Phân loại sự cố thiết bị điện tử công suất

Ch¬ng 6. B¶o vÖ TB§TCS 6.1 Ph©n lo¹i sù cè 6.2. B¶o vÖ ®iÖn ¸p 6.3. B¶o vÖ dßng ®iÖn 6.4. B¶o vÖ nhiÖt 6.1. Ph©n lo¹i sù cè Sù cè do ®iÖn ¸p Sù cè do dßng ®iÖn Sù cè do nhiÖt Sù cè do c¸c nguyªn nh©n kh¸c 1. Sự cố do điện áp Van bán dẫn sẽ gặp sự cố (bị h hỏng) khi điện áp vợt quá trị số cho phép đặt lên van. Điện áp đặt lên van vợt quá trị số cho phép trong các trờng hợp sau: Xung điện áp từ lới Xung điện áp khi chuyển mạch van Quá điện áp dài hạn Xung điện áp từ lới Trên đờng cong điện áp lới xuất hiện một xung điện áp nh hình vẽ Đỉnh xung điện áp này lớn hơn điện áp van Nguyên nhân xuất hiện xung: Sét đánh đờng dây Trên đờng dây có tải điện cảm cắt đột ngột X 1 X 2 Trên đờng dây có tải điện cảm cắt đột ngột Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây, trong cuộn dây tích luỹ một năng lợng Khi cắt tải đột ngột, năng l ợng này đột ngột về 0 để i = 0. Nguồn năng lợng trên xả ng ợc lên đờng dây. Năng lợng này đa một lợng điện tích (điện tử) lớn lên đờng dây làm cho xuất hiện xung điện áp tại đúng điểm cắt tải. W đt = (Li 2 )/2 K RN L CD Xung áp do chuyển mạch Bản chất vật lí của hiện tợng Khi dẫn, trong van bán dẫn có một lợng điện tích lớn từ nguồn đa tới, làm trung hoà các điện tích d theo bản chất của chất bán dẫn. Khi khoá đột ngột, chất bán dẫn phải trả về trạng thái nguyên gốc. Điện tích từ nguồn đa tới để tạo dòng điện đợc trả về nguồn. Từ trong bán dẫn các điện tích (dơng và âm) đợc đẩy ra ngoài, do dó gây quá điện áp cục bộ xung quanh van p 1 p 2 n 1 n 2 d lỗ trống mang điện tích + d điện tử mang điện tích - Quá áp dài hạn Điện áp làm việc cực đại đặt lên van lớn hơn điện áp cho phép của van Ví dụ: van có thông số điện áp cho phép 300V, đợc mắc vào lới điện xoay chiều 220V nh hình vẽ. Trong trờng hợp này van bị qúa điện áp dài hạn, vì điện áp cực đại của nguồn lới đợc tính Van trong sơ đồ trên không quá áp khi điện áp cho phép của van U CPV >k.U max U 2 R L V V308V220.2U max == 2. Sù cè do dßng ®iÖn • Ba trêng hîp ®iÓn h×nh sau g©y sù cè cho van do dßng ®iÖn: • Ng¾n m¹ch van • Ng¾n m¹ch t¶i • Qu¸ dßng ®iÖn dµi h¹n T 2 T 4 T 6 T 1 T 3 T 5 T 8 T 10 T 12 T 7 T 9 T 11 CC 8 CC 10 CC 12 CC 7 CC 9 CC 11 CC 2 CC 4 CC 6 CC 1 CC 3 CC 5 T 2 T 4 T 6 T 1 T 3 T 5 T 8 T 10 T 12 T 7 T 9 T 11 CC 8 CC 10 CC 12 CC 7 CC 9 CC 11 CC 2 CC 4 CC 6 CC 1 CC 3 CC 5 Qúa dòng điện dài hạn Qúa dòng điện dài hạn khi dòng điện làm việc lớn hơn dòng điện van theo điều kiiện làm mát Ví dụ: Tiristor có thông số dòng điện I đm = 100A, cho làm việc với dòng điện 30A. Tiristor sẽ bị quá dòng nếu không đợc mắc cánh toả nhiệt để làm mát, Tiristor không bị qúa dòng nếu có cánh toả nhiệt đủ diện tích bề mặt 3. Sự cố của van do quá nhiệt Nguyên nhân: Khi làm việc, có dòng điện chạy qua, trên van có tổn hao công suất P =R V .I 2 U.I, tổn hao này sinh nhiệt theo phơng trình nhiệt: P = A + C(dT/dt) Trong đó: P - tổn hao công suất trên van A - hệ số toả nhiệt phụ thuộc điều kiện làm mát; C - nhiệt dung của van và cánh toả nhiệt phụ thuộc kích thớc van; T - nhiệt độ của van; Nhiệt độ xác lập của van: T XL = P/A (lớn hay bé phụ thuộc P và hệ số A không đợc vợt quá giá trị cho phép . kh¸c 1. Sự cố do điện áp Van bán dẫn sẽ gặp sự cố (bị h hỏng) khi điện áp vợt quá trị số cho phép đặt lên van. Điện áp đặt lên van vợt quá trị số cho phép trong các trờng hợp sau: Xung điện. lới Xung điện áp khi chuyển mạch van Quá điện áp dài hạn Xung điện áp từ lới Trên đờng cong điện áp lới xuất hiện một xung điện áp nh hình vẽ Đỉnh xung điện áp này lớn hơn điện áp van Nguyên. dòng điện đợc trả về nguồn. Từ trong bán dẫn các điện tích (dơng và âm) đợc đẩy ra ngoài, do dó gây quá điện áp cục bộ xung quanh van p 1 p 2 n 1 n 2 d lỗ trống mang điện tích + d điện tử mang