晶闸管逆变器故障排除

可控硅过电流的原因及保护方法

       产生过电流的原因多种多样，当变流装置内部元件损坏、控制或触发系统发生故障、可逆传动环流过大或逆变失败、交流电压过高、过低或缺相、负载过载等，均会引起装置中电力电子器件的电流超过正常工作电流。由于晶闸管的过流能力比一般电气设备低得多，因此，必须对晶闸管采取过电流保护措施。

       闸管装置中可能采用的几种过电流保护措施：

       1、交流进线串接漏抗大的整流变压器

       利用电抗限制短路电流，但此种方法在交流电流较大时存在交流压降。

       2、电检测和过流继电器

       电流检测是用取样电流与设定值进行比较，当取样电流超过设定值时，比较器输出信号使移相角增大或拉逆变以减少电流。有时须停机。

       3、直流快速开关

       对于变流装置功率大且短路可能性较多的场合，可采用动作时间只有2ms的直流快速开关，它能够先于快速熔断器断开而保护了晶闸管，但价格昂贵使用不多。

       4、快速熔断器

       与普通熔断器比较，快速熔断器是专门用来保护电力半导体功率器件过电流的元件，它具有快速熔断的特性，在流过6倍额定电流时其熔断时间小于工频的一个周期（20ms）。

       快速熔断器可接在交流侧、直流侧或与晶闸管桥臂串联，后者直接效果最好。一般说来快速熔断器额定电流值（有效值IRD）应小于被保护晶闸管的额定方均根通态电流（即有效值）ITRMS即1.57ITAV，同时要大于流过晶闸管的实际通态方均根电流（即有效值）IRMS。

什么叫逆变颠覆

       晶闸管逆变器的操作阶段，一旦不改变，外部直流电源将通过晶闸管电路或输出的逆变器和直流平均电压变为向前的力系列，形成了一个大的短路电流短路这种情况被称为

       逆变器出现故障，或致电逆变器颠覆。

       导致逆变器故障的原因主要如下：

       （1）触发电路不工作可靠。如果个别缺相或移相角太脉冲范围。

       （2）晶闸管自己的表现不佳。如果你不能打开或封锁。

       （3）交流电源故障。如突然停电，相位或电压过低。

       （4）换向边际的量角器太小。主要是对换相重叠角低估的换向时间小于晶闸管关断时间

中频熔炼炉的故障排除

       启动以后工作不正常，一般表现在下列几个方面：

       1．整流器缺相：故障表现为工作时声音不正常，最大输出电压升不到额定值，且电源柜怪叫声变大，这时可以调低输出电压在200V左右，用示波器观察整流器的输出电压波形（示波器应置于电源同步），正常时输入电压波形每周期有六个波形，缺相时会缺少二个，这一故障一般是由于整流器某只晶闸管没有触发脉冲或触发不导通引起的，这时应先用示波器看一下六个整流晶闸管的门极脉冲，如果有的话，关机后用万用表200Ω档测量一下各个门极电阻，将不通或者门极电阻特别大的那只晶闸管换掉即可。

       2．逆变器三桥臂工作：故障表现为输出电流特别大，空炉时也一样，且电源柜工作时声音很沉重，启动后把功率旋钮调到最小位置，会发现中频输出电压比正常时高。用示波器依次观察四个逆变晶闸管的阳极—阴极之间的电压波形。如果三桥臂工作，可以看到逆变器中有相邻的二只晶闸管的波形正常，另外相邻的二只有一只没有波形，另一只为正弦波，如图4所示，KK2触发不通，其阳极—阴极之间的波形就是正弦波；同时KK2不导通会导致KK1无法关断，所以KK1二端就没有波形。

       3．感应线圈故障：感应线圈是中频电源的负载，它采用壁厚3至5毫米的方形紫铜管制成。它的常见故障有以下几种：

       感应线圈漏水，这可能引起线圈匝间打火，必须及时补焊才能运行。

       钢水粘在感应线圈上，钢渣发热、发红，会引起铜管烧穿，必须及时清除干净。

       感应线圈匝间短路，这类故障在小型中频感应炉上特别容易发生，因为炉子小，在工作时受热应力作用而变形，导致匝间短路，故障表现为电流较大，工作频率比平常时高。

       综上所述，为了能采用正确的方法进行中频电源的故障维修，就必须熟悉中频电源常见故障的特点及原因，才能少走弯路，节省时间，尽快的将故障排除，恢复中频电源的正常运行，从而保证生产的顺利进行。

逆变电源的逆变分类

       源逆变也有无源逆变。比如说直流电压，经过一个简单的单相H型晶闸管桥，H的横就是那个输出，H的竖线上各有四个晶闸管，编号上12，下34，则分别开通14和23就得到正负相隔的输出电压和电流了。

       逆变电源中的脉宽调制技术应用

       基本型方波逆变电源电路简单，但输出电压波形的谐波含量过大，亦既THD（电流谐波畸变率）过大；移相多重叠加逆变电源输出电压波形的谐波含量小，亦即THD小，但电路较复杂。而PWM脉宽调制式逆变电源，既有电脑的电路，又可使输出电压波形，因而得到了广泛的应用。

       所谓PWM脉宽调制技术（Pulse Width Modulation,PWM),是用一种参考波（通常是正弦波，有时也采用梯形波或注入零序谐波的正弦波或方波等）为调制波（Modulating Wave),而以N倍于调制波频率的三角波（有时也用锯齿波）为载波（Carrier Wave）进行波形比较，在调制波大于载波的部分产生一组幅值相等，而宽度正比于调制波的矩形脉冲序列用来等效调制波，用开关量取代模拟量，并通过对逆变电源开关管的通/断控制，把直流电变成交流电，这种技术就叫做脉宽控制逆变技术。由于载波三角波（或锯齿波）的上下款度是线性变化的，故这种技术就叫做脉宽控制逆变技术。由于载波三角波（或锯齿波）的上下宽度是线性变化的，故这种调制方式也是线性的，当调制波为正弦波时，输出矩形脉冲序列的脉冲宽度按正弦规律变化，这种调制技术通常又称为正弦脉宽调制（Sinusoida PWM)技术。

       逆变电源常见问题

       u 受到外界干扰

       逆变器可能会因使用场合中的一些强电磁波的干扰，如附近的马达、功率变频器、强磁场等。

       尽量远离类似上面的设备。

       u 逆变器没有反应

       1． 电池和逆变器没有接好，重新接好。

       2． 电池的极接反了，保险丝熔断。更换保险丝。

       u 输出电压低

       1． 过载，负载电流超过标称电流，关掉部分负载重新启动。

       2． 输入电压太低。确保输入电压在标称电压范围之内。

       u 低电压报警

       1． 电池没电了需要充电。

       2． 电池电压太低或者接触不良，再充电，检查电池端子或者用干布清理端子。

       u 逆变器无输出

       1． 电池电压太低，重新充电或者更换电池。

       2． 负载电流太高，关闭部分负载重新启动逆变器。

       3． 逆变器过温保护。让逆变器降温一段时间，并放在通风的地方。

       4． 逆变器启动失败，重新启动。

       5． 端子接反，保险丝熔断，更换保险丝。

       u 逆变器不工作

       检查电源开关，保险丝和电池连接线或者电烟器。

       逆变器无直流输入

       此类故障经常发生的原因是蓄电池未正确连接，逆变器的正负极必须与蓄电池正负极连接正确，正极接正极，负极接负极，正确连接后开关合上，基本就可以解决此类故障。

       逆变器输入输出保险丝熔断

       此类故障一般明显可以看到，只要更换保险丝即可。

       蓄电池电压高于额定直流输入电压20%

       逆变器有一个工作电压范围，一般为额定直流电压+-10%之间，如若高于此电压，需要更换蓄电池组或者更换逆变器，以防止对机器造成损坏。

       蓄电池电压低于额定直流输入电压15%

       此类问题主要是由于蓄电池电量不足，只需要给蓄电池组充电即可。

       负载功率过大

       这类问题主要是前期对负载功率计算不足造成，需要增大逆变器的功率或者减小负载功率即可。

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