中頻電源的工作原理與檢修

1、中頻電源的工作原理與檢修 一 中頻電源的工作原理    中頻電源的工作原理為：采用三相橋式全控整流電路將三相交流電整流為單相直流電，經(jīng)電抗器平波后，成為一個(gè)恒定的直流電流源，再經(jīng)單相逆變橋，把直流電流逆變成一定頻率（一般為1000至8000Hz）的單相中頻電流。負(fù)載由感應(yīng)線圈和補(bǔ)償電容器組成，連接成并聯(lián)諧振電路。    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(dòng)和起動(dòng)后不能正常工作兩大類(lèi)。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(duì)整個(gè)系統(tǒng)作全面檢查，它包括以下幾個(gè)方面： 

2、   （一）電源：用萬(wàn)用表測(cè)一下主電路開(kāi)關(guān)（接觸器）和控制保險(xiǎn)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(gè)快速熔斷器、六個(gè)晶閘管、六個(gè)脈沖變壓器。在快速熔斷器上有一個(gè)紅色的指示器，正常時(shí)指示器縮在外殼里邊，當(dāng)快速熔斷器燒斷后它將彈出.應(yīng)當(dāng)特別注意,有些快速熔斷器的指示器較緊，當(dāng)快熔燒斷后，它會(huì)卡在里面，所以為可靠起見(jiàn)，可以用萬(wàn)用表通斷檔測(cè)一下快熔，以判斷它是否燒斷。    測(cè)量晶閘管的簡(jiǎn)單方法是用萬(wàn)用表電阻擋（R

3、5;1K擋）測(cè)一下其陰極陽(yáng)極，測(cè)量時(shí)晶閘管不用取下來(lái)。正常情況下，陽(yáng)極陰極間電阻應(yīng)為，用萬(wàn)用表電阻擋（R×1擋）測(cè)一下門(mén)極陰極電阻,應(yīng)在1050之間，過(guò)大或過(guò)小都表明這只晶閘管門(mén)極失效，它將不能被觸發(fā)導(dǎo)通或容易出現(xiàn)誤觸發(fā)的情況,容易燒晶閘管。應(yīng)當(dāng)特別注意,在路測(cè)量晶閘管時(shí)應(yīng)注意回路的影響,特別是水電阻的影響, 陽(yáng)極陰極間電阻大多數(shù)情況下不為,反而呈現(xiàn)一定的阻值,在檢測(cè)時(shí)應(yīng)注意消除這種影響.門(mén)極陰極電阻時(shí)應(yīng)注意消除脈沖變壓器的影響.    脈沖變壓器次邊接在晶閘管上，原邊接在主控板上，用萬(wàn)用表測(cè)量原邊電阻約為50。在維修實(shí)踐中,  脈沖

4、變壓器次邊的續(xù)流二極管出現(xiàn)故障的情況較多，檢查時(shí)用萬(wàn)用表二極管擋測(cè)其二端，正向時(shí)萬(wàn)用表顯示結(jié)壓降約有500mV，反向不通。或者用萬(wàn)用表電阻擋測(cè)其二端.    （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。與測(cè)量整流晶閘管不同的是檢查快速晶閘管應(yīng)特別注意四只快速晶閘管tg參數(shù)的一致性.    （四）變壓器：每個(gè)變壓器的每個(gè)繞組都應(yīng)該是通的，一般原邊阻值約有幾十，次極幾。應(yīng)該注意：中頻電壓互感器的原邊與負(fù)載并聯(lián)，所以其電阻值為零。    （五）電容器

5、：與負(fù)載并聯(lián)的電熱電容器可能被擊穿，電容器一般分組安裝在電容器架上，檢查時(shí)應(yīng)先確定被擊穿電容器所在的組。斷開(kāi)每組電容器的匯流母排與主匯流排之間的連接點(diǎn)，測(cè)量每組電容器兩個(gè)匯流排間的電阻，正常時(shí)應(yīng)為無(wú)窮大。應(yīng)當(dāng)用2500M的高壓搖表進(jìn)行檢查.由于水電阻的影響, 電容器的兩極間應(yīng)有一定的電阻值存在. 檢查結(jié)束后應(yīng)注意用用燈泡放電,不能直接用導(dǎo)線觸碰兩極直接放電,因?yàn)檫@樣有可能損壞電容器.確認(rèn)壞的組后，再斷開(kāi)每臺(tái)電熱電容器引至匯流排的軟銅皮，逐臺(tái)檢查即可找到擊穿的電容器。每臺(tái)電熱電容器由四個(gè)芯子組成，外殼為一極，另一極分別通過(guò)四個(gè)絕緣子引到端蓋上，一般只會(huì)有一個(gè)芯子被擊穿，跳開(kāi)這個(gè)絕緣子上的引線，這

6、臺(tái)電容器可以繼續(xù)使用，其容量是原來(lái)的3/4。電容器的另一個(gè)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，不易啟動(dòng).測(cè)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0.60.8紫銅線絞合而成。對(duì)于500公斤電爐，電纜截面積為480平方毫米，對(duì)于250公斤電爐，電纜截面積采用300-400mm2。水冷電纜外膠管采用耐壓5公斤的壓力橡膠管，里面通以冷卻水，它是

7、負(fù)載回路的一部分，工作時(shí)受到拉力和扭力，與爐體一起傾動(dòng)而發(fā)生曲折，因此時(shí)間長(zhǎng)后容易在電纜頭與電纜的連接處斷裂開(kāi)。水冷電纜斷裂過(guò)程，一般是先斷掉大部分后，在大功率運(yùn)行時(shí)把未斷小部分很快燒斷，這時(shí)中頻電源就會(huì)產(chǎn)生很高的過(guò)電壓，大多數(shù)情況下,操作者可以感受到”咚”的一聲震動(dòng).如果過(guò)電壓保護(hù)不可靠，就會(huì)燒壞晶閘管。 水冷電纜斷開(kāi)后，中頻電源無(wú)法啟動(dòng)工作。如不檢查出原因而反復(fù)啟動(dòng)，就很可能燒壞中頻電壓互感器。檢查故障時(shí)可用示波器，把示波器探頭夾在負(fù)載兩端，觀察按啟動(dòng)按鈕時(shí)有無(wú)衰減波形。確定電纜斷芯時(shí)先把水冷電纜與電熱電容器輸出銅排脫開(kāi)，用萬(wàn)用表電阻擋（R×100擋）測(cè)量電纜的電阻值，正常時(shí)電阻

8、值為零，斷開(kāi)時(shí)為無(wú)窮大。用萬(wàn)用表測(cè)量時(shí)，應(yīng)把爐體翻到傾倒位置，使水冷電纜掉起，或者把爐體反復(fù)開(kāi)到兩個(gè)極限位置,這樣使斷處徹底脫離，才能正確判斷是否斷芯。    通過(guò)以上幾個(gè)方面的檢查，一般能查出大部分的故障原因，接下來(lái)可以接通控制電源，作進(jìn)一步的檢查。中頻電源主電路合閘有手動(dòng)和自動(dòng)兩種。對(duì)于自動(dòng)合閘的系統(tǒng)，應(yīng)該特別注意必須先將電源線暫時(shí)斷開(kāi)，以確保主電路不會(huì)誤合閘。接通控制電源后，可以作下面幾個(gè)方面的檢查。    1將示波器探頭接在整流晶閘管的門(mén)極和陰極上，示波器置于電源同步，按下啟動(dòng)按鈕后即可看到觸發(fā)脈沖波形，應(yīng)

9、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(gè)晶閘管都看一下，如果門(mén)極沒(méi)有脈沖，可以將示波器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(méi)有，說(shuō)明脈沖變壓器損壞，否則問(wèn)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(mén)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(guò)示波器的時(shí)標(biāo)讀出脈沖周期，算出觸發(fā)脈沖頻率，正常時(shí)應(yīng)比電源柜的標(biāo)稱頻率高約20%，這個(gè)頻率稱為啟動(dòng)頻率。按下啟動(dòng)按鈕后，脈沖的間距加大，頻率變低，正常時(shí)應(yīng)比電源柜的標(biāo)稱頻率低約40%，

10、按一下停止按鈕，脈沖頻率立即跳回啟動(dòng)頻率。    通過(guò)上列檢查，基本上能排除完全不能啟動(dòng)的故障。啟動(dòng)以后工作不正常，一般表現(xiàn)在下列幾個(gè)方面：    1整流器缺相：故障表現(xiàn)為工作時(shí)聲音不正常，最大輸出電壓升不到額定值，且電源柜里的電抗器怪叫聲變大，這時(shí)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(shí)輸入電壓波形每周期有六個(gè)波形，缺相時(shí)會(huì)缺少二個(gè)，這一故障一般是由于整流器某只晶閘管沒(méi)有觸發(fā)脈沖或觸發(fā)不導(dǎo)通引起的，這時(shí)應(yīng)先用示波器看一下六個(gè)整流晶閘管的門(mén)極脈沖，如果有的話，

11、關(guān)機(jī)后用萬(wàn)用表（R×1擋）檔測(cè)量一下各個(gè)門(mén)極電阻，將不通或者門(mén)極電阻特別大的那只晶閘管換掉即可?；蛘邤嚅_(kāi)整流器的負(fù)載,用34只燈泡(60100W)串聯(lián)后接在整流器輸出排的二端, 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(shí)輸入電壓波形每周期有六個(gè)波形，缺相時(shí)會(huì)缺少二個(gè)，這一故障一般是由于整流器某只晶閘管沒(méi)有觸發(fā)脈沖或觸發(fā)不導(dǎo)通引起的.    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(shí)也一樣，且電源柜工作時(shí)聲音很沉重，啟動(dòng)后把功率旋鈕調(diào)到最小位置，會(huì)發(fā)現(xiàn)中頻輸出電壓比正常時(shí)高。用示波器依次觀察四個(gè)逆變晶閘管的陽(yáng)極陰極

12、之間的電壓波形。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(méi)有波形，另一只為正弦波，觸發(fā)不通的這只晶閘管，其陽(yáng)極陰極之間的波形就是正弦波；同時(shí)這只晶閘管不導(dǎo)通會(huì)導(dǎo)致與它對(duì)應(yīng)的那只晶閘管無(wú)法關(guān)斷，所以那只晶閘管二端就沒(méi)有波形。    3感應(yīng)線圈故障：感應(yīng)線圈是中頻電源的負(fù)載，它采用壁厚3至5毫米的方形紫銅管制成。它的常見(jiàn)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(shí)補(bǔ)焊才能運(yùn)行。    鋼水粘在感應(yīng)線圈上，鋼渣發(fā)熱、發(fā)紅，會(huì)引起銅管燒穿，必須及時(shí)清除干凈。    感應(yīng)線圈匝間短路，這類(lèi)故障在小型中頻感應(yīng)爐上特別容易發(fā)生，因?yàn)闋t子小，在工作時(shí)受熱應(yīng)力作用而