晶闸管过电流保护

晶闸管原名可控硅，是一种功率半导体器件，晶闸管比整流二极管多了一个控制门极，具有单向可控特性。由于它效率高、控制特性好、寿命长、体积小等优点已得到了广泛的应用。晶闸管的应用技术主要是进行电力变换与控制，大致可分为以下几方面：
1  可控整流
晶闸管组成的整流器不但像整流二极管整流器一样，可以把交流整流为直流，而且可以在交流电压不变的情况下，方便地控制直流输出电压的大小，即可控整流。
2  交流调压与调功
晶闸管的开关特性代替老式的接触调压器、感应调压器和饱和点抗器调压。用晶闸管实现交流到可变交流的变换，较多用于灯光控制、温度控制及交流电机的调压、调速。
3  斩流调压
斩流调压是直流到可变直流之间的变换，广泛用于支流电源的车辆调速传动上，如：城市电车、电力机车等。
4 无触点功率静态开关
晶闸管作为功率开关元件，代替接触器、继电器用于频繁操作与频率高的场合，具有无声、触点无熔损、开关频率高等优点。
晶闸管的广泛应用，给我们生产、生活方面带来很多便利，下面重点讨论晶闸管的过电流保护。当晶闸管装置出现元件误导通或击穿，可逆传动系统中产生环流逆变失败及传动装置生产机械过载和机械故障引起电机堵转等原因，都会导致流过整流元件的电流大大超过其正常工作电流即所谓的过电流。晶闸管的电流过载比一般的电气设备差得多，而过电流是难免的，因此更要重视晶闸管的过流保护。过流保护的任务就是当电路一旦出现过电流能在元件未烧损前，迅速把过电流现象消除。晶闸管的过电流保护主要有以下四种：
⑴  灵敏过电流继电器保护。
继电器可安装在交流闸或直流闸。产生过电流故障时动作，跳开交通电源开关，由于过电流继电器电源开关动作需要0.2S左右的时间,故必须配合设法限止过大的短路电流值措施,否则来不及保护晶闸管。
⑵  限流与脉冲移相保护
交流电流互感器经整流桥组成交流电流检测电路，得到一个能反映交流电流大小的电压讯号，去控制晶闸管的触发电路，当整流输出端过载，直流电流增大时，交流电流也同时增大，检测电路输出超过某一电压，使稳压管击穿，控制晶闸管的触发脉冲增大，使输出电压减少。过载直流电流减小，达到限流目的，调节电位器即可以调节负载电流限流值。当出现严重过电流或短路时，故障电流迅速上升，此时限流控制可能来不及作用，电流已超过允许值。在全控整流大电感负载时，为尽快消除故障电流，可控制晶闸管的触发脉冲快速增大到整流状态的移相范围之外，输出端瞬时出现负电压，电路进入逆变状态，将故障电流迅速衰减到零。
⑶  直流快速开关保护
在大容量、要求高、经常容易短路的场合，可采用装在直流侧的直流快速开关作直流侧的过载与短路保护。这种快速开关经特殊设计，它的开关时间只有0.2ms，全部断弧时间仅为25ms～30ms。
⑷  快速熔断器保护
熔断器是最简单有效的保护元件，针对晶闸管、硅整流元件过流能力差的特点，专门制造了快速熔断器称为快熔，它具有快熔断特性，能做到当流过5倍额定电流时，熔断时间小于0.02s，在通常的短路电流时，能保证在晶管损坏前，快熔断短路电流，适用于短路保护场合。
总之，过电流保护是根据晶闸管允许过电流能力，设法限止短路电流峰值配合反映灵敏的保护措施，使短路电流的持续时间尽量缩短，这样，才能起到保护晶闸管的目的。