半导体变流技术中整流线路的故障诊断|整流滤波电路

　　摘 要:半导体变流技术是近代工业发展到半导体时代最典型的技术之一,他不仅在发电机励磁系统方面得到广泛的应用,在冶金、化工、机械制造、交通运输等各方面都得到广泛的应用。可以说,现代生活、生产无处不存在变流技术。如何可靠的实现变流,整流线路的维护和故障处理是很关键的,本文就整流线路的故障诊断做以论述。
　　关键词:变流技术 整流线路 故障诊断
　　中图分类号:TM461 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(a)-0025-01
　　1 整流电路的主要故障诊断
　　对于单相整流电路,其故障状态反应比较直观,如果整流元件有故障时,主要反映在输出电压较正常输出有非常明显的变化。如果滤波元件有故障,反映在输出电压时是较正常电压低一定的数值。但是,三相整流电路情况较单相整流电路要复杂的多,不仅输出电压要发生变化,且变化的数值与元件故障的情况也有非常复杂的关系,不可能用特定的数值来描述。下面将根据不同类型的故障分析故障原因。
　　1.1 三相整流电路单只元件故障
　　三相整流电路发生单只元件故障时,反映在输出电压上是较正常电压低1/3,输出波形少两个波头。假设+C相元件发生开路故障,则输出电压将从U0下降为U1,输出电压波形的ca、cb将丢失。
　　如果发生故障的元件不是+C而是其他相时,可以依照上面的方法找到对应的波头,可以很方便地查到是哪一相的元件故障,以便有针对性地进行处理。这里需要重点指出的是,使用示波器进行检测时,应保证示波器的同步方式与信号系统的同步状态,以便准确地对每一相电压波形进行定相。当示波器无法与信号系统同步时,也应保持示波器在同步状态下工作,否则很难检查出准确的相位关系。
　　1.2 三相整流电路两只元件故障
　　三相整流电路两只元件故障有两种情况。其一,同组不同相的两只元件故障。其二,同相不同组的两只元件故障。
　　同组不同相的两只元件故障时(假设+A、+B开路故障),整流输出仅有两个波头,且两个波头连在一起;同相不同组的两只元件故障时(假设+A、-A开路故障),整流输出也只有两个波头,但两个波头不连在一起。因此,他们的输出电压仅为正常输出电压的1/3。
　　2 整流电路的其他故障
　　2.1 脉冲干扰
　　当发生触发脉冲质量问题而使晶闸管不能正常导通时,整流输出的波形变化比较复杂。一般情况下,三相整流电路的晶闸管正常情况下应导通1200,如果主脉冲不能使晶闸管导通而补脉冲仍然能够使晶闸管导通时,则整流输出的波形可能只有600左右。如果主脉冲能够触发晶闸管而补脉冲不能触发晶闸管,则需要视控制角来判断晶闸管的实际导通角度。若控制角为300,则晶闸管应导通到下一只元件被触发换流,导通的角度也可能达到900左右;若控制角为600,则晶闸管也应导通到下一只元件被触发换流,导通的角度可能达到600左右。晶闸管是否正常导通,可以通过检测触发脉冲是否有导通平台来判断。如果触发脉冲无导通平台,说明晶闸管没有导通,如果有平台的则说明晶闸管已经正常导通。同时,可以通过导通平台的宽度来判断晶闸管导通的实际角度。
　　2.2 脉冲丢失
　　脉冲丢失的表现主要是装置输出电流明显减小。电流减小的数值与脉冲丢失的当时和组别有关系,反映在电压和波形上与整流元件故障完全一样。一般情况下,在发生输出电流明显减小时只要检查晶闸管控制极的脉冲即可发现故障区域,进一步检查可查到具体的故障点。
　　2.3 误导通
　　在正常控制的状态下,整流装置发生较正常输出电流超出很多时称为误导通。
　　如果发生部分晶闸管击穿短路现象或其他故障(如阻容元件故障),则装置会出现误导通(励磁装置习惯称误强励)现象,其输出电流将远远大于正常电流。误导通现象发生的原因比较复杂,误导通的表现也各不相同,但综合起来大约有以下几种原因和表现。
　　(1)控制脉冲失控。控制脉冲失控表现为全部晶闸管均为全导通状态(类似于不可控二极管整流),输出电流能够达到最大值。
　　(2)晶闸管短路。晶闸管发生短路故障时,主要表现为交流侧电流明显增加,而直流侧减小。其原因是短路的晶闸管不能与其他元件相互换流,形成与其他导通的元件之间的短路状态,电流不能输出到直流侧负载上。
　　(3)脉冲系统受干扰。脉冲系统接受到干扰信号以后如果不能有效地进行抑制,则干扰信号有可能误触发不应导通的晶闸管,使该元件提前导通而造成误导通。此种误导通表现的不是很强烈,而且也不是很稳定,输出电流多数表现为时大时小。如果有两个以上的元件因干扰而误触发时,其输出电流将会强烈增加,使整流系统工作于无序状态。脉冲因受干扰而误触发晶闸管的现象主要发生在抗干扰能力较差或缺乏抑制干扰措施的装置上,当然,抑制干扰的电路发生故障时发生类似情况也是可能的。干扰信号的来源有外部的,也有来自系统内部的,检查时需要分析情况,有针对性地采取措施。
　　(4)阻容元件故障。当阻容元件发生故障时,其抑制晶闸管换弧过电压的能力下降或失去,某些阻断能力较差的晶闸管可能无法正常关断或在尖峰电压下误导通,其表现类似于晶闸短路状态,但检查晶闸管性能时未必能够发现问题。当发生误强励而又查不出其他原因时应考虑阻容元件损坏的可能性。
　　(5)外部过电压引起的误导通。一般说来,整流装置都会采取一定的保护措施来防止外部过电压对系统的影响,但如果保护装置发生故障时,外部过电压也将影响装置的正常工作,出现一些短时误导通。由于此种情况发生的较少,在其他原因均查不到时应检查抑制外部过电压的保护装置是否已损坏。