晶闸管在线监测技术研究
仪器信息网 · 2009-08-02 21:40 · 34945 次点击
摘要:论述了实时在线监测同步电动机励磁装置整流晶闸管技术方法,以及实现这一功能的电路原理,同时叙述了对晶闸管进行预检测的原理与方法。
关键词:在线监测晶闸管整流触发
1晶闸管在线监测的意义
同步电动机在工业企业中广泛地使用,近十年来,众多数字控制的励磁装置已逐步取代了由分离元件制作的老式励磁装置,技术上有了极大的飞跃。数控励磁一般以单片机作为系统的控制核心,并且具有线路简单、适用性强、体积小、工作稳定可靠、投励时间准确、便于数据采集、维护检修方便等优点,使得数控励磁技术发展得非常迅速。
晶闸管励磁装置,无论是老式由分离元件制作的,还是目前广泛使用的由集成电路控制的,包括以单片机为控制核心的励磁装置,其最重要的功率元件都是晶闸管。从分离元件发展到集成电路数控方式,在技术上的确产生了飞跃进步,但是仍然有一个不可忽视的技术问题一直没有得到解决,这就是晶闸管热稳定性产生的问题。晶闸管是一种半导体器件,半导体器件存在一种热的效应,其参数随环境温度和器件的温度的变化而变化,静态(不工作时)的参数与运行后温度上升时的参数有非线性变化。
在生产实践中。我们常见这种情况:例如,某励磁装置开环运行时设定励磁电流为180A,运行不久,励磁电流就下降到了160A左右。如果环境温度较低,发生这种现象所需的时间就长一些,反之,发生这种现象所需的时间就短。当然,这种现象在闭环控制时是看不到的,因为控制系统通过调节晶闸管的控制角稳定了励磁电流。
虽然控制系统可以通过调节晶闸管的控制角稳定励磁电流,这仅仅能够解决完好的晶闸管的热稳定性问题,但是,解决不了有问题的晶闸管热失效问题。有问题的晶闸管热失效问题不易被发现。更难以检测。这样的晶闸管在静态检测时,各种参数正常,运行一段时间后温度上升,慢慢失效,开始时间歇被触发导通,最后是再也触发不通了。停车检查,温度下降,晶闸管的参数也恢复了正常,查不到问题。一般情况是再投入运行,同样的问题又重复出现,时间长短不定。这时简单的办法就是把所有的晶闸管,无论好坏,统统换掉,宁可错杀四五个,也不能放过一个,造成很大浪费。这种励磁故障在生产实践中是最难解决的,也是经常遇到的。
北京顺北方科技有限公司技术人员经过多年对晶闸管励磁装置的实践研究,研制成功了一种新型的单片机控制的晶闸管励磁装置,有效地解决了晶闸管实时在线监测技术,实现了励磁装置运行期间全过程在线监测并显示晶闸管的状态,为励磁装置的运行维护提供了极大的便利。
实现晶闸管实时在线监测技术的另一个重要意义在于,保证晶闸管励磁装置安全可靠地实现逆变停车。搞过晶闸管逆变技术的人员都知道这样一个技术问题,即整流桥的所有晶闸管必须全部都处于完好的情况下,励磁装置才能够采取逆变停车方式进行停车;否则,在停车过程期间,如果有任何一个晶闸管不良或已损坏,采取逆变停车方式必然导致逆变颠覆,立即烧毁其余全部的晶闸管,甚至上下桥臂短路烧电机。所以。从这一技术问题分析,目前,尚没有任何一家生产的励磁装置采用的是逆变停车方式(虽然有些厂家声称采用的是逆变停车方式)。原因就是还没有任何一家的晶闸管励磁装置具有本设计提到的晶闸管实时在线监测技术。没有在线监测技术,哪一家愿意冒逆变停车的风险呢?