湖北臺基半導體股份有限公司 臺基股份 TECHSEM
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    湖北臺基半導體股份有限公司位于襄樊市襄城南郊,峴山北麓,內資股份制企業。臺基公司是湖北省09年13家上市重點后備企業、湖北省100家優秀納稅企業、省重合同守信用單位,湖北省著名商標和精品名牌企業。公司注冊資本4420萬元,主營TECHSEM牌晶閘管及其模塊的研發、制造和銷售,是中國功率半導體器件的主要制造商之一,綜合實力位居國內功率半導體行業前三強。產品廣泛應用于金屬熔煉、工業加熱、電機調速、軟啟動、發配電等領域,以品種齊全、質量可靠、服務誠信享譽和暢銷全國,并銷往歐美、韓國、臺灣及東南亞等國家和地區。
    臺基公司人才齊全,產能優勢突出。現在職員工510人,其中享受國務院津貼專家1名,工程碩士8人,高級工程師12人,技術研發人員32人。公司是國家電力電子行業協會副理事長單位、湖北省高新技術企業,擁有省級企業技術中心。公司一直專注于大功率晶閘管及模塊的研發、制造、銷售及相關服務。目前,公司已形成年產80萬只大功率晶閘管及模塊的生產能力,是我國銷量領先的大功率半導體器件供應商。經過持續的技術引進和自主研發,公司已經掌握大功率晶閘管的核心技術。目前,公司正在研制具有國際級技術水平的6500V全壓接大功率晶閘管、焊接式模塊的制造技術以及IGBT的封裝技術,技術水平位于國內同行前列。
   公司建立了遍及全國的銷售網絡,在國內擁有約850家直營客戶(整機設備制造商),其中75家大客戶為電力電子應用領域的龍頭和骨干企業;同時還擁有49家特約經銷商,5家一般經銷商,觸角延伸至全國各地,銷售渠道在同業中具有明顯的比較優勢。報告期內,公司主導產品在國內連續保持年銷售數量領先,銷售收入前三位,其中在感應加熱應用領域的市場占有率超過50%,保持全國前列。綜合實力長期位居國內大功率半導體行業前三強。
    公司是國內大功率半導體器件領域為數不多的掌握前道(擴散)技術、中道(芯片制成)技術、后道(封裝測試)技術并掌握大功率半導體器件設計、制造核心技術并形成規模化生產的企業。公司現擁有5項專利,8項專利申請權(其中2項發明專利申請權),22項非專利技術。公司主要技術人員累計參與起草了11項國家或行業標準。公司以技術中心總協調、以技術開發部為依托開展研發,并與華中科技大學聯合設立儀華電力電子技術研究所(非法人機構);公司先后承擔了國家發改委、科技部、商務部的國家級重點火炬計劃項目等多項重點項目。
    公司2005年12月通過ISO9001:2000質量體系認證;2006年初公司產品通過了SGS通標公司的ROHS檢測;2007年12月,公司產品通過了CE認證,并錄入了鐵道部《機車重要件定點驗收目錄》; 2009年7月,公司通過了ISO9001:2008質量體系認證。公司2004年起一直被評為高新技術企業。
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  中頻感應加熱電源常見故障與維修  
[2009-4-1]    字號:[][][]
 
中頻電源廣范應用于熔煉、透熱、淬火、焊接等領域,不同的應用領域對中頻電源有不同的要求,因此,中頻電源的控制電路和主電路有不同的結構形式。只有在熟練掌握這些電路的基本工作原理和功率器件的基本特性的基礎上,才能快速、準確地分析、判斷故障原因,采取有效的措施排除故障。在此僅對典型電路和常見故障進行探討。
1          開機,設備不能正常起動:
1.1
故障現象:起動時直流電流大,直流電壓和中頻電壓低,設備聲音沉悶,過流
          保護。
分析處理:逆變橋有一橋臂的晶閘管可能短路或開路,造成逆變橋三臂橋運行。用示波器分別觀察逆變橋的四個橋臂上的晶閘管管壓降波形,若有一橋臂上的晶閘管的管壓降波形為一線,該晶閘管已穿通;若為正弦波,該晶閘管未導通。更換已穿晶閘管;查找晶閘管未導通的原因
1.2
故障現象:起動時直流電流大,直流電壓低,中頻電壓不能正常建立。
分析處理:補償電容短路。斷開電容,用萬用表查找短路電容。更換短路電容。
1.3
故障現象:重載冷爐起動時,各電參數和聲音都正常,但功率升不上去,過流保護。
分析處理:(1)逆變換流角太小。用示波器觀看逆變晶閘管的換流角,把換流角調到合適值。(2)爐體絕緣阻值低或短路。用兆歐表檢測爐體阻值,排除爐體的短路點。(3)爐料(鋼鐵)相對感應圈阻值低。用兆歐表檢測爐料相對感應圈的阻值,若阻值低,重新筑爐。
1.4
故障現象:零電壓它激(無專用信號源)起動電路不好起動。
分析處理:(1)電流負反饋量調整得不合適;(2)與電流互感器串聯的反并二極管是否擊穿;(3)信號線是否過長過細;(4)信號合成相位是否接錯;(5)中頻變壓器和隔離變壓器是否損壞,特別要注意變壓器匝間短路。重新調整電流負反饋量;更換已損壞的部件。
1.5
故障現象:零電壓它激掃頻起動電路不好起動。
分析處理:(1)掃頻起始頻率選擇不合適,重新選擇起始頻率。(2)掃頻電路有故障。用示波器觀察掃頻電路的波形和頻率。排除掃頻電路故障。
 
 
1.6
故障現象:起動時,各電參數和聲音都正常,升功率時電流突然沒有,電壓到額定值,過壓過流保護。
分析處理:負載開路,檢查負載銅排接頭和水冷電纜。
2.   設備能起動,但工作狀態不對。
2.1
故障現象:設備空載能起動,但直流電壓達不到額定值,直流平波電抗器有沖擊聲并伴隨抖動。
分析處理:關掉逆變控制電源,在整流橋輸出端上接上假負載,用示波器觀察整流橋的輸出波形,可看到整流橋輸出缺相波形。缺相的原因可能是:(1)整流觸發脈沖丟失。(2)觸發脈沖的幅值不夠、寬度太窄導致觸發功率不夠,造成晶閘管時通、時不通。(3)雙脈沖觸發電路的脈沖時序不對或補脈沖丟失。(4)晶閘管的控制極開路、短路或接觸不良。
2.2
故障現象:設備能正常順利起動,當功率升到某一值時,過壓或過流保護。
分析處理:分兩步查找故障原因:(1)先將設備空載運行,觀察電壓能否升到額定值。若電壓不能升到額定值,并且多次在電壓某一值附近過流保護。這可能是補償電容或晶閘管的耐壓不夠造成的,但也不排除是電路某部分打火造成的。(2)若電壓能升到額定值,可將設備轉入重載運行,觀察電流值是否能達到額定值,若電流不能升到額定值,并且多次在電流某一值附近過流保護,這可能是大電流干擾。要特別注意中頻大電流的電磁場對控制部分和信號線的干擾。
3.  設備正常運行時,易出現的故障。
3.1
故障現象:設備運行正常,但在正常過流保護動作時,燒毀多支KP晶閘管和快熔。分析處理:過流保護時,為了向電網釋放平波電抗器的能量,整流橋由整流狀態轉
          到逆變狀態,這時如果а>1500就有可能造成有源逆變顛覆,燒毀多支晶閘管和快熔,開關跳閘,并伴隨有巨大的電流短路爆炸聲。對變壓器產生較大的電流和電磁力沖擊,嚴重時會損壞變壓器。
3.2
故障現象:設備運行正常,但在高電壓區內某點附近,設備工作不穩定,直流電壓表晃動,設備伴隨有吱吱的聲音。這種情況極容易造成逆變橋顛覆,燒毀晶閘管。
分析處理:這種故障較難排除,多發生于設備的某部件高壓打火:(1)連接銅排接頭螺絲松動造成打火。(2)斷路器主接頭氧化導致打火。(3)補償電容接線樁螺絲松動引起打火,補償電容內部放電。阻容吸收電容打火。(4)水冷散熱器絕緣部分太臟或炭化對地打火。(5)爐體感應線圈對爐殼、爐底板打火。爐體感應線圈匝間距太近,匝間打火或起弧。固定爐體感應線圈的絕緣柱因高溫炭化放電、打火。(6)晶閘管內部打火。
3.3
故障現象:設備運行正常,但不時地可聽到尖銳的嘀—嘀聲,同時直流電壓表有輕微地擺動。
分析處理:用示波器觀察逆變橋直流兩端的電壓波形,可看到逆變周期性短暫(一個周波)失敗或不定周期短暫失敗,并聯諧振逆變電路短暫失敗可自恢復。周期性短暫失敗一般是逆變控制部分受到整流脈沖地干擾。非周期性短暫失敗一般是由中頻變壓器匝間絕緣不良產生。
3.4
故障現象:設備正常運行一段時間后,設備出現異常聲音,電表讀數晃動,設備工作不穩定。
分析處理:設備工作一段時間后出現異常聲、工作不穩定。主要是設備的電氣元器件的熱特性不好。可把設備的電氣部分分為弱電和強電兩部分,分別檢測。先檢測控制部分,可預防損壞主電路功率器件。在不合主電源開關的情況下,只接通控制部分的電源,待控制部分工作一段時間后,用示波器檢測控制板的觸發脈沖,看觸發脈沖是否正常。
在確認控制部分沒有問題的前提下,把設備開起來,待不正常現象出現后,用示波器觀察每支晶閘管的管壓降波形,找出熱特性不好的晶閘管。若晶閘管的管壓降波形都正常,這時就要注意其它電氣部件是否有問題,要特別注意斷路器、電容器、電抗器、銅排接點和主變壓器。
3.5
故障現象:設備工作正常,但功率上不去。
分析處理:設備工作正常,只能說明設備各部件完好。功率上不去說明設備各參數調整不合適。影響設備功率上不去的主要原因有:(1)整流部分沒調好,整流管未完全導通,直流電壓沒達到額定值,影響功率輸出。(2)中頻電壓值調得過高過低,影響功率輸出。(3)截流、截壓值調節得不當,使得功率輸出低。(4)爐體與電源不配套,嚴重影響功率輸出。(5)補償電容器配置得過多或過少,都得不到電效率和熱效率最佳的功率輸出,即得不到最佳的經濟功率輸出。(6)中頻輸出回路的分布電感和諧振回路的附加電感過大,也影響最大功率輸出。
3.6
故障現象:設備運行正常,但在某功率段升降功率時,設備出現異常聲音、抖動,電氣儀表指示擺動。
分析處理:這種故障一般發生在功率給定電位器上,功率給定電位器某段不平滑,跳動,造成設備工作不穩定。嚴重時造成逆變顛覆,燒毀晶閘管。
3.7
故障現象:設備運行正常,但旁路電抗器發熱、燒毀。
分析處理:造成旁路電抗器發熱、燒毀的主要原因有:(1)旁路電抗器自身質量不好。(2)逆變電路存在不對稱運行,造成逆變電路不對稱運行的主要原因來源于信號回路。
3.8
故障現象:設備運行正常,經常擊穿補償電容。
分析處理:故障原因:(1)中頻電壓和工作頻率過高。(2)電容配置不夠。(3)在電容升壓電路中,串聯電容與并聯電容的容量相差太大,造成電壓不均,擊穿電容。(4)冷卻不好,擊穿電容。
3.9
故障現象:設備運行正常,但頻繁過流。
分析處理:設備運行時各電參數、波形、聲音都正常,就是頻繁過流。當出現這樣的故障時,要注意是否是由于布線不當產生電磁干擾和線間寄生參數耦合干擾。如:強電線與弱電線布在一起;工頻線與中頻線布在一起;信號線與強電線、中頻線、匯流排交織在一起等。
4. 直流平波電抗器
故障現象:設備工作不穩定,電參數波動,設備有異常聲音。頻繁出現過流保護和燒毀快速晶閘管。
分析處理:在中頻電源維修中,直流平波電抗器故障屬較難判斷和處理的故障。直流平波電抗器易出現的故障有:(1)用戶隨意調整電抗器的氣隙和線圈匝數,改變了電抗器的電感量,影響了電抗器的濾波功能,使輸出的直流電流出現斷續現象,導致逆變橋工作不穩定,逆變失敗,燒毀逆變晶閘管。隨便調小電抗器的氣隙和減少線圈匝數,在逆變橋直通短路時會降低電抗器阻擋電流上升的能力,燒毀晶閘管。隨意改變電抗器的電感量,還會影響設備的起動性能。(2)電抗器線圈松動:電抗器的線圈若有松動,在設備工作時,電磁力使線圈抖動,線圈抖動時電感量突變,在輕載起動和小電流運行時易造成逆變失敗。(3)電抗器線圈絕緣不好對地短路或匝間短路,打火放電,造成電抗器的電感量突跳和強電磁干擾,使設備工作不穩定,產生異常聲音,頻繁過流,燒毀晶閘管。造成線圈絕緣層絕緣不好短路的原因有:a. 冷卻不好,溫度過高導致絕緣層絕緣變差,打火、炭化。b. 電抗器線圈松動,線圈絕緣層與線圈絕緣層之間、線圈絕緣層與鐵心之間相對運動摩擦,造成絕緣層損壞。c. 在處理電抗器線圈水垢時,把酸液滲透到線圈內。酸液腐蝕銅管并生成銅鹽,破壞絕緣層。
5. 晶閘管:
5.1
故障現象:更換晶閘管后,一開機就燒毀晶閘管。
分析處理:設備出故障,燒毀晶閘管。在更換新晶閘管后,不要馬上開機,首先應對設備進行系統檢查,排除故障。在確認設備無故障的情況下,再開機。否則,就會出現一開機就燒毀晶閘管的現象。在壓裝新晶閘管時,一定要注意壓力均衡,否則,就會造成晶閘管內部芯片機械損傷,導致晶閘管的耐壓值大幅下降,出現一開機就燒毀晶閘管的現象。
5.2
故障現象:更換新晶閘管后,開機正常,但工作一段時間又燒毀晶閘管。
分析處理:發生此類故障的原因有:(1)控制部分的電氣元器件熱特性不好。(2)晶閘管與散熱器安裝錯位。(3)散熱器經多次使用或壓裝過小臺面晶閘管,造成散熱器臺面中心下凹,導致散熱器臺面與晶閘管臺面接觸不良,而燒毀晶閘管。(4)散熱器水腔內水垢太厚,導熱不好,造成元件過熱燒掉。(5)快速晶閘管因散熱不好,溫度升高。同時晶閘管的關斷時間隨著溫度地升高而增大,最終導致元件不能關斷,造成逆變顛覆,燒掉晶閘管。(6)晶閘管工作溫度過高,門極參數降低,抗干擾能力下降,易產生誤觸發,損壞晶閘管和設備。(7)檢查阻容吸收電路是否完好。
5.3
故障現象:更換新晶閘管后,設備仍不能正常工作,燒晶閘管。
分析處理:設備出現故障后燒掉晶閘管,換上新晶閘管后,經靜態檢測設備一切正常,但仍不能正常穩定工作,易燒晶閘管。這時要特別注意脈沖變壓器、電源變壓器、中頻變壓器、中頻隔離變壓器是否出現初級線圈與次級線圈之間、線圈與鐵心之間、匝與匝之間是否絕緣不好。
6. 結束語
中頻電源的故障現象是多種多樣、千奇百怪的,對具體故障要做具體分析。隨著中頻電源技術的發展和功率的增大,中頻電源維修人員必須要具備相當的電路理論基礎知識和豐富的實踐經驗。
最后我們一定要切記:在更換晶閘管后,一定要仔細檢測設備;即使在故障排除后,也要對設備進行系統檢查!
 
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