固态继电器的基本工作原理及应用时的测试和故障

　　摘要：结合大唐乌沙山发电厂电动执行器中采用的固态继电器’>继电器的使用情况，介绍了交流固态继电器’>继电器的基本工作原理、实际应用时的测试和故障’>故障判定，提出了固态继电器选型时应留意的题目，为调试和维修职员提供鉴戒。

　　关键词：固态;继电器;原理;故障’>故障;电动执行器

　　大唐乌沙山发电厂4台超临界600MW机组的脱硫、化学和精处理系统均选用上海自动化仪表股份有限公司生产的AI系列智能型和德国德瑞摩(DREHMO)电动执行器，在这类执行器中均用了固态继电器(SSR)。运行中脱硫系统DREHMO执行器及化学系统的执行机构均发生过拒动、速度偏慢或跳空气开关等故障，而大部分检验职员对固态继电器的性能不是很熟悉，对处理此类题目有一定难度。因此有必要对固态继电器的原理、类型、故障判定及使用作进一步的熟悉。

1 、典型交流固态继电器的工作原理

固态继电器(Solid State Relay，SSR)是一种有继电特性的无触点式电子开关。具有寿命长、可靠性高、开关速度快、电磁干扰小、无噪声、无火花等特点。

　　交流固态继电器(过零型)的原理见图1。固态继电器由三部分组成：输进电路、隔离(耦合)和输出电路，在输进电路控制端加进信号后，IC1光电耦合器内光敏三极管呈导通状态，R1串接电阻对输进信号进行限流，以保证光耦合器不致损坏。发光二极管LED指示输进端控制信号，二级管VD1可防止输进信号正负极性接反时对光耦IC1造成的损坏。

　　v1在线路中起到交流电压检测作用，使固态继电器在电压过零时开启、负载电流过零时关断。当IC1光敏三极管截止时(控制端无信号输进时)，V1通过R2获得基极电流使之饱和导通，从而使SCR可控硅门极触发电压UGT被箝在低电位而处于关断状态，终极导致BTA双向可控硅在门极控制端R6上无触发脉冲而处于关断状态。

　　当IC1光敏三极管导通时(控制端有信号输进)，SCR可控硅的工作状态由交流电压零点检测三极管V1来确定。如电源电压经R2与R3分压，A处电压大于过零电压时(VA>VBE1)，V1处饱和导通状态，SCR、BTA可控硅都处于关断状态;如电源电压经R2与R3分压，A处电压小于过零电压时(VA 交流过零型固态继电用具有电压过零时开启、负载电流过零时关断的特性。它的最大接通、关断时间是半个电源周期，在负载上可得到一个完整的正弦波形，也相应减少了对负载的冲击。而在相应的控制回路中产生的射频干扰也大大减少。

　　三相固态继电器(SSR)可直接用于三相电机的控制。最简单的方法是采用2只SSR作电机通断控制，4只SSR作电机换相控制，第三相不控制。固态继电器与常规电磁继电器优缺点比较见表1。

[$page]　　2、 继电器测试与故障判定

　　以上仪厂使用的固态继电器为例，其外部接线见图2。

　　(1)当触发端DO与D1、D2之间没有加控制电压时，丈量输进端电阻，如电阻小于4O Q或大于几千Q时，均说明该继电器控制性能不良，最好不要使用，否则会导致执行器电机转速不稳或变慢等故障。

　　(2)在触发端不加控制电压，用数字万用表丈量继电器三相输人端与输出真个电阻，如测得数值在数kQ 以下或电阻很小，或用数字万用表丈量继电器输进端与输进端、输出端与输出端及与散热板之间的电阻，测得电阻在数拾MQ或kQ以下，说明继电器已损坏，不能再使用。这时若执行送电操纵，执行机构电源回路就会烧保险丝或跳空气开关。

　　(3)如在触发端DO与D1、D2之问加上控制电压，红灯与绿灯二个指示灯同时