中頻電爐典型故障分析及處理方法

1、中頻電爐典型故障分析及處理方法中頻電爐廣泛應(yīng)用于鋼鐵、 鑄造、 特鋼等相關(guān)領(lǐng)域， 不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)χ蓄l電源 有不同的要求，只有在熟練掌握這些電路的基本工作原理和功率器件基本特性的 基礎(chǔ)上，才能迅速、準確地分析、判斷故障原因，采取有效的措施排除故障。 在此，對產(chǎn)品典型故障進行探討分析，希望能給您提供幫助。1、開機，設(shè)備不能正常起動故障現(xiàn)象：起動時直流電流大，直流電壓和中頻電壓低，設(shè)備聲音沉悶。 分析處理：逆變橋有一橋臂的晶閘管可能短路或開路，造成逆變橋三臂橋運行。 用示波器分別觀察逆變橋的四個橋臂上的晶閘管管壓降波形， 若有一橋臂上的晶 閘管的管壓降波形為一線，該晶閘管已穿通；若為正弦波，該晶閘

2、管未導(dǎo)通。更 換已穿晶閘管；查找晶閘管未導(dǎo)通的原因。2、設(shè)備能起動，但工作狀態(tài)不對 故障現(xiàn)象：設(shè)備能正常順利起動，當(dāng)功率升到某一值時，過壓或過流保護。 分析處理：分兩步查找故障原因：1）、先將設(shè)備空載運行，觀察電壓能否升到額定值。若電壓不能升到額定值，并 且多次在電壓某一值附近過流保護。這可能是補償電容或晶閘管壓不夠造成的， 但也不排除是電路某部分打火造成的；2）、若電壓能升到額定值， 可將設(shè)備轉(zhuǎn)入重載運行， 觀察電流值是否能達到額定 值，若電流不能升到額定值， 并且多次在電流某一值附近過流保護， 這可能是大 電流干擾。要特別注意中頻大電流的電磁場對控制部分和信號線的干擾。3、設(shè)備正常運行時，

3、易出現(xiàn)的故障故障現(xiàn)象：設(shè)備運行正常，但在正常過流保護動作時，燒毀多支KP晶閘管和快熔。分析處理： 過流保護時， 為了向電網(wǎng)釋放平波電抗器的能量， 整流橋由整流狀態(tài) 轉(zhuǎn)到逆變狀態(tài)，這時如果a> 1500就有可能造成有源逆變顛覆，燒毀多支晶閘 管和快熔 , 開關(guān)跳閘，并伴隨有巨大的電流短路爆炸聲。對變壓器產(chǎn)生較大的電 流和電磁力沖擊，嚴重時會損壞變壓器。4、晶閘管故障現(xiàn)象：更換晶閘管后，一開機就燒毀晶閘管。分析處理：設(shè)備出故障，燒毀晶閘管。在更換新晶閘管后，不要馬上開機，首先 應(yīng)對設(shè)備進行系統(tǒng)檢查， 排除故障。 在確認設(shè)備無故障的情況下， 再開機。否則， 就會出現(xiàn)一開機就燒毀晶閘管的現(xiàn)象。

4、在壓裝新晶閘管時， 一定要注意壓力均衡， 否則，就會造成晶閘管內(nèi)部芯片機械損傷， 導(dǎo)致晶閘管的耐壓值大幅降， 出現(xiàn)一 開機就燒毀晶閘管的現(xiàn)象。一般情況下，可以把中頻電源的故障按照故障現(xiàn)象分為完全不能起動和起動后不能正常工作兩大類。 作為一般的原則， 當(dāng)出現(xiàn)故障后， 應(yīng)在斷電的情況下對整個 系統(tǒng)作全面檢查，它包括以下幾個方面：（一）電源：用萬用表測一下主電路開關(guān) （接觸器） 和控制保險絲后面是否有電， 這將排除這些元件斷路的可能性。（二）整流器：整流器采用三相全控橋式整流電路，它包括六個快速熔斷器、六 個晶閘管、 六個脈沖變壓器和一個續(xù)流二極管。 在快速熔斷器上有一個紅色的指 示器，正常時指示器

5、縮在外殼里邊， 當(dāng)快熔燒斷后它將彈出， 有些快熔的指示器 較緊，當(dāng)快熔燒斷后，它會卡在里面，所以為可靠起見，可以用萬用表通斷檔測 一下快熔，以判斷它是否燒斷。測量晶閘管的簡單方法是用萬用表電阻擋（200 Q擋）測一下其陰極一陽極、門 極陰極電阻， 測量時晶閘管不用取下來。 正常情況下， 陽極陰極間電阻應(yīng)為 無窮大，門極一陰極電阻應(yīng)在10 50Q之間，過大或過小都表明這只晶閘管門 極失效，它將不能被觸發(fā)導(dǎo)通。脈沖變壓器次邊接在晶閘管上， 原邊接在主控板上， 用萬用表測量原邊電阻約為 50Q。續(xù)流二極管一般不容易出現(xiàn)故障， 檢查時用萬用表二極管擋測其二端， 正 向時萬用表顯示結(jié)壓降約有 500mV

6、反向不通。（三）逆變器：逆變器包括四只快速晶閘管和四只脈沖變壓器， 可以按上述方法 檢查。（四）變壓器：每個變壓器的每個繞組都應(yīng)該是通的， 一般原邊阻值約有幾十歐 姆，次極幾歐姆。應(yīng)該注意：中頻電壓互感器的原邊與負載并聯(lián)，所以其電阻值 為零。（五）電容器：與負載并聯(lián)的電容器可能被擊穿， 電容器一般分組安裝在電容器 架上，檢查時應(yīng)先確定被擊穿電容器所在的組。 斷開每組電容器的匯流母排與主 匯流排之間的連接點， 測量每組電容器兩個匯流排間的電阻， 正常時應(yīng)為無窮大。 確認壞的組后， 再斷開每臺電容器引至匯流排的軟銅皮， 逐臺檢查即可找到擊穿 的電容器。 每臺電容器由四個芯子組成， 外殼為一極， 另

7、一極分別通過四個絕緣 子引到端蓋上， 一般只會有一個芯子被擊穿， 跳開這個絕緣子上的引線， 這臺電 容器可以繼續(xù)使用，其容量是原來的 3/4。電容器的另一個故障是漏油，一般不 影響使用，但要注意防火。安裝電容器的角鋼與電容器架是絕緣的， 如果絕緣擊穿將使主回路接地， 測量電 容器外殼引線和電容器架之間的電阻，可以判斷這部分的絕緣狀況。（六）水冷電纜： 水冷電纜的作用是連接中頻電源和感應(yīng)線圈， 它是用每根直徑 0.6 -0.8紫銅線絞合而成。對于500公斤電爐，電纜截面積為480平方毫 米，對于 250公斤電爐， 電纜截面積采用 300至 400平方毫米。 水冷電纜外膠管 采用耐壓 5公斤的壓力

8、橡膠管， 里面通以冷卻水， 它是負載回路的一部分， 工作 時受到拉力和扭力， 與爐體一起傾動而發(fā)生曲折， 因此時間長后容易在柔性連接 處斷裂開。 水冷電纜斷裂過程， 一般是先斷掉大部分后， 在大功率運行時把未斷 小部分很快燒斷，這時中頻電源就會產(chǎn)生很高的過電壓， 如果過電壓保護不可靠， 就會燒壞晶閘管。 水冷電纜斷開后， 中頻電源無法啟動工作。 如不檢查出原因而 反復(fù)啟動， 就很可能燒壞中頻電壓互感器。 檢查故障時可用示波器， 把示波器探 頭夾在負載兩端，觀察按啟動按鈕時有無衰減波形。確定電纜斷芯時先把水冷電 纜與電容器輸出銅排脫開，用萬用表電阻擋（200 Q擋）測量電纜的電阻值，正 常時電阻

9、值為零，斷開時為無窮大。用萬用表測量時，應(yīng)把爐體翻到傾倒位置， 使水冷電纜掉起，這樣使斷處徹底脫離，才能正確判斷是否斷芯。通過以上幾個方面的檢查，一般能查出大部分的故障原因，接下來可以接通控制 電源，作進一步的檢查。中頻電爐的電源主電路合閘有手動和自動兩種。 對于自動合閘的系統(tǒng)，應(yīng)該先將 電源線暫時斷開，以確保主電路不會合上。接通控制電源后，可以作下面幾個方 面的檢查。1 將示波器探頭接在整流晶閘管的門極和陰極上，示波器置于電源同步，按下 啟動按鈕后即可看到觸發(fā)脈沖波形，應(yīng)為雙脈沖，幅度應(yīng)大于2V。按一下停止按鈕，脈沖將立即消失。重復(fù)六次，將每個晶閘管都看一下，如果門極沒有脈沖， 可以將示波器

10、的探頭移到脈沖變壓器的原邊看一下，如果原邊有脈沖而次邊沒 有，說明脈沖變壓器損壞，否則問題可能出在傳輸線或主控板上。2將示波器探頭接在逆變晶閘管的門極和陰極上，示波器置于內(nèi)同步，接通控 制電源后可以看到逆變觸發(fā)脈沖，它是一串尖脈沖，幅度應(yīng)大于2V,通過示波器的時標(biāo)讀出脈沖周期，算出觸發(fā)脈沖頻率，正常時應(yīng)比電源柜的標(biāo)稱頻率高約 20%這個頻率稱為啟動頻率。按下啟動按鈕后，脈沖的間距加大，頻率變低， 正常時應(yīng)比電源柜的標(biāo)稱頻率低約 40%按一下停止按鈕，脈沖頻率立即跳回啟 動頻率。通過上列檢查，基本上能排除完全不能啟動的故障。啟動以后工作不 正常，一般表現(xiàn)在下列幾個方面：1. 整流器缺相：故障表現(xiàn)

11、為工作時聲音不正常，最大輸出電壓升不到額定值， 且電源柜怪叫聲變大，這時可以調(diào)低輸出電壓在 200V左右，用示波器觀察整流 器的輸出電壓波形（示波器應(yīng)置于電源同步），正常時輸入電壓波形每周期有六 個波形，缺相時會缺少二個，如圖2所示。這一故障一般是由于整流器某只晶閘 管沒有觸發(fā)脈沖或觸發(fā)不導(dǎo)通引起的，這時應(yīng)先用示波器看一下六個整流晶閘管 的門極脈沖，如果有的話，關(guān)機后用萬用表 200Q檔測量一下各個門極電阻，將 不通或者門極電阻特別大的那只晶閘管換掉即可。2. 逆變器三橋臂工作：故障表現(xiàn)為輸出電流特別大，空爐時也一樣，且電源柜工作時聲音很沉重，啟動后把功率旋鈕調(diào)到最小位置，會發(fā)現(xiàn)中頻輸出電壓比正 常時高。用示波器依次觀察四個逆變晶閘管的陽極一陰極之間的電壓波形，正常時每一只的波形都如圖3所示。如果三橋臂工作，可以看到逆變器中有相鄰的二 只晶閘管的波形正常，另外相鄰的二只有一只沒有波形，另一只為正弦波，如圖 4所示，KK2觸發(fā)不通，其陽極一陰極之間的波形就是正弦波；同時KK2不導(dǎo)通會導(dǎo)致KK1無法關(guān)斷，所以KK1二端就沒有波形。3. 感應(yīng)線圈故障：感應(yīng)線圈是中頻電源的負載，它采用壁厚3至5毫米的方形 紫銅管制成。它的常見故障有以下幾種： 感應(yīng)線圈漏水，這可能引起線圈匝間打火，必須及時補焊才能運行。鋼水粘在感應(yīng)線圈上，鋼渣發(fā)熱、發(fā)紅，會引起銅管燒穿，