如何選擇電動機軟起動的晶閘管及保護應用

2020-07-07 09:47

由于大型電動機直接啟動時的電流是額定電流的5至7倍，因此啟動轉矩僅為額定轉矩的0.4至1.6倍。如果并網條件（電動機啟動時的電網電壓降小于10％）和過程條件（滿足啟動轉矩）被允許，則可以直接啟動。但是，過大的啟動電流，過小的啟動扭矩和過長的啟動時間會嚴重損壞電機和電網。通常，電網電壓和諧波電壓波動會增加，并且前級跳閘會大大增加電網負擔和電網污染，從而嚴重影響電網的安全運行。同時，它也對自身造成了很大的損害。因此，必須在電源和電動機之間插入軟起動器以解決這些問題。
晶閘管電機軟啟動器的出現很好地解決了上述問題，彌補了傳統軟啟動器的種種不足，降低了電機的啟動電流，降低了配電能力，延長了電機及相關設備的使用時間。使用壽命。起始參數在視覺上是可調的，并且易于維護。晶閘管在高壓軟啟動中的應用給軟啟動帶來了革命性的變化，它將在軟啟動的歷史上留下深刻的印象。

如何選擇電機軟起動器的晶閘管

對于6kv和10kv的高壓電動機，由于電壓高，因此有必要將晶閘管反向并聯然后串聯。每相6kv需要6個晶閘管（2個反并聯，串聯3組），每相10kv需要10個晶閘管（2個反并聯，串聯5組）。因此，對于每個晶閘管，電壓約為2000v，因此所選晶閘管的正向和反向不會重復額定電壓vdsm，vrsm應該大于6500v。
為了選擇晶閘管額定電流，必須考慮電動機的額定工作電流。通常，晶閘管電流應為電動機額定電流的3至4倍。
在晶閘管高壓電機的軟啟動裝置中，由兩個獨立的晶閘管裝置組成的交流相控電壓調節器反并聯連接，一個正負半周期對應一個晶閘管。因此，兩個反并聯設備的參數一致性要求較高。選擇它們還需要包括晶閘管觸發參數，維持電流參數等。嘗試使正負半波對稱，否則會有直流分量電流流過電機。由于電動機對于繞組負載具有感應性，因此過高的直流分量會導致電動機定子嚴重發熱，甚至燒毀電動機繞組，從而導致電動機報廢。
晶閘管是電動機軟啟動器中極重要的功率器件。整個裝置是否可靠工作與晶閘管額定電流和額定電壓的正確選擇有很大關系。襄陽雷神電氣專業技術研究人員結合軟啟動應用的特點，建議用戶選擇原則應首先考慮工作可靠性，即電流和電壓必須有足夠的裕量倍數。其次，應考慮經濟效率。最后，應認為安裝美觀，并應盡可能減小體積。
襄陽雷神電氣秉承“為客戶提供優質服務”的理念。為了在軟啟動領域更好地為整個機器用戶服務，公司的專業技術研究人員將軟啟動領域應用程序的特性與組件相結合。在產品技術的長期努力和探索中，組件的綜合性能得到了極大的提高。
襄陽雷神電氣制造有限公司在軟啟動領域使用的晶閘管具有以下八個特性：
1.高性能和可靠性。
2.產品電氣參數電氣穩定性高。
3.降低了組件的管壓，并且開關功率消耗小。
4.產品參數一致。
5，產品性價比高
6，雙面散熱，安裝方便
7，短期過載能力
8，低瞬態熱阻

晶閘管保護

晶閘管承受過電壓和過電流的能力很差，這是其主要缺點。晶閘管的熱容量很小。發生過電流時，溫度急劇上升，pn結可能被燒壞，從而導致內部短路或元件開路。例如，一個100A晶閘管的過電流為400A，則只能持續0.02s，否則會因過熱而損壞；即使電壓超過其反向擊穿電壓，即使時間非常短，晶閘管承受過電壓的能力也很差，也很容易損壞。如果正向電壓超過轉向電壓，則晶閘管會導通，導通后的電流會很大，從而損壞器件。

1.晶閘管的過壓保護

在晶閘管的兩端連接RC RC吸收電路。如圖所示，電容器吸收了過電壓。本質是將引起過壓的能量轉換為電場能量，并將其存儲在電容器中，然后將其釋放到電阻器中以進行消耗。
 
 
RC吸收電路在晶閘管過壓保護中的作用
當晶閘管導通至截止時，像開關電路一樣，由于線路電感（主要是變壓器的漏感lb）而產生過電壓。由于載流子在晶閘管導通期間載流子填充到元件的內部，因此當在元件斷開時正向電壓下降到零時，載流子保留在內部。這些累積的載流子在反向電壓的作用下瞬時產生大的反向電流，從而累積的載流子迅速消失，并且反向電流非常迅速地消失，即，di / dt非常大。因此，即使連接到該組件的線路電感l很小，電感器產生的感應電勢i（di / dt）值??仍然很大，并且該電位與電源電壓串聯連接，并且反向作用于已恢復為阻塞狀態的組件，這可能導致晶閘管反向擊穿。這種由晶閘管關斷引起的過電壓稱為關斷過電壓，其值可以達到工作電壓峰值的5至6倍，因此必須采取抑制措施。
在電阻-電容吸收電路中，電容器將過電壓的電磁能轉化為靜電能存儲，而電阻則防止電容和電感諧振，并限制了晶閘管的導通損耗和電流上升率。吸收回路可以抑制晶閘管導通至截止狀態時產生的過電壓，從而有效地防止晶閘管擊穿。
RC吸收電路的位置應盡可能靠近模塊的主端子，即，引線應短。使用無感電阻器以獲得更好的保護。

2.晶閘管的過電流保護

由于半導體器件的尺寸小和熱容量小，特別是對于晶閘管等高壓大電流功率器件，必須嚴格控制結溫，否則將完全損壞結溫。當晶閘管中流過的電流超過額定值時，熱量不會達到發射，結溫度迅速升高，最終結層被燒毀。
過電流的原因多種多樣，例如，轉換器本身的晶閘管損壞，觸發電路故障，控制系統故障以及交流電源電壓過高，過低或缺相，負載過載或短路，相鄰設備故障影響等
較常用的可控硅過流保護方法是快速熔斷器。由于普通保險絲的保險絲特性太慢，因此在熔斷保險絲之前晶閘管已經燒斷；因此，它不能用于保護晶閘管?？焖偃蹟嗥魍ㄟ^銀熔斷器嵌入石英砂中。熔斷時間非常短，可用于保護晶閘管。
與傳統熔斷器相比，快速熔斷器專門設計用于保護半導體功率器件免于過電流。它具有快速熔斷的特性，在流過6倍額定電流時，其熔斷時間少于50hz AC一個周期（20ms）。一般來說，快速熔斷器的額定電流應小于受保護晶閘管的額定有效值，并大于流經晶閘管的實際RMS值。

3.晶閘管過熱保護

當晶閘管通過電流時，將發生一定的電壓降，并且該電壓降的存在將產生一定的功耗。電流越大，功耗越大，產生的熱量也越大。如果不盡快散發熱量，將導致晶閘管芯片燒壞。因此，在使用晶閘管模塊時，請務必安裝散熱器。
散熱質量是影響模塊安全運行的重要因素。良好的散熱條件不僅可以確保模塊可靠運行，防止模塊過熱，還可以提高模塊的電流輸出能力。
晶閘管電機軟啟動器的工作原理
晶閘管在高壓電動機軟起動器中的應用是晶閘管在交流電壓調節中的應用。晶閘管可用于改變晶閘管導通的相角以調節電壓。
晶閘管相移軟啟動器通過調整占空比來改變正弦交流電壓的波形，使其成為非正弦脈沖交流，如下圖所示。
 
 
相移穩壓器
注意：
（1）α：控制角。指添加觸發脈沖的時間。
（2）q：導通角。晶閘管導通角為每個周期的一半?？刂平窃酱?，導通角越小，它們的和為固定值α+ q = p。它改變了交流電的平均電壓，并且其平均電壓是可控的并且平滑地變化。
 
本文編輯：雷神電氣