作 者： 固態(tài)；繼電器；原理；故障；電動(dòng)履行器
摘 要： 聯(lián)合大唐烏沙山發(fā)電廠電動(dòng)履行器中采用的固態(tài)繼電器的應(yīng)用情況，先容了交換固態(tài)繼電器的基礎(chǔ)工作原理、實(shí)際利用時(shí)的測試和故障判定，提出了固態(tài)繼電器選型時(shí)應(yīng)留心的標(biāo)題，為調(diào)試和維修職員供給鑒戒。
大唐烏沙山發(fā)電廠4臺(tái)超臨界600MW機(jī)組的脫硫、化學(xué)和精處理系統(tǒng)均選用上海主動(dòng)化儀表股份有限公司生產(chǎn)的AI系列智能型和德國德瑞摩（DREHMO）電動(dòng)履行器，在這類履行器中均用了固態(tài)繼電器（SSR）。運(yùn)行中脫硫系統(tǒng)DREHMO履行器及化學(xué)系統(tǒng)的履行機(jī)構(gòu)均產(chǎn)生過拒動(dòng)、速度偏慢或跳空氣開關(guān)等故障，而大部分檢驗(yàn)職員對(duì)固態(tài)繼電器的性能不是很熟悉，對(duì)處理此類標(biāo)題有必定難度。因此有必要對(duì)固態(tài)繼電器的原理、類型、故障判定及應(yīng)用作進(jìn)一步的熟悉。
1 典范交換固態(tài)繼電器的工作原理
固態(tài)繼電器（Solid State Relay，SSR）是一種有繼電特征的無觸點(diǎn)式電子開關(guān)。具有壽命長、可靠性高、開關(guān)速度快、電磁干擾小、無噪聲、無火花等特點(diǎn)。
交換固態(tài)繼電器（過零型）的原理見圖1。
圖1 交換固態(tài)繼電器原理圖
固態(tài)繼電器由三部分組成：輸進(jìn)電路、隔離（耦合）和輸出電路，在輸進(jìn)電路把持端參加信號(hào)后，IC1光電耦合器內(nèi)光敏三極管呈導(dǎo)通狀態(tài)，R1串接電阻對(duì)輸進(jìn)信號(hào)進(jìn)行限流，以保證光耦合器不致?lián)p壞。發(fā)光二極管LED唆使輸進(jìn)端把持信號(hào)，二級(jí)管VD1可防止輸進(jìn)信號(hào)正負(fù)極性接反時(shí)對(duì)光耦I(lǐng)C1造成的損壞。
V1在線路中起到交換電壓檢測作用，使固態(tài)繼電器在電壓過零時(shí)開啟、負(fù)載電流過零時(shí)關(guān)斷。當(dāng)IC1光敏三極管截止時(shí)（把持端無信號(hào)輸進(jìn)時(shí)），V1通過R2獲得基極電流使之飽和導(dǎo)通，從而使SCR可控硅門極觸發(fā)電壓UGT被箝在低電位而處于關(guān)斷狀態(tài)，終極導(dǎo)致BTA雙向可控硅在門極把持端R6上無觸發(fā)脈沖而處于關(guān)斷狀態(tài)。
當(dāng)IC1光敏三極管導(dǎo)通時(shí)（把持端有信號(hào)輸進(jìn)），SCR可控硅的工作狀態(tài)由交換電壓零點(diǎn)檢測三極管V1來斷定。如電源電壓經(jīng)R2與R3分壓，A處電壓大于過零電壓時(shí)（VA>VBE1），V1處飽和導(dǎo)通狀態(tài)，SCR、BTA可控硅都處于關(guān)斷狀態(tài)；如電源電壓經(jīng)R2與R3分壓，A處電壓小于過零電壓時(shí)（VA<VBE1），V1處截止?fàn)顟B(tài)，SCR可控硅通過R4獲得觸發(fā)信號(hào)而導(dǎo)通，從而使BTA在R6上獲得觸發(fā)信號(hào)也呈導(dǎo)通狀態(tài)，對(duì)負(fù)載電源進(jìn)行關(guān)斷把持。如此時(shí)把持端信號(hào)關(guān)斷后，負(fù)載電流隨之減小至BTA雙向可控硅的保持電流IH時(shí)可自行關(guān)斷，切斷負(fù)載電源。為防止高次諧波的干擾和對(duì)電網(wǎng)的污染，減小從電源中傳來的尖峰、浪涌（電壓）對(duì)開關(guān)器件雙向可控硅管的沖擊和干擾（甚至誤動(dòng)作）而設(shè)計(jì)了接收電路，接收電路一般采用“R-C”串聯(lián)接收電路或非線性電阻（壓敏電阻器）（如圖1中
的C1、R7）。
交換過零型固態(tài)繼電用具有電壓過零時(shí)開啟、負(fù)載電流過零時(shí)關(guān)斷的特征。它的最大接通、關(guān)斷時(shí)間是半個(gè)電源周期，在負(fù)載上可得到一個(gè)完整的正弦波形，也相應(yīng)減少了對(duì)負(fù)載的沖擊。而在相應(yīng)的把持回路中產(chǎn)生的射頻干擾也大大減少。
三相固態(tài)繼電器（SSR）可直接用于三相電機(jī)的把持。最簡略的方法是采用2只SSR作電機(jī)通斷把持，4只SSR作電機(jī)換相把持，第三相不把持。固態(tài)繼電器與慣例電磁繼電器優(yōu)毛病比擬見表1。
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