整流桥常见故障检测法

ASEMI整流桥四大检测法

1. 触发脉冲检测法

整流桥的触发脉冲检测法是一种检测可控硅不能导通的有效的方法, 但它需要测量者有较丰富的经验 , 因为导通与未导通的可控硅的 GK 极间的电压波形有时差别不是很大 。一般导通的可控硅 GK 极电压的波形都有一个陡峭的前沿脉冲 ,尔后的脉冲的电平迅速下降,并通常有拖尾现象,而未能够正常导通的可控硅GK 极上电压的波形一般在脉冲有效的时间内为固定的电平。

研究在线运行的可控硅整流桥的故障检测的方法是非常有意义的, 它可以帮助可控硅整流桥的使用维护人员找到简单可行有效的方法及早查出可控硅整流桥的故障并予以排除。本文主要介绍的桥臂电流检测法方便易行 ,但受到可控硅整流桥装置的结构的限制;分流计波形检测法是一种简单有效而又可行的方法 ;触发脉冲检测法对于应用人员有较高的要求,但也不失为一种可行而又有效的方法。

2. 分流计波检测法

整流桥故障判定的分流计波形检测法是一种简洁实用的方法,因为一般的功率整流桥都装有分流计用于测量功率的输出电流 ,所以非常方便测量。

利用这种测量方法必须清楚分流计上整流桥的输出电压的波形与可控硅的每个支路电流间的关系以及如何利用示波器把测量的波形与阳极电压的ABC三相对应起来。如前所述 , 可控硅正极输出电流为可控硅阳极 +A +B +C 三相电流之和 ,可控硅整流桥负极输出电流为可控硅阳极 -A -B -C 三相电流之和 ,通常情况下对于感性负载它们的导通角度分别为120°,所以从分流计上测量的电压应该近似为一条直线;而对于阻性负载 ,分流计上电流的波形与可控硅的工作角度有关 , 但可控硅的触发角度小于 60°时, 电流波形是连续的 , 而当可控硅的触发角度大于 60°时, 电流的波形是断续的, 其波形如图所示。

为了判别 ABC 三相的电流波形的位置需要示波器采用外触发的方式定位。如果采用双综示波器 ,则可以通过测量某个可控硅上的触发脉冲实现定位。

3. 臂电流检测法

整流桥的桥臂电流检测法为一种直接的方法 ,即用钳形电流表分别测量每个分支桥臂的电流 ,通过比较各个桥臂分支电流的大小判断桥臂的可控硅工作情况的好坏。从图  中可以看出 ,每个桥臂一个周期内导通时间只有整个整流桥输出电流的三分之一,所以正常情况下 ,每个桥臂可控硅电流的有效值只有这个整流桥输出电流有效值的 0 .577 倍,很显然这种方法非常直观 ,可以根据测量结果非常准确地判断出有故障桥臂的可控硅。

但非常遗憾的是, 绝大多数的功率的支路电流都不方便测量 ,即方法虽好 ,但受到可控硅整流柜结构的限制。为了避免测量每个可控硅桥臂电流带来的困难, 可以采用测量每个整流桥 ABC 三相电流的方法来判断每相两个可控硅的导通情况(此时正常情况下每相电流的有效值约为可控硅整流桥输出电流的有效值的 0 .816 倍)。

4. 可控硅式整流电路的故障类型

三相可控硅整流电路主要可分为三相全波全控、三相全波半控和三相半波全控整流桥。由于后两者一般已不被采用 ,所以本文主要讨论三相全波全控整流桥, 习惯上称三相全控桥。

可控硅整流桥的故障一般包括冷却系统故障、熔丝断故障和可控硅导通故障,但目前我国可控硅整流柜的冷却系统一般均为风机强迫风冷 ,所以冷却系统的故障非常容易判别,也很容易找到处理办法 ,所以不在本文讨论之列。而熔丝断故障几乎在所有的可控硅整流中都有相应的信号指示器,所以在发现熔丝断故障以后只需要检查相应的与熔丝串联回路的器件是否完好 ,然后更换熔丝即可。

可控硅整流桥的导通检查在离线的时候 ,可以分别通过单桥的小电流试验检查它的正常与否 ,而在线运行的可控硅整流桥由于采用冗余设计, 一般至少有两个及以上的整流桥并联运行,所以很难通过检查可控硅整流桥的输出电压波形来判别单个可控硅整流桥导通的好坏,即使对于多桥并联运行的情况可以通过分别退出一桥的方法进行测量 ,但由于可控硅整流桥在实际工作中一般电压较高 ,不便于直接测量其输出电压波形。对于在线运行的可控硅整流桥的导通故障检测的介绍似乎还没有,所以研究可控硅整流桥的导通在线故障诊断有着非常重要的实际意义。