参数直接反映了器件的通态损耗特性，影响着器件的通态电流额定能力。器件在不同电流值下的的通态（正向）峰值电压可近似用门槛电压和斜率电阻来表示:V/TM=：VTo+rT*JTMUfM=Vfo+rF*ZfM台基公司在产品手册中给出了各型号器件的最大通态（正向）峰值电压及门槛电压和斜率电阻，用户需要时，可以提

20、供该器件的实测门槛电压和斜率电阻值。8 .电路换向关断时间g（晶闸管）在规定条件下，在晶闸管正向主电流下降过零后，从过零点到元件能承受规定的重加电压而不至导通的最小时间间隔.晶闸管的关断时间值决定于测试条件，台基公司对所制造的快速、高频晶闸管均提供了每只器件的关断时间实测值，在未作特别说明时，其对应的测试条件如下：I通态峰值电流Itm等于器件Itav；I通态电流下降率di/dt=-20A/ps；I重力口电压上升率dv/dt=30A/|JS；I反向电压Vr=50V；I结温Tj=115oC。如果用户需要在某一特定应用条件下的关断时间测试值，可以向我们提出要求.9 .通态电流临界上升率M7dt（晶闸

21、管）10 / 91资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除是指晶闸管从阻断状态转换到导通状态时，晶闸管所能承受的通态电流上升率最大值.器件所能承受的通态电流临界上升率di/dt受门极触发条件影响很大，因此我们建议用户应用中采用强触发方式，触发脉冲电流幅值：IgNIOIgt；脉冲上升时间：t10 .断态电压临界上升率du/dt在规定条件下，不会导致晶闸管从断态转换到通态所允许的最大正向电压上升速度。台基公司产品手册中给出了所有品种晶闸管的最小dv/dt值，当用户对dv/dt有特殊要求时，可在订货时提出.11 .门极触发电压Vgt门极触发电流Igt在规定条件下，能使晶闸管由断态转入

22、通态所需的最小门极电压和门极电流。晶闸管开通过程中的开通时间、开通损耗等动态性能受施加在其门极上的触发信号强弱影响很大。如果在应用中采用较临界的Igt去触发晶闸管，将不能让晶闸管得到良好的开通特性，某些情况下甚至会引起器件提前失效或损坏。因此我们建议用户应用中采用强触发方式，触发脉冲电流幅值：IgN10Igt;脉冲上升时间：tr<lpso为了保证器件可靠工作，1g必须远大于Igt.12 .结壳热阻Rjc指器件在规定条件下，器件由结至壳流过单位功耗所产生的温升.结壳热阻反映了器件的散热能力，该参数也直接影响着器件的通态额定性能。台基公司产品手册中对平板式器件给出了双面冷却下的稳态热阻值，对

23、半导体功率模块，给出了单面散热时的热阻值.用户须注意，平板式器件的结壳热阻直接受安装条件的影响，只有按手册中推荐的安装力安装，才能保证器件的结壳热阻值满足要求。10 / 91资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除晶闸管、二极管简易测试方法晶闸管、二极管广泛应用于各类电力电子装置中，许多情况下，现场服务人员和维修人员需要对器件进行检测，判断其性能好坏。对器件制造企业而言，器件的检测要用到高压阻断测试仪、通态特性、动态特性测试仪等专业设备。一般来说，器件用户或使用现场是没有这些价格昂贵的测试设备的。本文就此向现场服务人员和维修人员推荐一种简易器件检测方法，用以粗略判断偌件的好坏。

24、1 .采用万用表的粗略判断法通常用户现场最常用的检测工具是万用表，许多用户也习惯用万用表判断器件好坏。在某些情况下用万用表也确实能检测出损坏的器件.如晶闸管门极开路，用万用表可检测出门极至阴极电阻Rgk无穷大;门极短路可检测出门极至阴极电阻Rgk为零（或小于5W）.器件完全击穿时，用万用表检测A、K两极电阻值可以判断出来。但在器件阻断电压受损，尚未完全击穿时，万用表无法检测出来。另外，好的器件因参数分散性，用万用表检测出的A、K电阻值会有较大差别，这也会让使用者产生错误判断。因此,我们建议用户可以用万用表对器件进行一些粗略的检测，一般不建议用户采用万用表判断器件好坏.2 .推荐的简易检测方案通

25、常情况下，现场服务人员和维修人员最需要了解的是器件的阻断电压能力以及晶闸管的门极触发性能。根据设备现场具有的条件，我们推荐图一电路所示的简易检测方案。图一简易检测电路12 / 91LAMP1LAMP2图一简易检测电路，资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除DUT为被测器件，在DUT阻断电压为1000V左右时（须大于800V）,可采用交流380V电源进行测试；在一些具有660V交流电源的场合，DUT阻断电压为2000V左右（须大于1200V）时，可采用交流660V电源进行测试。D1可采用1-5A,耐压1000V以上二极管3只串联。LAMP为检测指示灯，注意灯的额定电压要与进线交

26、流电压配合，若用220V的灯泡，可根据进线电压高低采用多只串联。被测器件为二极管时，将两只器件如虚线所示接入电路，不需要接电阻R和开关SW2,对晶闸管，测试时，先合上开关SW1,若指示灯亮，说明该器件已被击穿或阻断电压已不够.若指示灯不亮，说明器件阻断电压正常，此时若按下按钮SW2,指示灯亮，松开按钮，指示灯熄灭，说明该器件门极触发性能正常.若按下按钮SW2,指示灯不亮,说明该器件门极已被损坏.对二极管，测试时，合上开关SW1,若指示灯不亮，说明两只器件反向电压正常。若指示灯亮，说明两只被测器件中，有一只或两只反向电压已损坏，可更换器件做进一步判断。3 .注意a.本文推荐的检测方法基本思路是让

27、器件在实际使用电压环境下考核，用户在检测时须确保被测器件阻断电压高于进线电压峰值，以免在测试中损坏器件。b.对台基公司的平板式器件，用户在检测时须采用适当夹具，对器件A、K两极施加一定压力。否则可能会因为器件内部未能良好接触而造成错误判断.c.采用较高的进线电压检测器件时，操作人员须采取安全措施，防止出现触电事故，保证人身安全.12 / 91资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除中频感应加热电源常见故障与维修中频电源广范应用于熔炼、透热、淬火、焊接等领域，不同的应用领域对中频电源有不同的要求，因此，中频电源的控制电路和主电路有不同的结构形式。只有在熟练掌握这些电路的基本工作原

28、理和功率器件的基本特性的基础上，才能快速、准确地分析、判断故障原因，采取有效的措施排除故障.在此仅对典型电路和常见故障进行探讨.1 开机，设备不能正常起动：1.1故障现象：起动时直流电流大，直流电压和中频电压低，设备声音沉闷，过流保护。分析处理:逆变桥有一桥臂的晶闸管可能短路或开路，造成逆变桥三臂桥运行.用示波器分别观察逆变桥的四个桥臂上的晶闸管管压降波形，若有一桥臂上的晶闸管的管压降波形为一线，该晶闸管已穿通；若为正弦波，该晶闸管未导通。更换已穿晶闸管；查找晶闸管未导通的原因1.2故障现象：起动时直流电流大,直流电压低，中频电压不能正常建立.分析处理：补偿电容短路。断开电容，用万用表查找短路

29、电容.更换短路电容。1.3故障现象：重载冷炉起动时，各电参数和声音都正常，但功率升不上去，过流保护。分析处理：（1）逆变换流角太小。用示波器观看逆变晶闸管的换流角，把换流角调到合适值。（2）炉体绝缘阻值低或短路。用兆欧表检测炉体阻值,排除炉体的短路点.（3）炉料（钢铁）相对感应圈阻值低。用兆欧表检测炉料相对感应圈的阻值，若阻值低，重新筑炉。1。4故障现象：零电压它激（无专用信号源）起动电路不好起动.分析处理：（1）电流负反馈量调整得不合适；（2）与电流互感器串联的反并二极管是否击穿；（3）信号线是否过长过细；（4）信号合成相位是否接错；（5）中频变压器和隔离变压器是否损坏，特别要注意变压器匝间

30、短路。重新调整电流负反馈量；更换已损坏的部件。1.5故障现象：零电压它激扫频起动电路不好起动。分析处理：（1）扫频起始频率选择不合适,重新选择起始频率。（2）扫频电路有故障。用示波器观察扫频电路的波形和频率。排除扫频电路故障。lo6故障现象：起动时，各电参数和声音都正常，升功率时电流突然没有，电压到额定值，过压过流保护。分析处理：负载开路，检查负载铜排接头和水冷电缆。2。设备能起动，但工作状态不对.2.1故障现象：设备空载能起动，但直流电压达不到额定值，直流平波电抗器有冲击声并伴随抖动。分析处理：关掉逆变控制电源，在整流桥输出端上接上假负载，用示波器观察整流桥的输出波形，可看到整流桥输出缺相波

31、形.缺相的原因可能是：（1）整流触发脉冲丢失。（2）触发脉冲的幅值不够、宽度太窄导致触发功率不够，造成晶闸管时通、时不通。（3）双脉冲触发电路的脉冲时序不对或补脉冲丢失。（4）晶闸管的控制极开路、短路或接触不良。2.2故障现象:设备能正常顺利起动，当功率升到某一值时，过压或过流保护。分析处理：分两步查找故障原因：（1）先将设备空载运行，观察电压能否升到额定值。若电压不能升到额定值，并且多次在电压某一值附近过流保护。这可能是补偿电容或晶闸管的耐压不够造成的，但也不排除是电路某部分打火造成的。（2）若电压能升到额定值，可将设备转入重载运行，观察电流值是否能达到额定值，若电流不能升到额定值，并且多次

32、在电流某一值附近过流保护，这可能是大电流干扰.要特别注意中频大电流的电磁场对控制部分和信号线的干扰。3。设备正常运行时，易出现的故障。3.1故障现象：设备运行正常，但在正常过流保护动作时，烧毁多支KP晶闸管和快熔。分析处理：过流保护时，为了向电网释放平波电抗器的能量，整流桥由整流状态转到逆变状态，这时如果a>150。就有可能造成有源逆变颠覆，烧毁多支晶闸管和快熔，开关跳闸，并伴随有巨大的电流短路爆炸声。对变压器产生较大的电流和电磁力冲击，严重时会损坏变压器。3.2故障现象：设备运行正常，但在高电压区内某点附近，设备工作不稳定，直流电压表晃动，设备伴随有吱吱的声音。这种情况极容易造成逆变桥

33、颠覆，烧毁晶闸管。分析处理:这种故障较难排除,多发生于设备的某部件高压打火：（1）连接铜排接头螺丝松动造成打火。（2）断路器主接头氧化导致打火。（3）补偿电容接线桩螺丝松动引起打火，补偿电容内部放电。阻容吸收电容打火。（4）水冷散热器绝缘部分太脏或炭化对地打火.（5）炉体感应线圈对炉壳、炉底板打火。炉体感应线圈匝间距太近，匝间打火或起弧.固定炉体感应线圈的绝缘柱因高温炭化放电、打火。（6）晶闸管内部打火。3。3故障现象:设备运行正常，但不时地可听到尖锐的嘀嘀声，同时直流电压表有轻微地摆动。分析处理：用示波器观察逆变桥直流两端的电压波形，可看到逆变周期性短暂（一个周波）失败或不定周期短暂失败，并

34、联谐振逆变电路短暂失败可自恢复。周期性短暂失败一般是逆变控制部分受到整流脉冲地干扰.非周期性短暂失败i股是由中频变压器匝间绝缘不良产生。3.416 / 91资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除故障现象：设备正常运行一段时间后，设备出现异常声音，电表读数晃动，设备工作不稳定。分析处理：设备工作一段时间后出现异常声、工作不稳定.主要是设备的电气元器件的热特性不好。可把设备的电气部分分为弱电和强电两部分，分别检测。先检测控制部分，可预防损坏主电路功率器件。在不合主电源开关的情况下，只接通控制部分的电源，待控制部分工作一段时间后，用示波器检测控制板的触发脉冲,看触发脉冲是否正常。在

35、确认控制部分没有问题的前提下，把设备开起来，待不正常现象出现后，用示波器观察每支晶闸管的管压降波形，找出热特性不好的晶闸管.若晶闸管的管压降波形都正常，这时就要注意其它电气部件是否有问题，要特别注意断路器、电容器、电抗器、铜排接点和主变压器.3。5故障现象：设备工作正常，但功率上不去.分析处理:设备工作正常,只能说明设备各部件完好。功率上不去说明设备各参数调整不合适影响设备功率上不去的主要原因有：（1）整流部分没调好，整流管未完全导通，直流电压没达到额定值，影响功率输出.（2）中频电压值调得过高过低，影响功率输出。（3）截流、截压值调节得不当，使得功率输出低。（4）炉体与电源不配套，严重影响功

36、率输出。（5）补偿电容器配置得过多或过少，都得不到电效率和热效率最佳的功率输出，即得不到最佳的经济功率输出。（6）中频输出回路的分布电感和谐振回路的附加电感过大，也影响最大功率输出。3。6故障现象：设备运行正常，但在某功率段升降功率时，设备出现异常声音、抖动，电气仪表指示摆动。分析处理：这种故障一般发生在功率给定电位器上，功率给定电位器某段不平滑，跳动，造成设备工作不稳定。严重时造成逆变颠覆，烧毁晶闸管。3.7故障现象：设备运行正常，但旁路电抗器发热、烧毁.16 / 91资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除分析处理：造成旁路电抗器发热、烧毁的主要原因有：（1）旁路电抗器自身

37、质量不好.（2）逆变电路存在不对称运行，造成逆变电路不对称运行的主要原因来源于信号回路。3O8故障现象:设备运行正常，经常击穿补偿电容。分析处理:故障原因：（1）中频电压和工作频率过高。（2）电容配置不够。（3）在电容升压电路中，串联电容与并联电容的容量相差太大，造成电压不均，击穿电容.（4）冷却不好，击穿电容。3。9故障现象：设备运行正常，但频繁过流.分析处理：设备运行时各电参数、波形、声音都正常，就是频繁过流。当出现这样的故障时，要注意是否是由于布线不当产生电磁干扰和线间寄生参数耦合干扰。如:强电线与弱电线布在一起；工频线与中频线布在一起；信号线与强电线、中频线、汇流排交织在一起等。4.直

38、流平波电抗器故障现象：设备工作不稳定，电参数波动，设备有异常声音。频繁出现过流保护和烧毁快速晶闸管。分析处理:在中频电源维修中，直流平波电抗器故障属较难判断和处理的故障.直流平波电抗器易出现的故障有：（1）用户随意调整电抗器的气隙和线圈匝数，改变了电抗器的电感量，影响了电抗器的滤波功能，使输出的直流电流出现断续现象，导致逆变桥工作不稳定，逆变失败，烧毁逆变晶闸管。随便调小电抗器的气隙和减少线圈匝数,在逆变桥直通短路时会降低电抗器阻挡电流上升的能力，烧毁晶闸管.随意改变电抗器的电感量，还会影响设备的起动性能。（2）电抗器线圈松动：电抗器的线圈若有松动，在设备工作时，电磁力使线圈抖动，线圈抖动时电

39、感量突变，在轻载起动和小电流运行时易造成逆变失败。（3）电抗器线圈绝缘不好对地短路或匝间短路，打火放电，造成电抗器的电感量突跳和强电磁干扰，使设备工作不稳定，产生异常声音，频繁过流，烧毁晶闸管。造成线圈绝缘层绝缘不好短路的原因有：a.冷却不好，温度过高导致绝缘层绝缘变差,打火、炭化。b.18 / 91资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除电抗器线圈松动，线圈绝缘层与线圈绝缘层之间、线圈绝缘层与铁心之间相对运动摩擦，造成绝缘层损坏.C.在处理电抗器线圈水垢时，把酸液渗透到线圈内.酸液腐蚀铜管并生成铜盐，破坏绝缘层。5。晶闸管：5.1故障现象：更换晶闸管后，一开机就烧毁晶闸管。分

40、析处理:设备出故障,烧毁晶闸管。在更换新晶闸管后，不要马上开机,首先应对设备进行系统检查，排除故障。在确认设备无故障的情况下，再开机.否则，就会出现一开机就烧毁晶闸管的现象。在压装新品闸管时，一定要注意压力均衡，否则，就会造成晶闸管内部芯片机械损伤，导致晶闸管的耐压值大幅下降，出现一开机就烧毁晶闸管的现象。5.2故障现象:更换新晶闸管后，开机正常，但工作一段时间又烧毁晶闸管。分析处理：发生此类故障的原因有：（1）控制部分的电气元器件热特性不好。（2）晶闸管与散热器安装错位。（3）散热器经多次使用或压装过小台面晶闸管，造成散热器台面中心下凹，导致散热器台面与晶闸管台面接触不良，而烧毁晶闸管.（4

41、）散热器水腔内水垢太厚，导热不好，造成元件过热烧掉。（5）快速晶闸管因散热不好，温度升高.同时晶闸管的关断时间随着温度地升高而增大，最终导致元件不能关断，造成逆变颠覆，烧掉晶闸管。（6）晶闸管工作温度过高，门极参数降低，抗干扰能力下降，易产生误触发，损坏晶闸管和设备.（7）检查阻容吸收电路是否完好。5.3故障现象：更换新晶闸管后，设备仍不能正常工作，烧晶闸管。分析处理：设备出现故障后烧掉晶闸管，换上新晶闸管后，经静态检测设备一切正常,但仍不能正常稳定工作，易烧晶闸管。这时要特别注意脉冲变压器、电源变压器、中频变压器、中频隔离变压器是否出现初级线圈与次级线圈之间、线圈与铁心之间、匝与匝之间是否绝

42、缘不好。6»结束语19 / 91资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除中频电源的故障现象是多种多样、千奇百怪的，对具体故障要做具体分析.随着中频电源技术的发展和功率的增大，中频电源维修人员必须要具备相当的电路理论基础知识和丰富的实践经验。最后我们一定要切记:在更换晶闸管后，一定要仔细检测设备;即使在故障排除后，也要对设备进行系统检查！20 / 91资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除水冷散热器的安装与使用一、散热器与元件的安装元件的冷却方式有加装散热器自然冷却，风冷和水冷等方式，为了使元件充分地发挥其额定性能并加强使用中的可靠性，除必须科学地选择

43、散热器外还需正确地安装。只有正确地安装散热器才能保证其与元件芯片间的热阻Rj-hs满足数据表中的要求。在元件与散热器的安装时，应注意以下事项：1 .散热器的台面必须与元件台面尺寸相匹配，防止压扁、压歪损坏器件.2 .散热器台面必须具有较高的平整、光洁度。建议散热器台面粗糙度小于或等于1。6pm,平整度小于或等于30Hm.安装时元件台面与散热器台面应保持清洁干净无油污等脏物。3 .安装时要保证元件台面与散热器的台面完全平行、同心.安装过程中，要求通过元件中心线施加压力以使压力均匀分布在整个接触区域.用户手工安装时，建议使用扭矩扳手，对所有紧固螺母交替均匀用力，压力的大小要达到数据表中的要求.4

44、.在重复使用水冷散热器时，应特别注意检查其台面是否光洁、平整，水腔内是否有水垢和堵塞，尤其注意台面是否出现下陷情况，若出现了上述情况应予以更换。水冷散热器安装图见下图（图1）：26 / 91型更衣匀拧紧使雕口接近为蓼 压盖上匏缘垫块散热体品闸管螺栓掾母平垫图2裸形弹簧一绝缘套段 安装板图五二.用注意事项1 .用户应根据应用线路特点、工作环境、可靠性等要求，正确选择器件参数，并留有合理余量。2 .器件冷却条件(1) 强迫风冷：风速二6米/秒(2) 水冷：流量二4升/分钟进水温度5-35水压二工。5Kg/cm2水质:循环水pN2。5KWcm,产品使用时,应保证符合规定的冷却条件，否者应降容使用.散

45、热器使用过程中，应注意放漏水、防堵塞、防凝露，出现问题时应及时处理或更换散热器。3 .严禁使用兆欧表(摇表)检查本器件如需检查整机装置的耐压能力时，应先将本器件的各电极短路。4 .万用表只能定型判断器件好坏.用万用表”1欧姆档测门极一阴极电阻，指针为零，说明门极短路；指针不动为开路。万用表不能对器件耐压做定量判断。若要对耐压和触发特性定性测试，请用专用测试仪或到厂商进行测定.特别建议:在重复使用水冷散热器时,应特别注意检查其台面是否光洁、平整，水腔内是否有水垢和堵塞，若出现了上述情况应予以更换。品闸管水冷散热器重复使用中应注意的问题晶闸管等电力电子器件的额定性能和可靠性强烈的受制于器件的运行结

46、温，我公司有关人员在现场技术服务和用户走访中经常发现，因散热器的不正确选用、安装，其散热效果有很大差异。有的散热器根本达不到散热要求，必然会造成器件的损坏。现将有关情况介绍如下，以引起广大用户的重视。在某用户1500KW中频熔炼设备上，我们用简易数字万用表附带的点温计对KK2000A晶闸管管芯陶瓷外壳的温度进行了测量，对比同一台设备，同类器件，不同散热器在相同工作条件下的温度，以此来比较散热器的散热效果。具体测量的有关数据如下：散热器情况管芯陶瓷外壳温度说明新换成套元件（厂方原装）Tc=44-49°C散热良好使用半年左右的成套元件（厂方原装）Tc=65-68°C散热尚可使用

47、半年以上散热器经除垢更换新管芯Tc=8089°C超过规定温度使用半年以上散热器更换新管芯Tc=95115°C己不能使用注：工作条件中，中频电源直流电流1800A,进水温度40。u用此种方法所测的温度虽然有一定的误差，也不能代表元件的真正壳温，但通过相对比较能明显地说明，不同情况的散热器散热效果有很大的区别。由于晶闸管元件正常使用时壳温一般要求小于80,故其对管芯的使用寿命有很大的影响。同时明显看出，凡使用过的散热器更换管芯后，散热效果明显下降，特别是更换三四次后，有的已根本不能使用。分析其原因主要有：散热体使用一次后，其台面受压力而下陷（是必然的），或碰伤，重新更换管芯，很

48、难保证管芯台面正好与下陷部位完全重合，所以即使达到了规定压力,也不能保证散热体与管芯接触面均匀、紧密的接触. 水质差（硬水）的地区，使用一段时间后，水腔内部因结垢而降低了冷却效果。 使用劣质散热器，散热体水腔材质差（有的用黄铜），导热性能差,更严重的是蝶型弹簧和三角压盖因质量不合格，短时间使用后失去弹性，使管芯与散热体台面间的压力显著下降，从而影响其散热效果。用户没有必要的安装设备，更换管芯靠手工安装很难达到规范的要求。所以我们建议，对于大功率（二1200A）的晶闸管,最好是买厂家成套的元件。因为厂家配套的散热器质量可靠（质量承诺），同时厂家有专用的安装模具与设备，确保装配质量，并且在安装后重

49、新测试,保证成套元件合格，另外，大功率晶闸管（N1200A）价格一般每只近千元，有的达数千元，而散热器每套不过两百多元，不要因小失大。就当前的水平，我们认为用测量管芯陶瓷外壳温度的方法来判定散热器的散热效果是可行有效的。在相同工作条件下，一般陶瓷外壳的温度高，说明散热效果相对比较差。测量温度的方法建议使用如下方法：手提式红外温度测试仪，使用方便，性能可靠；带测温功能的万用表，测温头紧贴在管芯陶瓷外壳上；注意:采用该方法时，需由专业维修人员进行操作，并注意安全。用上述方法经常检查管芯陶瓷外壳上的温度，通过相对比较，判断散热器的散热效果,及时更换达不到散热效果的散热器，可以有效地提高晶闸管的工作电

50、流，减少晶闸管的损坏，从而降低设备的维修费用。晶闸管在正常工作时，自身会产生大量的热量，所以良好的散热（冷却）是晶闸管正常工作的必要条件之一.高质量的晶闸管，配上合格的散热器，加上正确合理的装配，可以明显地减少晶闸管的损坏，延长其使用寿命。电焊机用晶闸管模块的选择与应用一、概述：电焊机在进行各种金属焊接时，根据焊接工艺的不同，对焊接时电弧的电压和电流有不同的要求，因此需要各种不同特性的交流或直流电源。例如，在点、凸、峰焊、电阻焊时需要调节焊接隔离变压器原边的电压大小（相控调压或改变通过的周波数量），属于晶闸管应用于交流调压；在各种氢弧焊、CO2气体保护焊中需要的是直流电源或交直流方波电源。交流

51、应用时，反并联的晶闸管串接在主回路中，直流调压应用时，晶闸管可以组成单、三相全控或半控或双反星型电路。改变晶闸管的导通角或控制晶闸管的开关时间即可达到调节焊接电压和电流的目的。尤其是近几年来,CO2气体保护焊机发展比较迅速，据报道，发达国家这种焊机占到百分之六十或七十的比例,我国该焊机所占比例很低，也就百分之二十左右。目前，国内CO2气体保护焊机有可控和不可控两种，根据所用器件进行区分。采用整流的即为不可控；采用晶闸管整流的即为可控。全国以成都、广州及华东地区发展比较快。所选用的器件大部分是螺栓式晶闸管或二极管占有的比例也很大，其次是日本产的焊机专用整流模块。二、电焊机晶闸管模块分类及应用：电

52、焊机中用的晶闸管模块按模块散热底板与电极是否绝缘可分为绝缘型和非绝缘型两种，即俗称底板是否带电。绝缘型的模块多用在交流焊机中，如广泛应用于点焊、电阻焊机中的晶闸管模块MTX系列;广泛应用于CO2气体保护焊机、WSM普通焊机等MTG系列模块。各焊机应用晶闸管模块在下表中简述：整机种类使用模块常见主回路形式电路特点S可控硅直流MFG单相全波整流资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除氮弧焊机C02气保焊机MDG双反星并联（带平衡电抗器）co2气保焊机MTG双反星并联（带平衡电抗器）逆变焊机变频器MDCMDQMDS单相或二相整流桥点焊机MTXMTC电子开关三、C02焊机专用晶闸管MT

53、G模块:I模块内部电路图：I焊机专用MTG模块特点简介：2MTG模块是由三只共阳极晶闸管封装在一起的模块化结构组件模块内管芯参数针对焊机特点专门设计，额定结温高、通态压降低、通流和过载能力强动态性能的一致性好、耐疲劳性强，免除螺栓式晶闸管装机前参数挑选和配对的难题，提高工效。2焊机目前正朝模块化方向发展，而且由于装配，调试，维修简单；整机装置美观大方等优点；能明显地提升焊机品位，因此模块应用会越来越广泛.# / 91资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除适用焊机典型主回路形式：适用于双反星并联带平衡电抗器电路焊机额定输出电流对模块的选择：见下表焊机型号适用主回路焊机额定输出电

54、流MTGMTG(AA)替代国外模块型号ZX5WSMNBK双反星并联带平衡电抗器200AMTG100A/800VMTG(AA)60A/400V三社(SanRex)PWB60A;三菱(MITSUBISHI)TM60SZM；TM60SA-6250A315AMTG150A/800VMTG(AA)80A/400VSanRexPWB90A；MITSUBISHITM100SZ-MTM90SA-6英达PFT9003N350A400AMTG200A/800VMTG(AA)130A/400VSanRexPWB130A；MITSUBISHITM13OSZ-M；英达PFT1303N500AMTG(AA)160MITS

55、UBISHITM15630AMTG250A/800VA/400VOSZM；英达PFT1503NMTG(AA)SanRex28 / 91资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除MTG300A/800VAA；PWB200MITSUBISHITM20200A/400VOSZ-M英达PFT2003N;注：上表中MTG型为普通压降模块;MTG（AA）为低电压低导通压降型模块。I焊机用模块电流和电压计算：我公司MTG、MTG（AA）焊机专用模块可以使用在很多不同型号规格的焊机中，如ZX5普通焊机；WSM直流室弧焊机；NBKCO2气体保护焊机。这些焊机目前都采用流行的双反星并联带平衡电抗器主回路形式，如下图：（双反星并联带平衡电抗器主回路）2该线路相当于正极性和反极性两组三相半波整流电路并联。每只晶闸管的最大导通角为120。，负载电流Id同时由两个晶闸管和两个变压器绕组供给，每只管子承担1/6的Id,任何瞬时，正，负极性组均有一支电路导通工作。2该线路提高了变压器利用率，变压器磁路平衡，不存在磁化的问题.要求主变压器和平衡电抗器对称性好。2整流输出电压:Ud=l。17U2cosa.当负载电流小于额定值（Id）25%）时,流过平衡电抗器的电流太小，达不到激磁所需的临界电流，平衡电抗器失去作用，其上的三角波形电压也就没有了，此时该线路输出电压与三相半波电路一样，该电压即为电焊