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可控硅SS水冷套重复使用中应注意的问题

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2018.06.15
信息摘要:
客户因为循环水的原因原来造成中频电源的可控硅的SS13 水冷套水嘴处经常出现结圬腐化,造成水冷散热器的进出水嘴出现漏水和脱落现象。而客户为了…


今年的3月初,株洲远航工业炉科技有限公司技术人员按照往常规定对本公司所有客户在现场运行的锂电池负极石墨化炉 ,高温石墨化炉, 石墨化炉 , 烧结炉,碳化硅烧结炉 , 碳化炉 ,真空烧结炉, 锂电池负极石墨化炉 , 碳纤维石墨化炉 , 石墨膜石墨化炉, 石墨烯石墨化炉, 高温实验炉等 现场工业炉进行分别实地巡查中发现,在其中的一家客户因为循环水的原因原来造成中频电源的可控硅的 SS13 水冷套水嘴处经常出现结圬腐化,造成水冷散热器的进出水嘴出现漏水和脱落现象。而客户为了节省成本便经常将损坏的水冷套取下后重新焊接使用,在焊接过程难免会出现水冷套平面氧化和划伤。造成其中一台电源出现软故障,开机至一定电压便会中频逆变失败,造成维修时走了许多弯路,经我方技术指导并发现问题并与客户讲解后,客户重新意识到 SS 水冷套的重要性。

    下面就可控硅SS水冷套重复使用中应注意的问题进行基本分析,希望我们的客户能够读完此文后得到些许认知。

    一台中频电源可控硅等电力电子器件的额定性能和可靠性强烈的受制于器件的运行结温,我公司有关人员在现场技术服务和用户走访中经常发现,因 水冷套的不正确选用、安装,其散热效果有很大差异。有的 水冷套根本达不到散热要求,必然会造成器件的损坏。现将有关情况介绍如下,以引起广大用户的重视。

在某用户400KW中频石墨化高温炉 上,我们用手持式红外测温仪KK1000A 可控硅 管芯陶瓷外壳的温度(预先对所测量的可控硅陶瓷基体进行涂黑处理) 进行了测量,对比同一台设备,同类器件,不同 水冷套 在相同工作条件下的温度,以此来比较 水冷套 的散热效果。具体测量的有关数据如下:

水冷套情况

管芯陶瓷外壳温度

说明

新换成套元件(厂方原装)

Tc=44-49°C

散热良好

使用半年左右的成套元件(厂方原装)

Tc=65-68°C

散热尚可

使用半年以上水冷套经除垢更换新管芯

Tc=80-89°C

超过规定温度

使用半年以上水冷套更换新管芯

Tc=95-115°C

已不能使用


  注:工作条件中,中频电源直流电流800A,进水温度 40°C

用此种方法所测的温度虽然有一定的误差,也不能代表元件的真正壳温,但通过相对比较能明显地说明,不同情况的水冷套散热效果有很大的区别。由于 可控硅元件正常使用时壳温一般要求小于80°C ,故其对管芯的使用寿命有很大的影响。同时明显看出,凡使用过的 水冷套更换管芯后,散热效果明显下降,特别是更换三四次后,有的已根本不能使用。分析其原因主要有:

散热体使用一次后,其台面受压力而下陷(是必然的),或碰伤,重新更换管芯,很难保证管芯台面正好与下陷部位完全重合,所以即使达到了规定压力,也不能保证散热体与管芯接触面均匀、紧密的接触。

②          水质差(硬水)的地区,使用一段时间后,水腔内部因结垢而降低了冷却效果。

③          使用劣质水冷套 ,散热体水腔材质差(有的用黄铜),导热性能差,更严重的是蝶型弹簧和三角压盖因质量不合格,短时间使用后失去弹性,使管芯与散热体台面间的压力显著下降,从而影响其散热效果。

用户没有必要的安装设备,更换管芯靠手工安装很难达到规范的要求。

所以我们建议,对于大功率(≥1200A)的可控硅 ,最好是买厂家成套的元件。因为厂家配套的水冷套质量可靠(质量承诺),同时厂家有专用的安装模具与设备,确保装配质量,并且在安装后重新测试,保证成套元件合格,另外,大功率 可控硅≥1200A)价格一般每只近千元,有的达数千元,而 水冷套每套不过两百多元,不要因小失大。

就当前的水平,我们认为用测量管芯陶瓷外壳温度的方法来判定水冷套的散热效果是可行有效的。在相同工作条件下,一般陶瓷外壳的温度高, 说明散热效果相对比较差。测量温度的方法建议使用如下方法:

①    手提式红外温度测试仪,使用方便,性能可靠;

②    带测温功能的万用表,测温头紧贴在管芯陶瓷外壳上;注意:采用该方法时,需由专业维修人员进行操作,并注意安全。

用上述方法经常检查管芯陶瓷外壳上的温度,通过相对比较,判断水冷套的散热效果,及时更换达不到散热效果的 水冷套,可以有效地提高 可控硅的工作电流,减少 可控硅 的损坏,从而降低设备的维修费用。

可控硅在正常工作时,自身会产生大量的热量,所以良好的散热(冷却)是可控硅正常工作的必要条件之一。高质量的 可控硅 ,配上合格的 水冷套,加上正确合理的装配,可以明显地减少 可控硅 的损坏,延长其使用寿命。

综上所述,在实际使用中,不管是安装还是维修都需要保证可控硅工作在一定的温度下,温度不能偏高。而且更换下来的可控硅水冷套由于客户不具备维修工具及条件,应当尽量更换新的器件,而且在安装水冷散热器时也应当尽量避免划伤。


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