服务与支持 常见故障分析及排除

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500kg 中频感应电炉常见故障分析

2014年07月05日

晶闸管变频的中频感应电炉, 目前已得到广泛的使用, 随着晶闸管容量、质量的不断提高, 中频技术的不断完善, 感应加热及熔炼的中频炉在使用及维修上都已经取得了很大的进步。通过几年来的生产及维修实践, 认为, 要用好修好中频炉, 熟悉中频感应电炉常见的电气故障及处理方法是很有必要的, 总结维修过程中的经验, 对指导今后的工作很有好处。
1 500kg 中频炉及其电源的特点
  该厂使用的500kg 中频炉, 其中频电源装置进线采用380V 三相电源, 额定输出功率250kW。中频电压750V , 中频电流550A。有相序指示电路及显示, 内有整流控制电压表, 整流脉冲电流表, 逆变控制电压表, 逆变脉冲电流表, 有工作?检查转换开关。控制板一共四块, 除电源板外, 还有一块整流板, 一块逆变板和一块保护板。采用自激式预磁化撞击启动。其过流保护不是采用整流拉逆变, 而是关桥的保护方式, 即主电路发生过流或过压时, 发出信号使控制电源瞬间短路, 封锁整流脉冲, 同时续流二极管使滤波电抗器中的能量通过逆变桥构成通路消耗掉。另外, 各控制板采用了Kc04、Kc41 片子及部分运算放大器等集成块。
2 常见电气故障分析
中频感应电炉, 就其故障发生的范围来说, 主要可分为二大块: 一是控制部分, 二是主电路, 即包括补偿电容器、感应器在内的谐振回路与水冷电缆及母排等部分。就故障的种类来说, 主要有过电流、过电压以及输出中频功率低等。造成这些故障的原因是多种多样的, 下面将逐一分析。
2. 1 控制电源打开后, 按启动按钮, 中频电源装置无反应产生这类故障的主要原因有:
(1) 循环冷却水未打开或水压不够。这造成电接点水压表内的常开接点未接通, 中频柜内的整流电源板没有电, 即没有整流电压输出, 因而整流触发板及逆变触发板均无触发脉冲, 当然中频电源装置就没有反应。通常此时柜内的整流脉冲电压表、电流表均无显示。
(2) 启动控制回路的时间继电器1KT 常开延时闭合触点损坏或启动延时时间过长或过短。
正常的延时时间为3~ 5s, 如果延时时间过短,则主电路上的整流桥无法及时补充负载回路及电抗器消耗的能量(此补充能量由启动时撞击产生) , 那么由撞击形成的衰减波很快趋向于零, 于是启动失败。如果延时时间过长, 又会使启动电阻严重发热,而且还很可能使主电路的电流增长速度太快, 增长太大, 使换流时间拖得过长, 以至于超越了系统在这一阶段的换流能力, 启动也有可能不成功。
2. 2 按下启动按钮后, 听到中频声音, 随即逆变失败, 出现过流或过压过流和过压故障是中频炉最常见的故障, 其故障现象多种多样, 故障原因也各不相同, 其中过流故障又多于过压障。
产生过流的主要原因有:
( 1) 引前角B 调得偏小, 使逆变晶闸管换流时间tC 增大, 相应储备时间tB 减小, 因而逆变管换流发生困难, 产生过流, 使逆变失败。我们知道, tD= tC+ tB (其中tD 为引前触发时间,tC 为换流时间, tB 为储备时间)。只有当tB> tq ( tq 为关断时间) 时, 才能保证关断的晶闸管恢复正向阻断特性, 使换流成功。当tB 因tC 的增长而减小时, 则换流时应关断的晶闸管由于未能恢复正向阻断特性而误导通, 产生直通短路, 最终导致逆变失败。
(2) 自动调频回路及逆变触发回路发生故障, 导致触发脉冲发生紊乱及波形畸变, 逆变换流时该导通的管子未导通, 该关断的关不断, 结果形成短路,产生过流。正常情况下, 逆变桥对角线的脉冲应重迭, 且波形应清楚、整齐, 幅值、宽度都应符合要求。逆变桥相邻两组脉冲相位差应为180℃。本装置自动调频回路采用的是定时原则, 即调频信号取自中频电压、电流信号的合成。所得的合成信号为为电容器电容, iC 为电容器电流) , 送入逆变触发电路再经脉冲变压器送到逆变晶闸管。如果电压信号或电流信号因线路故障或受到干扰发生畸变或紊乱, 则合成信号势必不正常。如果逆变触发回路发生故障, 同样会使触发脉冲不正常(在相位、幅值、波形上)。因而使逆变管发生短路, 造成过流。
(3) 左臂或右臂有一只逆变管特性变化, 不该导通时却发生正向转折, 致使逆变回路左臂或右臂发生直通短路, 造成过流。这主要是指某个逆变晶闸管热态特性不好, 在冷态时各特性参数均正常, 但一旦送电, 当中频电压达到某一数值时(300V 左右) , 即发生正向转折, 以致于由于直通而形成过流。

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