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晶閘管水冷散熱器重復(fù)使用中應(yīng)注意的問(wèn)題
晶閘管等電力電子器件的額定性能和可靠性強(qiáng)烈的受制于器件的運(yùn)行結(jié)溫，我公司有關(guān)人員在現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)和用戶(hù)走訪(fǎng)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，因散熱器的不正確選用、安裝，其散熱效果有很大差異。有的散熱器根本達(dá)不到散熱要求，必然會(huì)造成器件的損壞。現(xiàn)將有關(guān)情況介紹如下，以引起廣大用戶(hù)的重視。
散熱效果對(duì)比測(cè)試
在某用戶(hù)1500KW中頻熔煉設(shè)備上，我們用簡(jiǎn)易數(shù)字萬(wàn)用表附帶的點(diǎn)溫計(jì)對(duì)KK2000A晶閘管管芯陶瓷外殼的溫度進(jìn)行了測(cè)量，對(duì)比同一臺(tái)設(shè)備，同類(lèi)器件，不同散熱器在相同工作條件下的溫度，以此來(lái)比較散熱器的散熱效果。具體測(cè)量的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：
| 散熱器情況 | 管芯陶瓷外殼溫度 | 說(shuō)明 |
|---|---|---|
| 新?lián)Q成套元件（廠(chǎng)方原裝） | Tc=44-49°C | 散熱良好 |
| 使用半年左右的成套元件（廠(chǎng)方原裝） | Tc=65-68°C | 散熱尚可 |
| 使用半年以上散熱器經(jīng)除垢更換新管芯 | Tc=80-89°C | 超過(guò)規(guī)定溫度 |
| 使用半年以上散熱器更換新管芯 | Tc=95-115°C | 已不能使用 |
注：工作條件中，中頻電源直流電流1800A，進(jìn)水溫度40°C。
用此種方法所測(cè)的溫度雖然有一定的誤差，也不能代表元件的真正殼溫，但通過(guò)相對(duì)比較能明顯地說(shuō)明，不同情況的散熱器散熱效果有很大的區(qū)別。由于晶閘管元件正常使用時(shí)殼溫一般要求小于80°C，故其對(duì)管芯的使用壽命有很大的影響。同時(shí)明顯看出，凡使用過(guò)的散熱器更換管芯后，散熱效果明顯下降，特別是更換三四次后，有的已根本不能使用。
散熱效果下降原因分析
- 散熱體使用一次后，其臺(tái)面受壓力而下陷（是必然的），或碰傷，重新更換管芯，很難保證管芯臺(tái)面正好與下陷部位完全重合，所以即使達(dá)到了規(guī)定壓力，也不能保證散熱體與管芯接觸面均勻、緊密的接觸。
- 水質(zhì)差（硬水）的地區(qū)，使用一段時(shí)間后，水腔內(nèi)部因結(jié)垢而降低了冷卻效果。
- 使用劣質(zhì)散熱器，散熱體水腔材質(zhì)差（有的用黃銅），導(dǎo)熱性能差，更嚴(yán)重的是蝶型彈簧和三角壓蓋因質(zhì)量不合格，短時(shí)間使用后失去彈性，使管芯與散熱體臺(tái)面間的壓力顯著下降，從而影響其散熱效果。
- 用戶(hù)沒(méi)有必要的安裝設(shè)備，更換管芯靠手工安裝很難達(dá)到規(guī)范的要求。
所以我們建議，對(duì)于大功率（≥1200A）的晶閘管，最好是買(mǎi)廠(chǎng)家成套的元件。因?yàn)閺S(chǎng)家配套的散熱器質(zhì)量可靠（質(zhì)量承諾），同時(shí)廠(chǎng)家有專(zhuān)用的安裝模具與設(shè)備，確保裝配質(zhì)量，并且在安裝后重新測(cè)試，保證成套元件合格。
另外，大功率晶閘管（≥1200A）價(jià)格一般每只近千元，有的達(dá)數(shù)千元，而散熱器每套不過(guò)兩百多元，不要因小失大。
溫度測(cè)量方法建議
就當(dāng)前的水平，我們認(rèn)為用測(cè)量管芯陶瓷外殼溫度的方法來(lái)判定散熱器的散熱效果是可行有效的。在相同工作條件下，一般陶瓷外殼的溫度高，說(shuō)明散熱效果相對(duì)比較差。測(cè)量溫度的方法建議使用如下方法：
- 手提式紅外溫度測(cè)試儀，使用方便，性能可靠；
- 帶測(cè)溫功能的萬(wàn)用表，測(cè)溫頭緊貼在管芯陶瓷外殼上；
注意：采用該方法時(shí)，需由專(zhuān)業(yè)維修人員進(jìn)行操作，并注意安全。
用上述方法經(jīng)常檢查管芯陶瓷外殼上的溫度，通過(guò)相對(duì)比較，判斷散熱器的散熱效果，及時(shí)更換達(dá)不到散熱效果的散熱器，可以有效地提高晶閘管的工作電流，減少晶閘管的損壞，從而降低設(shè)備的維修費(fèi)用。
結(jié)論
晶閘管在正常工作時(shí)，自身會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，所以良好的散熱（冷卻）是晶閘管正常工作的必要條件之一。高質(zhì)量的晶閘管，配上合格的散熱器，加上正確合理的裝配，可以明顯地減少晶閘管的損壞，延長(zhǎng)其使用壽命。