引言

　　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?cè)谠O(shè)計(jì)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。

　　某礦的一條上運(yùn)皮帶長(zhǎng)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(dòng)時(shí)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(dòng)化分公司GMC型軟啟動(dòng)柜，其核心器件軟啟動(dòng)器選用德國(guó)西門子生產(chǎn)的3RW22型軟啟動(dòng)器。在安裝調(diào)試過(guò)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(dòng)過(guò)程一切正常。運(yùn)行一段時(shí)間停車后，再次起動(dòng)時(shí)，西門子軟啟動(dòng)器發(fā)生故障報(bào)警，顯示晶閘管故障，按其復(fù)位按鈕無(wú)效，用指針式萬(wàn)用表測(cè)量晶閘管阻值，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(yáng)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(dòng)勢(shì)及晶閘管關(guān)斷過(guò)電壓引起，間隔一天，再次測(cè)量晶閘管阻值時(shí)，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(yáng)極伏安特性如圖1所示：

　　圖1 晶閘管陽(yáng)極伏安特性

　　從晶閘管陽(yáng)極伏安特性圖可以看出：當(dāng)電壓超過(guò)晶閘管正向轉(zhuǎn)折電壓UBO時(shí)，晶閘管就會(huì)“硬導(dǎo)通”，多次的“硬導(dǎo)通”會(huì)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(shí)，先加上一定的陽(yáng)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(yáng)極電流小于維持電流時(shí)，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(yáng)極電壓時(shí)，晶閘管截止。當(dāng)反向電壓升高到URO時(shí)，晶閘管反向擊穿。

　　當(dāng)外部的電壓超過(guò)晶閘管正向轉(zhuǎn)折電壓和反向擊穿電壓時(shí)晶閘管就有可能擊穿或損壞。外部過(guò)電壓產(chǎn)生原因主要有以下幾種：

　　1.1靜電產(chǎn)生的過(guò)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(jí)和次級(jí)間存在分布電容，在合閘的瞬間初級(jí)繞組的高電壓耦合到次級(jí)繞組，造成晶閘管的過(guò)電壓。

　　1.2、切斷電感回路引起磁通突然變化產(chǎn)生的過(guò)電壓 如電源變壓器初級(jí)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(guò)電壓，這種過(guò)電壓產(chǎn)生是由于使變壓器和交流電機(jī)的勵(lì)磁電流突然切斷，在變壓器的次級(jí)和交流電機(jī)的定子感應(yīng)出很高的瞬時(shí)過(guò)電壓。軟啟動(dòng)器是由兩個(gè)單相晶閘管反并聯(lián)，所以每個(gè)晶閘管承受正反兩個(gè)方向的半波電壓，當(dāng)晶閘管在一個(gè)方向?qū)ńY(jié)束后，管芯硅片中的載流子還沒(méi)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(dòng)機(jī)將產(chǎn)生一個(gè)阻礙其減小的反向電動(dòng)勢(shì)，而反向電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)電壓很高，時(shí)間很短，它大大超過(guò)了晶閘管的正反向重復(fù)峰值電壓，阻容吸收裝置對(duì)于能量較大的過(guò)電壓不能完全抑制，所以尖峰電壓超過(guò)晶閘管正反向重復(fù)峰值電壓時(shí)，晶閘管就會(huì)誤導(dǎo)通。而變壓器和交流電機(jī)的放電是個(gè)緩慢的過(guò)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(lái)的截止?fàn)顟B(tài)。

　　1.3晶閘管關(guān)斷過(guò)電壓 軟啟動(dòng)器是由兩個(gè)單相晶閘管反并聯(lián)，每個(gè)晶閘管承受正反兩個(gè)方向的半波電壓，當(dāng)晶閘管在一個(gè)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(méi)有完全恢復(fù)，當(dāng)另一半晶閘管導(dǎo)通時(shí)，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(shí)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(dòng)勢(shì)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(guò)電壓的數(shù)值可達(dá)工作電壓峰值的5～6倍。

2、防止產(chǎn)生過(guò)電壓所要采取措施