某礦的一條上運(yùn)皮帶長500米，傾角16度，交流電機(jī)電壓為交流660V，功率為160Kw，為解決電機(jī)起動時所形成的機(jī)械及電氣沖擊，選用了天地科技股份有限公司常州自動化分公司GMC型軟啟動柜，其核心器件軟啟動器選用德國西門子生產(chǎn)的3RW22型軟啟動器。在安裝調(diào)試過程中，為確保設(shè)備的安全，先進(jìn)行了空載試運(yùn)行，電壓、電流參數(shù)都設(shè)置的很小，起動過程-切正常。運(yùn)行一段時間停車后，再次起動時，西門子軟啟動器發(fā)生故障報警，顯示晶閘管故障，按其復(fù)位按鈕無效，用指針式萬用表測量星閘管阻值，發(fā)現(xiàn)晶閘管中間相的阻值幾乎為零，而完好的晶閘管陽極和陰極之間阻值>，100K，因此懷疑晶閘管損壞。經(jīng)分析，造成晶閘管阻值降低的原因是交流電機(jī)的反向電動勢及晶閘管關(guān)斷過電壓引起，間隔一天，再次測量晶閘管阻值時，阻值恢復(fù)正常。

1、分析產(chǎn)生故障現(xiàn)象的原因

晶閘管陽極伏安特性如圖1所示：

從晶閘管陽極伏安特性圖可以看出：當(dāng)電壓超過晶閘管正向轉(zhuǎn)折電壓UBO時，晶閘管就會“硬導(dǎo)通”，多次的“硬導(dǎo)通”會損壞晶閘管，晶閘管通常是不允許這樣工作的。通常在使用晶閘管時，先加_上一定的陽極電壓，然后在門極和陰極加上足夠大的觸發(fā)電壓，使晶閘管的正向轉(zhuǎn)折電壓下降到很小而導(dǎo)通;當(dāng)陽極電流小于維持電流時，元件又從正向?qū)顟B(tài)返回正向阻斷狀態(tài)。晶閘管加反向陽極電壓時，晶閘管截止。

當(dāng)反向電壓升高到URO時，晶閘管反向擊穿。當(dāng)外部的電壓超過晶閘管正向轉(zhuǎn)折電壓和反向擊穿電壓時晶閘管就有可能擊穿或損壞。外部過電壓產(chǎn)生原因主要有以下幾種：

1.1靜電產(chǎn)生的過電壓由電源變壓器直接供電的晶閘管裝置，尤其在變壓器容量比較大的情況下，由于變壓器的初級和次級間存在分布電容，在合閘的瞬間初級繞組的高電壓耦合到次級繞組，造成晶閘管的過電

1.2、切斷電感回路引起磁通突然變化產(chǎn)生的過電壓如電源變壓器初級側(cè)突然拉閘和跳閘，或突然切斷交流電機(jī)電源而產(chǎn)生的過電壓，這種過電壓產(chǎn)生是由于使變壓器和交流電機(jī)的勵磁電流突然切斷，在變壓器的飲級和交流電機(jī)的定子感應(yīng)出很高的瞬時過電壓。軟啟動器是由兩個單相晶閘管反并聯(lián)，所以每個晶閘管承受正反兩個方向的半被電壓，當(dāng)晶閘管在一一個方向?qū)ńY(jié)束后，管芯硅片中的載流子還沒有完全恢復(fù)，因變壓器和電機(jī)是感性負(fù)載，在突然斷電后，變壓器和電動機(jī)將產(chǎn)生一一個阻礙其減小的反向電動勢，而反向電動勢的瞬時電壓很高，時間很短，它大大超過了晶閘管的正反向重復(fù)峰值電壓，阻容吸收裝置對于能量較大的過電壓不能完全抑制，所以尖峰電壓超過晶閘管正反向重復(fù)峰值電壓時，晶閘管就會誤導(dǎo)通。而變壓器和交流電機(jī)的放電是個緩慢的過程，直到變壓器和交流電機(jī)的放電電流小于晶閘管的維持電流，晶閘管才恢復(fù)為原來的截止?fàn)顟B(tài)。

1.3晶閘管關(guān)斷過電壓軟啟動器是由兩個單相晶閘管反并聯(lián)，每個晶閘管承受正反兩個方向的半波電壓，當(dāng)晶閘管在一個方向?qū)ńY(jié)束后，正向電流下降到零，管芯硅片中的載流子還沒有完全恢復(fù)，當(dāng)另一半晶閘管導(dǎo)通時，已關(guān)斷的晶閘管在這些反向電壓的作用下，使殘存的載流子立即消失，這時反向電流消失的很快，因此即使線路電感很小，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也很大，和電源電壓加在反向已關(guān)斷的元件。上，可能導(dǎo)致晶閘管反向擊穿，過電壓的數(shù)值可達(dá)工作電壓峰值的5~6倍。

2、防止廣生辻屯圧所要采取措施

2.1対于靜屯廣生辻屯圧可以采用在変圧器加屏蔽続組，在変圧器的星形中心點(diǎn)和地之囘加附加屯容或是在次級統(tǒng)組并朕造當(dāng)屯容的方法來抑制此炎辻も圧。

2.2対切斷屯感回路引起磁通突然変化和晶甸管咲斷廣生的辻屯圧可采用圧敏屯阻或阻容吸收回路來保護(hù)。

2.2.1圧敏屯阻保枦是一-神非銭性屯阻，具有正反向相同且很跿的伏安特性，抑制辻屯圧能力強(qiáng)，反座速度快，但它的主要缺。點(diǎn)是持績的平均功率小。

2.2.2阻容吸收回路是在晶匍管丙端并接屯容，利用屯容屯圧不能突変的特性，吸收尖峰辻屯圧，串朕的屯阻主要起阻尼作用，用以抑制屯路屯感和屯容所形成的振蕩屯路;同吋限制晶匍管在幵通吋屯流的上升率。阻容屯路參數(shù)可按表1提供的経隘數(shù)値，阻容吸收屯路要盡量靠近晶網(wǎng)管，引銭要短。屯容耐圧一般要迭晶甸管屯圧的1.1~1.5倍。

電阻的功率：pR=fCUm2x10-6

式中f-頻率f=50HZ;

p-功率，W;

Um晶閘管工作峰值電壓，V;C與電阻串聯(lián)的電容，μF。

由于西門子采取了阻容吸收保護(hù)電路，從而有效地保護(hù)了晶閘管，我們在設(shè)計和實(shí)際的操作中，必須保證晶閘管的工作條件不超出它的允許范圍，除了在選用器件上留有充分合理的裕量外，還必須采取有效的保護(hù)措施，按表1的經(jīng)驗數(shù)值選擇設(shè)計阻容吸收保護(hù)電路，在實(shí)際的使用過程中，如果軟啟動器具有軟停車功能，在用戶條件允許的情況下使用該功能，避免在切斷交流電機(jī)電源時所產(chǎn)生的過電壓，讓交流電機(jī)因切斷電源所產(chǎn)生的反向電動勢慢慢的減小，不發(fā)生突變，保護(hù)晶閘管，誠小對交流電機(jī)及電纜絕緣的破壞。

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