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变频器整流电路中的尖峰抑制器

http://www.ec.hc360.com2020年03月12日14:20 来源:面包板社区T|T

    这个标作“SUPR”的元件叫“尖峰抑制器”,它的作用是将SCR工作时产生的一个尖峰电压削去。

    SCR在开通前,它的阳极阴极上会有一个持续时间很短的尖峰电压。这个电压的存在,会造成SCR损坏。这个“尖峰抑制器”起到了削弱这个尖峰电压的作用。

    用示波器抓的一个周期内,SCR电流,电压,门极电流,输入电流的变化关系图。

    红线是输入电源端上的电流。在半个周期内该电流波形呈M状,后面会解释这为什么会是这个形状。

    绿线是母线电压

    蓝线是门极电流

    紫线是SCR阳阴极之间的电压Vak。

    这一幅图,是60Hz电压下抓的波形。通过这个尖峰的宽度对比整个周期的宽度,可以知它的持续时间很短。

    在标为尖峰的那个线上,蓝线和紫线是重合的。紫线的坐标轴在左边,是电压,蓝线的坐标轴在右边,是电流。仔细看,紫线要高于蓝线。看图上,估计尖峰电压达以了1200V。

    它上面正常工作的电压也就是600V左右,当尖峰电压达到1200V时,就会对SCR的本身有损伤。

    尖峰抑制器就是为了抑制这个电压的零件。

    尖峰抑制器,是从功能上说的一个名词,看上去很高大上加唬人。它是一个电容和电阻串起来的零件,然后并联接到SCR阳极阴极之间,就是RC电路。

    工作原理:利用电容二端的电压不能突变的特点,抑制住尖峰电压的突然升高。电阻起限流的作用。

   一个“电容+电阻”组成一个整体的组合件上引出二根线,将图中二头的安装电线焊在组合件的引出线上。为了防止焊点短路,就在上面加了一个热缩管。因为要用热风枪烘这个热缩管,车间的工人就称这个零件叫“羊肉串”。

    这个RC电路工作时,上面是有电流流过的。这样,它的电阻就会发热。

    这个电阻和电容的选择也有讲究的。

    我们平时都是用这个照片上的这一款尖峰抑制器,它的质量一直很稳定。但曾经发生过一例,使用这一款抑制器的变频器,在客户端发现SCR失效。分析发现是该款抑制器先失效,SCR上的尖峰电压不能去除,导致SCR失效。进一步研究发现是该尖峰抑制器件不适合于客户处的应用电源导致。

    具体地说:该客户用的电源变压器,它的电抗值太小,导致了变压器本身不能抑制外部的浪涌流。这个浪涌电流经过变压器传到了变频器的输入端加到了SCR及尖峰抑制器上。这样,尖峰抑制器上就承受了超出设计规定的电流。时间长了,尖峰抑制器上的电阻先烧坏。然后SCR在尖峰电压的作用下损坏。

    解决办法,重新设计一款尖峰抑制器。

    新的尖峰抑制器选用的电容和电阻不再是组合件,而独立元件。它们的安装方法和安装位置都要重新设计,并要与已有的产品空间配合。

    由于是在已定型产品上进行变更,不希望改动其它零件,这一次变更设计就很费事。在客户处更换新的设计就更加的麻烦。

    好在办法要比困难多,产品有问题,再麻烦也要解决。毕竟客户处的问题总归是要爆发的,解决办法只能先在它爆发前,将问题拆除。

    有了最终方案后,由售后部统一安排将客户处这一款产品全部更换新设计的抑制器。一共有20多台,分散在世界各地,仅因更换的产生的差旅费用就吓死人。

    从这个案例中可以再次看到:产品上的问题在设计阶段发现,解决的成本最  低。当生产过程中发现,解决的成本次之。当产品出了厂到了客户手上,解决的成本会高得让人掉眼珠儿。

    所以,质量管控,就得从源头抓起。问题越早发现,解决的工作量也越小,成本越低。

责任编辑:俞雪峰

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