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