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1 单只晶闸管额定通态电流方均根值(即有效值) IRMS
2 两只单独封装晶闸管反并联交流有效值:IRMS
    如图 b 两只独立封装可控硅反并联后形成一个双向可控硅 因双向可控硅晶闸管额定电流不能用平均值标称 因流过电流为交流电 平均值为零 只能用交流有效值 IRMS 标称   由公式(1) 每个晶闸管半波峰值均为 Im= IT(AV) 正负两个半波刚好组成一个完整正弦波 该正弦波峰值为 x IT(AV) 流过 MTX 模块额定有效值(方均根值) 
π ×IT(AV)
IRMS= =2.22  IT(AV)--------------------------------(3)

3 MTX 型号模块交流有效值 IRMS
    如图 c MTC 型号模块从外部将电极 1 和 2 联接一起后 就是 MTX 型号模块 反并联形成一个双向可控硅晶闸管 也只能用交流有效值 IRMS 标称 公式 3 同样适用  但考虑到 MTX 内部每个晶闸管额定平均电流 IT(AV)值是单独测试情况测,双管芯同时工作时(严格说相差 10ms 交替导通),管芯之间热量相互会有一点影响 故按IRMS=(1.6-2.0)  IT(AV)考虑平均值和方均根(即有效值)为宜 
 
 晶闸管耐压参数 VDRM;VRRM; VDSM;VRSM
    晶闸管电压指标有 断态正向不重复峰值电压 VDSM 断态正向重复峰值电压VDRM 断态反向不重复峰值电压 VRSM 断态反向重复峰值电压 VRRM 以上概念中重复意味着晶闸管阴阳极承受电压一定漏电流范围内是可以重复施加 不重复意味着晶闸管阴阳极承受电压最大峰值 超过此最大值漏电流变大 超过额定值 室温和结温时漏电流额定值不一样 讲耐压指标时 不能脱离漏电流 漏电流指标生产商产品说明书中或合格证中都给出了明确范围 一般说 室温漏电流 2mA 以下 结温漏电流 20mA 以下 
对重复峰值电压和不重复峰值电压 国外一般按 VDRM= VDSM-100V VRSM= VRSM-100V标称 国内一般按 VDRM= VDSM-200V VRRM= VRSM-200V 或 VDRM= VDSM 80-90 %VRRM= VRSM 80-90 %标称 

三  晶闸管电机软起动中应用 
    电机起动时起动电流一般为额定电流 Ie 6-7 倍 起动瞬间对电网冲击很大 对变压器容量要求更高 同时也对其它用电设备造成很大影响 
    实际工作中容量超过 7.5KW 电机都要求降压启动 传统降压启动方式有磁控降压启动器 自耦降压启动 /Y 变换降压启动等 那种方式对电网存一或两次大电流冲击 采用晶闸管数字控制软启动器 具有比上面介绍启动器更加优越好处 主要表现降低电机起动电流 降低配电容量 避免增容投资 降低起动机械应力 延长电机及相关设备使用寿命 起动参数可视负载调整 易于改善工艺 保护设备 
1  晶闸管电机软起动器工作原理 
    晶闸管电机软起动器中应用是一种利用晶闸管进行交流调压应用 利用晶闸管可以相控 改变晶闸管导通相位角 调压特点 我们知道电机转子上力矩是与加定子上电压平方成正比 改变加电机定子绕组上电压 可改变电机转子上转矩 可电机负载具体情况 设定电机起动电流 电机起动电流按与额定电流 Ie 比例 可设定电机起动电流为 0.5 Ie; Ie;; 2 Ie; 3 Ie; 4 Ie 即限电流起动方式 其工作原理如下图  

2  晶闸管选择 
    晶闸管是电机软起动器中最关键功率器件 整机装置是否工作可靠与正确选择晶闸管额定电流 电压等参数有很大关系 选型原则应该首先考虑工作可靠性 即电流 电压余量倍数必须足够 其次应考虑经济性即性价比 最后应考虑安装美观 体积尽量减小等低压电机 线电压为 380V 晶闸管正反向重复额定电压 VDRM VRSM 选择为 1200V足够 高压 660V 电机 则应至少选择电压为 2200V 以上晶闸管 高压 1100V更高压电机 晶闸管耐压至少选择电压为 3500V 以上 
    对晶闸管额定电流选择 必须考虑电机额定工作电流 一般来说 三相电机每相额定电流有效值 Ie 按 Ie=(2.5-3) Pe(安培) 电机额定功率 KW 即每一个千瓦 KW相当于两个安培电流 例如 一个 55KW 三相交流电机 其每相额定电流有效值是 110A考虑两倍以上放大余量 选择额定平均电流为 275A/2.22 125A 以上平板式晶闸管 或选额定平均电流为 275A/1.8 150A 以上晶闸管模块 MTX 系列 
    各系列电机对晶闸管选择列表如下 仅供参考 装置仅仅是用于电机软起动 即装置带旁路接触器 装置还用于电机节能经济运行 即装置不带旁路接触器 则对应电流值应按 2 倍以上考虑 还必须保证足够散热条件  

    电机软起动装置中,多是采用两个独立晶闸管器件反并联组成交流相控调压 正负半周各对应一个晶闸管工作 对两个反并联器件参数一致性要求较高 包括晶闸管触发参数 维持电流参数等也都尽量要求挑选一致 尽量让正负半波对称 否则会有直流成分电流流过电机 电机为线圈绕组 负载为电感性 过高直流份量会使电机定子发热严重 会烧毁电机线圈绕组 使电机报废 从这点来看 晶闸管模块管芯装配之前已进行过严格挑选 其一致性有所保障 另 触发线路设计中 尽量采用强触发方式 以能兼容器件触发参数差异 

四  晶闸管保护
    晶闸管击穿电压接近工作电压 线路中产生过电压易造成器件电压热击穿 同时其热容量小 工作时自身发热严重 不及时将这些热量排除 器件内 PN 结温 Tj 势必超过晶闸管结温极限值 一般 TjMAX= 125Co ,造成晶闸管永久性损坏.,实际使用中除合理选择器件额定电压和额定电流值以外,还必须采取足够散热措施,保证器件长期可靠工作 

 过电压保护 
    凡超过正常工作时晶闸管应承受最大峰值电压称为过电压 电路产生过电压外部原因主雷击 电网电压激烈波动或干扰 内部原因主电路状态发生变化时积累电磁能量不能及时消散 产生原因可分为两类 开关过电压和雷击干扰过电压 必须采取必要措施 使晶闸管承受过电压限制正反向不重复峰值电压 VRSM VDSM 值以下
 
 晶闸管关断过电压 换流过电压 保护 

    当晶闸管关断 正向电流下降到零时 管芯内部会残留许多载流子 反向电压作用下会瞬间出现反向电流 使残存载流子迅速消失 形成极大 di/dt 线路中串联电感很小 反向电势 V=-Ldi/dt,也能产生很高电压尖峰(或毛刺),这个尖峰电压超过晶闸管最大峰值,就会损坏器件。  这种尖峰电压一般常用方法是器件两端并联阻容吸收回路 利用电容两端。电压不能突变特性吸收尖峰电压 阻容吸收回路要尽可能靠近晶闸管 引线要尽可能短 最好采用无感电阻 千万不能借用门极中辅助阴极线 因辅助阴极线线径很细 回路中过大电流会将该线烧断 阻容元件选取值按以下表格中经验值和公式选取 
 
 

表中电阻功率由下式确定 
PR= f CU m x 10      电容耐压一般为晶闸管电压 1.3 倍
式中 f----频率 50HZ PR---电阻功率 W Um---晶闸管工作峰值电压 V C---串联电容 μ F

 交流侧过电压极其保护 
    交流侧电路接通 断开时会产生过电压 这类过电压保护 目前主要采用压敏电阻和瞬态电压抑制器 Transient Voltage Supperessor ,简称 TVS 压敏电阻是一种非线性器件 它是以氧化锌为基体金属氧化物 有两个电极 极间充填有氧化铋等晶粒 正常电压时晶粒呈高阻仅有 100uA 左右漏电流,过电压时引起电子雪崩呈低阻使电流迅速增大吸收过电压. 其接法与阻容吸收电路相同 交 直流侧完全可以取代阻容吸收 但不能用作限制 dv/dt 保护 故不宜接晶闸管两端 -12TVS 类器件当其两端受到瞬时高压时 能以极高速度 10 /S 从高阻变为低阻吸收高达数千瓦浪涌 TVS 部分型号性能参数如下表 

 过电流保护    
    串接交流进线或采用漏抗大整流变压器 利用电抗限制短路电流 但此种方法交流电流较大时存交流压降 

 电流检测和过流继电器
    电流检测实际电流值并与设定值进行比较 当实际电流值超过设定值时 比较器输出电压值控制移相角度增大或拉逆变方法减少电流 须停机 

 快速熔断器
    与普通熔断器比较 快速熔断器是专门用来保护半导体功率器件过电流 它具有快速熔断特性 流过 6 倍额定电流时其熔断时间小于 50Hz 交流电一个周期 20 ms  快速熔断器可接交流侧 直流侧或与晶闸管桥臂串联 后者直接效果最好 一般说来快速熔断器额定电流值 有效值 应小于被保护晶闸管额定有效值 同时要大于流过晶闸管实际有效值  电压及电流上升率保护

 电压上升率 dv/dt 
    晶闸管阻断时 其阴阳极之间相当于一个结电容 当突加阳极电压时会产生充电电容电流 此电流可能导致晶闸管误导通 对管子最大正向电压上升率必须加以限制 一般采用阻容吸收元件并联晶闸管两端办法加以限制.

 电流上升率 di/dt 
    晶闸管开通时 电流是从靠近门极区阴极开始导通然后逐渐扩展到整个阴极区直至全部导通,这个过程需要一定时间 如阳极电流上升太快 使电流来不及扩展到整个管子 PN结面 造成门极附近阴极因电流密度过大 发热过于集中 PN 结温会很快超过额定结温而烧毁 故必须限定晶闸管电流上升临界值 di/dt 一般桥臂中串入电感或铁淦氧磁环 
 
 温度保护
    模块产品它功率器件一样 实际工作中 自身功耗 会引起管芯温度升高结温急剧上升 直至达到或超过额定结温 (Tjm) 不采取措施将这种热量散发出去 就会致使管芯特性变软 漏电流增加 直至完全过热击穿损坏 晶闸管损耗主要由导通损耗(导通平均电流与导通平均压降乘积) 开关损耗 门极损耗三部分组成 其中最主要是正向导通损耗 
    晶闸管实际使用中 必须加以冷却(自然冷却或强迫风冷) 有条件时采用热管或水冷方式 综上所述 考虑散热问题总原则就是控制模块中管芯结温 Tj 不超过手册中给定额定结温 (Tjm) 
    实际工作中 结温不容易直接测量到 不能用来作为是否超温判断依据 控制散热器最高温度处(壳温 Tc)来控制结温是一个有效方法 PN 结温和壳温存着温度梯度关系 温控开关可以很容易测量出晶闸管与散热器接触处表面最高温度处温度用温控开关测量出壳温是否超过额定值来保护晶闸管正常工作 实际线路设计中增加一个或两个温度控制电路 分别控制风机开启或主回路断电 停机 一般控制散热器最高处温度不超过 75 这样就可以保护晶闸管额定结温下正常工作