测量可控硅的方案分析
发布日期:2017-09-26 13:44

晶闸管又叫可控硅,是一种在晶体管基础上发展起来的大功率半导体器件,主要并广泛应用于整流、逆变、调压及开关等方面,因此,对可控硅性能进行检测,对于电控系统的日常维护、保证正常运转具有十分重要的意义。

可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种,都是三个电极。单向可控硅有阴极(K)、阳极(A)、控制极(G)。双向可控硅等效于两只单项可控硅反向并联而成,即其中一只单向硅阳极与另一只阴极相边连,其引出端称T2极,其中一只单向硅阴极与另一只阳极相连,其引出端称T2极,剩下则为控制极(G)。






如何判别单、双向可控硅?


先任测两个极,若正、反测指针均不动(万用表选电阻R*1Ω挡),可能是A、K或G、A极(对单向可控硅)也可能是T2、T1或T2、G极(对双向可控硅)。若其中有一次测量指示为几十至几百欧,则必为单向可控硅。且红笔所接为K极,黑笔接的为G极,剩下即为A极。若正、反向测批示均为几十至几百欧,则必为双向可控硅。再将旋钮拨至R×1或R×10挡复测,其中必有一次阻值稍大,则稍大的一次红笔接的为G极,黑笔所接为T1极,余下是T2极。


可控硅检测方案分析


电控系统长时间运行后,电发动机会出现跳闸等故障。基于此,对可控硅性能好坏进行检测,对于系统的日常维护、保证正常运转具有十分重要的意义。

通常对电气设备的检测设备及方法有万用表、漏电仪、摇表,另外,还可以利用示波器观测导通电流以判断可控硅导通情况。在实际生产中,仅采用万用表无法判断可控硅的故障。下面对几种检测方法进行对比,以得出可控硅检测的最佳方法。


1.漏电仪检测法(耐压试验)

采用大电流发生器(简称升流器)对可控硅A、K两极之间进行漏电试验。先测试出可控硅的峰值电压,将电线正负极连接至A、K两极,接地线接至室内主接地上,逐渐升压,测试其漏电流数值。

进行漏电测试后,逐渐升压,观测漏电流,当数值超过其额定峰值电压后,可控硅被击穿,但采用此方法可能会破坏其PN结,并且只能测试其是否导通,而不能测试其导通是否良好,故不再采用此法进行测试。


2.摇表测试法

用摇表对可控硅进行测量,参照之前使用的漏电检测法。为防止摇表法测试过程中击穿或损坏可控硅,改变摇表操作方法,即要对摇表电压和转速进行控制,两笔端链接A、K极对其进行测试。若可控硅使用后电控系统运转正常则为性能正常,若系统运行几分钟后出现电机声音异常则为性能差。


3.示波器在线观测法

利用示波器在线观测可控硅触发脉冲,由于示波器在线观测波形时,产生的电磁干扰会影响到触发脉冲,极有可能造成跳车,所以,采用双通道屏蔽的手持式示波器,避免电磁干扰。

在运行过程中,将示波器的笔连接至触发电流板上某个触发极,观测其波形,当波形稳定时,对波形进行捕捉,并观察。若在加速段、减速段行车时,示波器上无波形显示;若在匀速段,可观察到触发脉冲电压、触发脉冲电流;若可控硅出现异常情况时,脉冲电压幅值降低,脉冲电流波形不稳定,出现乱波。


4.万用电表检测法

4.1 单向可控硅的检测

万用表选电阻R*1Ω挡,用红、黑两表笔分别测任意两引脚间正反向电阻直至找出读数为数十欧姆的一对引脚,此时黑表笔的引脚为控制极G,红表笔的引脚为阴极K,另一空脚为阳极A。此时将黑表笔接已判断了的阳极A,红表笔仍接阴极K。此时万用表指针应不动。用短线瞬间短接阳极A和控制极G,此时万用表电阻挡指针应向右偏转,阻值读数为10欧姆左右。如阳极A接黑表笔,阴极K接红表笔时,万用表指针发生偏转,说明该单向可控硅已击穿损坏。

4.2 双向可控硅的检测

用万用表电阻R*1Ω挡,用红、黑两表笔分别测任意两引脚间正反向电阻,结果其中两组读数为无穷大。若一组为数十欧姆时,该组红、黑表所接的两引脚为第一阳极A1和控制极G,另一空脚即为第二阳极A2。确定A1、G极后,再仔细测量A1、G极间正、反向电阻,读数相对较小的那次测量的黑表笔所接的引脚为第一阳极A1,红表笔所接引脚为控制极G。将黑表笔接已确定的第二阳极A2,红表笔接第一阳极A1,此时万用表指针不应发生偏转,阻值为无穷大。再用短接线将A2、G极瞬间短接,给G极加上正向触发电压,A2、A1间阻值约10欧姆左右。随后断开A2、G间短接线,万用表读数应保持10欧姆左右。互换红、黑表笔接线,红表笔接第二阳极A2,黑表笔接第一阳极A1。同样万用表指针应不发生偏转,阻值为无穷大。用短接线将A2、G极间再次瞬间短接,给G极加上负的触发电压,A1、A2间的阻值也是10欧姆左右。随后断开A2、G极间短接线,万用表读数应不变,保持在10欧姆左右。符合以上规律,说明被测双向可控硅未损坏且三个引脚极性判断正确。 检测较大功率可控硅时,需要在万用表黑笔中串接一节1.5V干电池,以提高触发电压。

总结:利用万用表、漏电仪、摇表、示波器均能够对可控硅性能进行检测,但在实际使用过程中,由于各自的缺点和不足,如果仅使用某一方法进行检测,无法达到理想效果。应根据实际情况,采取提前检测与在线检测相结合的方法,方可准确地查出存在问题导致换流能力差的可控硅,从而避免了在使用过程中出现异常情况,极大地减小了事故。

关键词:万用表 测量可控硅 仪器仪表
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编辑:寂寂
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