检修方法
中频电源正常工作时有时会出现逆变失败、电路短路、过电流保护动作的故障现象。 大量实践证明这此现象多数并不是设备故障而是工人操作不当或是金属感应炉或负 载参数突变所致。因此当设备因过电流动作而停机时不要急于断定为设备故障可重 新试启动设备。如困设备再次启动失败就应考虑设备故障的原因了。一般情况下维修电 工可按下列程序检查设备故障 (1)检查电网电压是否正常。
(2)检查仪表箱上的稳压电源的各电压、电流表读数都是否正常。 (3)检查整流电压是否能正常调节。
(4)用1000HZ他激电源检查逆变触发电路要注意逆变稳压电源的电流数值是否正常。 (5)检查主电路是否有短路现象。
(6检查补偿电容或电热电容有无击穿短路现象等等。
一也谈中频电源三桥臂运行
故障现象:起动困难,声音发噪.直流电压低,直流电流很高,且中频电压比直流电压高
3倍左右.用示波器观查桥臂波形时,有一桥臂为一直线(无压降),另一桥臂为很高的正弦波 行.
原因:1)为正弦波的臂____晶闸管未导通 二中频电源三桥臂运行
故障现象起动困难偶尔起动中频啸叫声比正常时低直流电压低直流电流很大 加大直流电压过流用示波器观察逆变桥臂波形时有一臂正常另一臂为直线。
1. 可能逆变侧有一桥臂的元件损坏或击穿用万用表重点检查晶闸管的阻值检查阻容吸 收电路中的电容是否击穿检查外线是否短路
2. 可能逆变侧有一桥臂的晶闸管没有被触发导通检查逆变触发脉冲是否正常晶闸管的 触发功率是否太大
3. 逆变移相反压角太小使晶闸管不能关断加大逆变反压角增加储备时间使晶闸管 可靠管断或增加负载电路的电容量使频率降低一些
4. 负载炉圈对地短路或扎间短路将造成三桥臂运行造成过流。 三电热电容器的故障
1. 电容内部打火机器运行时里边有响声是绝缘击穿应跟换新的。
2. 电容外部打火 机器运行时外部打火电容壳体对地绝缘不好或串联并联升压的 串联电容与并联电容壳体相连。
3. 冷却水不通导致发热绝缘损坏应及时处理。 四电热电容器的绝缘的检查
电容器的绝缘电阻分为两极、多级间的绝缘电组和两极对壳体的绝缘电阻由于电容其是由 串、并联电容元件构成个别元件的绝缘劣化不会使整台电容器的绝缘电阻降低所以遥测 极间绝缘电阻很难发现缺陷。因此这项试验一般不做而只做两极或多级对外壳的绝缘电 阻测定。根据额定电压的不同采用不同的伏数的摇表。现以额定电压750v为例采用1000v 的摇表摇侧前应先将电容放电。摇侧时应先将摇表摇至规定的转速待其指针平稳后 提示只要细心检查按照控制装置的工作原理认真分析查看原理图分析
工作原理就可以迅速查出故障所在并予以排除。 www.docin.com
在将摇表接至电容器的两极上继续转动摇表。开始由于对电容充电指针会下降然后 慢慢升起直至稳定此时的读数极为电容器的极间电阻一般情况下1000v不得低于1兆欧。 再读完数以后应先将摇表线撤下在停止摇动。否则由于电容器放电容易烧坏表头。遥 测后应将电容器放电以免触电。 五中频电源重载起动困难
1. 负载不匹配调整电容或拔出一些炉料 2. 电热电容器、炉圈有故障。 3. 炉圈对炉体绝缘不好。 4. 水电缆对地绝缘不好。 5. 起动电路预充电电压低
六中频整流直流电压偏低调不高 1脉冲功率处于临界值。 2. 触发脉冲宽度不够。
3. 整流晶闸管性能不良晶闸管开路或快速熔断器烧断。 4. 整流触发板有虚焊
5. 给定电压有波动即整流稳压有波动或调功电位器接触不良。 6. 整流触发中有干扰。逆变干扰整流。
7移相脉冲触发角调不到α=0度。可能是截流截压电路有元器件损坏或焊点不良所 致。
8某一晶闸管触发电路故障或晶闸管性能变坏而不能触发导通也会造成输出电压
调不高。可检查触发电路板是否有政党的脉冲输出此脉冲是否送到了晶闸管晶闸管是否 能导通判断故障所在。
七滤波电抗器故障
1. 线圈绝缘损坏线圈匝间击穿短路时低直流电压、低直流电流可以起动。加大
直流电压由于电感量下降电路中电流突变造成过流。线圈对铁芯短路时造成整流电路对 地短路可能使整流晶闸管击穿。
2. 电抗器声音异常铁芯或气隙未夹紧或三相电压有波动。 3.直流电压不稳定
八,直流输出电压不稳定滤波电抗器有断续的响声观察输出波形有误导通现象 1、 整流桥臂中某晶闸管由于触发功率小外来干扰引起误导通 2、 整流桥的触发脉冲不稳定跳动或脉冲波形畸变 处理方法
1、在晶闸管的阴极于控制极并联0.47微法的电容或更换触发功率大的元件 2、检查相应的脉冲板有无断线虚焊。 九,中频电源逆变桥不起振
原因1、中频反馈信号极性不对 2、启动电路故障
3、中频反压角小
十,整流电路恶性故障脉冲变压器原副边击穿短路
提示发生此种故障时不管高频或中频机都要立即停止运行因为 整流电压调不高的结果是使用权系统的输出功率降低严重时会造成 晶闸管损坏所以切不可勉强继续工作。 www.docin.com
故障现象三相断路器保护动作整流晶闸管击穿。严重时烧坏整流触发电路大多数 元件
故障检查与分析[纯属个人见解]
用万用表电阻档R×1Ω档测三相全控式整流电路中的六只晶闸管电阻值为0,更换晶闸管 后不要急于送电现在很多中频电源都将整流触发脉冲变压器其中在一块线路板上如果脉 冲变压器一、二次漏电高压将串到晶闸管的控制极导致晶闸管控制极击穿引起晶闸管击 穿。甚至烧坏整流触发电路中的末级功放元件。因为脉冲变压器主要功能是变压与隔离。 中频电源运行失败的原因
十一,中频电源启动成功后电压或电流升到某一值时出现过流或过压。 1. 逆变触发电路有接触不良导致运行中某一时刻无触发脉冲 2. 个别晶闸管反向峰值电压变低出现电压击穿 3. 一些发热元件温度变化
4. 电抗器匝间绝缘损坏中频电压互感器电流互感器绝缘损坏或接触不良脉冲变压器 原边元件损坏
5. 保护电路误动作 6. 逆变反压角小
通水软电缆断芯 通水软电缆与炉体一起倾动而发生曲折因此容易断裂。多股软电缆断裂 过程一般是先断掉大部分后在大功率运行时把未断小部分很快烧断这时中频电源会产 生很高电压如果电压保护不可靠时会烧坏逆变晶闸管。通水软电缆断开后中频电源无 法起动工作。如不检查出原因而反复起动时会烧损中频电压互感器。故障检查时可用示波器
把示波器夹子接在负载两端按起动按钮时无衰减振荡波形。确定电缆断芯时先把软电缆与 中频补偿电容器输出铜排拖开用万用表R×1档测量电缆电阻不断时R为零断开时为 无穷大用万用表测量时应把炉体转到倾倒位置是电缆吊起这样使断处彻底脱离才能 正确判断断芯
十二,中频电源不能起动 1. 频率跟踪信号回路接错 2. 负载短路
3. 滤波电抗器绕组对铁心短路 4. 负载开路 5. 起动电路故障
6. 逆变出发电路无稳压电源
十三,中频电源提高逆变触发脉冲的幅度和陡度
1. 提高陡度首先提高输入信号的陡度,减小输出变压器的漏感,提高工放级的饱和度. 2. 提高幅度
在元件已处于饱和状态的条件下提高脉冲幅度最直接的方法是提高逆变触发板稳压电源电 压。
十四,整流桥无直流电压输出
根据电路的工作原理可知故障原因在控制电路中,由于整流晶闸管与触发电路共有六
个,它们不可能同时损坏,所以故障往往出在一些有的因素上.如:
1、 整流出发点路无脉冲输出 。整流触发电路或攻放级电路无直流电源电压移相 电路的偏压消失功率调节电为器滑动刷接触不良或断开。
2、 拉逆变用短接给定电源的小晶闸管误触发或损坏保护电路误动作。 3、 主回路开关或主接触器触头接触不良。
4、 晶闸管被击穿造成相间短路。可有用万用表逐一测量晶闸管找出损坏的并更www.docin.com 换。
5、 没有整流触发电压触发电流触发脉冲不能移相。可用示波器逐一检查触发板 上的波形。
十五整流电压不稳定
空载时直流电压表指针发生不规则的摆动故障原因可能是触发电路虚焊使晶闸管 时通时不通造成的也可通过整流触发电路的电流表的指针是否也随着摆动来判断。 空载时下流电压表指针不发生摆动逆变器工作后才出现电压不稳定现象往往是中 频的干拢造成整流晶闸管误导通所致。
滤波电抗器碰线使其电感值下降对中频电源的隔离作用降低中频电源电压侵入 到整流电路也是电压不稳定的一个重要因素。 整流器丢失触发脉冲造成缺相。
整流触发器损坏。此故障可以从电流表有无电流指示来判断或用示波器检查整流触 发板上各级波形。
脉冲变压器发开路或短路现象。 脉冲传输板上的二极管开路或短路。
晶闸管门极有开路或短路接线有松动现象等。
十六逆变电路无法启动
逆变电路启动时整流电压正常电流表无反应
启动电路没有动作。可检查继电器和启动电路的元器件。
1 启动电容是否接入电路。可用万用表检查启动接触器触头是否接触良好。整流 二极管是否损坏。
2 自动调频电路故障无逆变触发脉冲输出。应检查自动调频信号的传输有无断 线接触是否良好。
3 用示波器观察是否有启动脉冲逆变触发器是否良好。
2、 逆变电路启动时电流表有瞬间反应随后电路发生过电流保护动作
1 检查启动晶闸管是否良好是否已击穿造成电路不完全短路。因为不完全短 路点会随着振荡电压的增加而变成完全短路产生大电流从而造成过电流保护。 2 过电流保护整定值太低重载起动电流太大保护装置在启动电流的作用下出 现保护动作电路无法启动。
3 逆变触发电路无脉冲输出。可导致一相晶闸管不导通相当于功率因数很低的 工作情况启动电流很大故产生过电流保护动作。
4 逆变触发器受干扰。可在脉冲触发板的信号输入端并联接入电容并考虑将自 动调频信号馈线换为屏蔽线。
3、 启动时发生过电流保护动作出现硒堆放电现象 1 感应电炉断路水冷电缆因长期工作而断线。 2 逆变主电路突然发生对地短路。停电后可用万用表检查。 十七、晶闸管中频电源的调试与分析 提示无论是什么原因造成整流电压缺相或不稳定指针来回摆动等到现象往往伴随
有电抗器发出振动和很大杂音的现象。根据此可验证故障所在部位 提示为了增加系统抗干扰能力在实用中可将并联接入的两个
电容值适当增加。信号线选用上好的金属屏蔽线并一端接地。 www.docin.com
摘要讲述了晶闸管中频电源调试前的检查整流电路的调试逆变电路的调试。 关键词晶闸管中频电源、检查、调试
一台刚安装好的晶闸管中频电源或大修后的晶闸管中频电源都必须经过调试。调试的
主要目的是第一调试过程是检查在安装过程中或维修过程中存在的问题并给予解决。 第二调整运行参数使中频电源能安全可靠运行。
现以KGPS—250—1型晶闸管中频电源为例如图一讲述调试的全过程。 一、安装情况的检查 调试前须详细检查一下设备的安装情况。检查设备接头有无松动脱焊之处。非等电 位的裸线不得有碰机壳或相接。内接地线、总接地线是否接牢。对于有相序要求的整流触发 电路必须检查三相进线相序。三相进线由低压盘进来时避免与机壳接触。尤其是不要把三条 电缆线从捆绑的形式靠在机壳上这样损失电能。 二、整流电路的调试 1
测整流触发脉冲 现以KCZ6集成六脉冲触发组件构成的整流触发电路为例讲述脉冲间隔与移相范围的
调整。调试前主电路不送电,闭合QK1控制电路送电。此时整流功放电压表PV2应在24V—30V以内指示,整流功放电流表PA2 应在80—200mA内指示。 2
脉冲间隔60度参数的调整 要求在任意移相角时均能保证有60度相差而且60度相差要测量准确到60±3度
以内。建议用双踪示波器一组探头测A相相电压波形稳定后不动把X轴放大使A相 正半周180度占示波器屏幕上六大格每一大格为30度每一大格的1/10为3度。用另一 组探头测晶闸管KG1控制极触发脉冲如果把KG1控制极触发脉冲前沿放在示波器屏幕六 大格第一格位置上则KG2控制极触发脉冲前沿应落后KG1控制极触发脉冲前沿两大格即在第三格位置上。同理KG3—KG6控制极触发脉冲应在KG2控制极触发脉冲滞后60度位置上依次出现。如果它们之间的间隔不是60度可调节触发组件中的RW2—RW4微调电 位器来进行调整。在调整移相范围和小电流实验观察整流输出电压波形时要反复校对几次。 3脉冲移相范围的调整。 影响移相范围大小的有给定电压、偏移电压。首先将调功给定电位器RP1逆时针旋至
最小位置此时触发脉冲应在90度位置即控制角α=90度。顺时针旋动调功给定电位器 RP1到最大位置脉冲能由90度移动到零度。用导线将IN点接地即给定电压为零接 地后脉冲后移60度即控制角α=150度位置这时移相范围满足要求。若脉冲不在90度 和零度位置调功给定电位器RP1处在最小和
最大位置可调整给定电位器PR2和PR3。若脉冲不在150度位置可调整偏移电压即 调整触发组件中RW1电位器调整后的移相
范围如图二所示。调完后将给定电位器PR2和PR3锁紧准备做小电流实验。 4整流桥小电流实验 断开电抗器X4与逆变电路连接的铜排 即图一的20号端子。闭合Q1暂负载灯泡
=150度 =90度 图二 t t t t U
U www.docin.com
接通逆时针调节调功给定电位器PR1至最小。闭合QF1和QK1主电路和控制电路送电 此时直流电压表PV1指示为零即控制角α=90度。然后缓慢匀速顺时针旋转调功给定电位器PR1用示波器观察整流输出电压波形应显示为平滑的脉动直流电压波形。不应该有缺波的现象。同时直流电压表PV1指针由零连续无跳变平稳上升到最高直流电压即整流输
出直流电压Ud=2.34Ecosα,E为相电压的有效值。控制角α=0度时输出电压为最高反 复几次如上述状态说明整流输出电压正常。
试验中可能出现的问题如下①调功给定电位器PR1至最小位置控制角α≠90度或
调功给定电位器PR1至最大位置控制角α≠0度。这时需重新调整移相范围。②移相过程中触发脉冲间隔不一致导致输出电压波形不对称如图三所示的现象。还需细致校验脉冲间 隔调试以直流输出电压波形锯齿大小一致为准。
5整流桥大电流实验 试验前断开电抗器X4与逆变电路连接的铜排即图一中20号端子在19号和21
号端子连接水电阻水电阻是由两块有一定距离的铜板作为两个电极浸在较大浓度的食盐 溶夜中。逆时针调节调功给定电位器PR1至最小位置调节过流保护整定电位器PR4到最 大位置。闭合QF1和QK1主电路和控制电路送电。然后缓慢匀速成顺时针旋转调功给定电位器PR1观察直流电流表PA1将直流电升到600A250KW过流保护整定值为600A。调节过流保护整定电位器RP4使过流保护动作过流保护指示灯亮。经过几次反复操作且过流保护系统正常动作电流保护整定值调节完毕大电流实验结束一切复原做好逆变起 动的准备。
试验中可能会出现直流电压跳动电抗器X4发生不规则冲击声用示波器观察滤波
前的电压波形有不规则跳动如图四所示其原因大致有两条①晶闸管的控制极进入干扰信 号。干扰信号是由晶闸管在关断与导通时产生的电压跳变而引起的。这些突变电压通过线路 耦合或空间侵入到晶闸管控制极上使晶闸管误导通遇到这种情况应检查一下整流触发电 路所有元件查看是否损坏或脱焊及加强对整流触发稳压电源的滤波。②整流触发脉冲中有 一脉冲宽度处于临界值查一下补充脉冲和原脉冲是否有丢失的。
三、逆变电路的调试 1逆变触发脉冲的测试。 主电路不送电闭合QK1控制电路送电将逆变触发电路中的它激检测开关置检测
触发脉冲位置上此时用示波器分别测逆变晶闸管控制极触发脉冲波形如图五所示幅值 应在4V以上而且4只晶闸管控制极触发脉冲波形幅度宽度近于相等Vg7、Vg10Vg8、
Vg9这两路脉冲互差180度即两对角晶闸管为一路脉冲另一对角晶闸管为一路脉冲同 时逆变触发功放电流表PA3有200—400mA的指示以上说明逆变触发电路工作正常。如果图三
图四 www.docin.com
发现触发脉冲幅值有的低于正常值很多则应停电先测一下逆变晶闸管阴极与控制极电阻
如电阻低于5欧姆以下其余管在大于10欧以上值时说明晶闸管触发功率过大导致脉 冲负载过重。有可能触不通该管故换掉该管。
2逆变器的起动 闭合 QF1和QK1主电路和控制电路送电调节调功给定电位器PR1使直流输出电压
为100V—150V之间某一电压不动按下充电按钮开始给电容C2充电5—10秒后,松开 充电按钮按下放电按扭电容C2对感应器L开始放电。此时装置产生中频嘘叫声中频电压表PV4有相应指示频率为1KHZ时中频电压与直流电压之比为1.3—1.5则逆变起动成功调节调功给定电位器PR1使中频电压升到780V然后调节过压保护整定值电位器PR5使过压保护动作过压保护指示灯亮过压保护整定值调节完毕。如果中频电压表无读数 中频电源无嘘叫声声音异常直流电流表读数很大则表明起动失败其失败的原因大致 如下
①可能有一桥臂的晶闸管损坏直通。 ②可能有一桥臂的晶闸管没有被触发。
③可能有一桥臂的晶闸管反压角太小使晶闸管无法关断。
中频炉经常烧逆变可控硅应重点检查那些部位
1、 主要是大电流和大电压失控引起的1高电压失控中频电压升到一定的值时 逆变器颠覆无法在高阻抗情况下运行元件的耐压降低或冷却效果不好系统的绝 缘性能降低中频电压升高时机器对地短路检查中频电容和炉子。干扰也可能引起 逆变触发线要离主电路远一些2大电流失控中频电压的反压角过小触发电路是 否有接触不良另外还要注意关断时间的一直性。
2、现在由于元件的质量已经过关如果工艺良好可靠性已经非常高。逆变可控硅 管相对来讲是比较薄弱的部件。如果频繁地损坏必然有原因。应着重检查
1逆变管的阻容吸收回路重点检查吸收电容器是否断路。这时应该采用能 够测量电容量的数字万用表检测电容器仅仅测量它的通断是不够的。如果逆变吸收 回路断线极易损坏逆变管
2检查管子的电气参数是否满足要求杜绝使用不合格厂家流入的元件 图五
180度
间隔180度的逆变触发脉冲波形 www.docin.com
3逆变管的水冷套及其他冷却水路是否堵塞虽然这种情况较少但确实出现 过容易忽略。
4注意负载有无对地打火的现象这种情况会形成突变的高电压造成逆变管 击穿损坏。
5运行角度偏大或偏小都会引起逆变管频繁过流从而损伤管子容易造成 永久性的损坏。
6在不影响启动的情况下适当加大中频电源至炉体的中频回路接线电感可 以缓解因逆变管承受过大的di/dt造成的损坏。 中频电源检查
中频电源板不带负载电感线圈检查实际就是一个空机的调试调试进入到这以后应就是一些 逆变元件热电容、电感、水套等的普通绝缘检查及在机根据电感线圈逆变角度调整了。 准备工作
1、在机柜上检查出损坏元件并更换坏了的元件特别注意现一些采购员所采回的逆变管
如中频电压稍高炸管此管就有可能为伪劣可砸开看看。
2、确认无故障元件后先做好一个检修整流用的串接灯用塑铜单线1.5平方 将两个
150W/220V白灯泡串起来当然也可用电炉但没这直观见下图。另还需备好20M/6平方及 30M左右/50平方塑铜线后面要用。
www.docin.com 3、在整流输出分流器后端接上前做好一个检修整流用的串接灯按上图接好示波器。将 示波器测试表笔放在101上探头输入放在直流 X档打在5V/格 Y打在1ms/格。 4、如是新手拆去后级铜排的两个+/-连接逆变罗栓使之和下级不发生关系稍懂的人可 不用就拆找到逆变板上的触发线即G线全部断开使逆变部分不能工作有些机上带开 关可使逆变停止。
5、打开水阀并把功率电位器放到原始位最小功率处找到中频板上的过电流微调 电位器交它旋至灵敏最高端最小电流位置以防调试过程中发生短路故障时提供过流保 护。
一 调校三相整流电流
1 示波器Y轴放在直流输入测试探头置10*1档探头两端挂在一个灯泡上看6个整流 电流波形是否高度宽度一致否则需进行调校成相同如调不到相同应找出整流故障点(这 步修机一定要进行,以做到心中有数).
2功率电位器放置最小调整启动移相角度为150度返回再校一下整流电流波形然后 去掉灯。
二调过流保护
1用6平方塑铜线约20M挂接在整流输出两端平放松开在地上。
2放开限流将过流电位器顺时钟大逆时钟小反时钟转到底将工作与检修开关 放在检修位置启动逆变开关转动功率电位器然后开机一次调一下开机一次调一下 一步一步慢慢校向上调使过流点在240A左右过流保护动作指示灯亮。
3然后再将限流电位器启动逆变开关转动功率电位器然后开机一次调一下开机一 次调一下一步一步慢慢校向上调使的逆时钟校调限流点在200A左右电流不再上升。如
果上调试能够完成则说明整流部分已正常 三调启动环节
1将检修与工作开关转换在‘工作’状态逆变开关放在‘关’位置。
2按下逆变开关看直流电压表直流电压是否在100V左右如不是需进行调整到100V左 右正常后看3秒钟转换后直流电压是否到400V若等于500V则说明为满载功率启动需 将电压校整回到400V。
3以上正常说明调试工作的预充电环节符合要求否则需检查充电回路。 四逆变检查
1示波器接在中频炉体两端[应先检查电抗器对地大20K电缆电容炉体正常] 正常后按下逆变开关仔细观察中频电压表瞬间有没向上摆一点示波器有无瞬间交流正弦 流有则说明逆变满足振荡条件说明引前角度不对需校整电压与电流角度如果无论样调 整都始终不能启动故障然为‘过流’则应主要查引前脉冲上的元件上的电流互感器中频 电压信号变压器电流电压板前电位器是否有问题。
2检查中频信号变压器是否开路与短路或人为故障该故障常忽略示波器接线圈两端 看有无瞬间启动脉冲无说明有故障。
3检查电流互感器是否开路与短路或人为故障该故障常忽略示波器接线圈两端看有 无瞬间启动脉冲无说明有故障。
4检查信号环节上的各个回路是否有人为故障是否有开路与短路取样电容是否正常
无说明有故障。
5磁板电位器是否正常。示波器接线两端看有无瞬间启动脉冲无说明有故障。
6示波器挂接逆变管KK触发线圈初级两端看有无瞬间启动逆变脉冲无说明有故障。 五仿炉体 www.docin.com
以上环节都正常后仍然不能启动逆变报过流后。断开炉体用塑铜线BV-0.5-50的 导线仿感应线圈即导线绕7~10圈直径为300~500毫米。接在转换板前断开真空炉 开机来断真空炉是否有短路故障如逆变成功则说明真空炉有短路故障。 六中频电压与直流电压值
机器能启动后开机后中频电压与直流电压比值大调整困难用万用表交流档测4个逆 变管KK的压降是否一至逆变管KKJ是否用错用上伪劣商品或整流管中频信号变压 器线接错可调换一试。如果以上均没问题中频电压与直流电压比仍为2.0左右不能调 到1.3~1.5。只有将取样电流线圈上的电容量减少一半试试。
中频电炉功率上不去故障分析
设备工作正常但功率上不去分析处理设备工作正常只能说明设备各部件完好。 功率上不去说明设备各参数调整不合适影响设备功率上不去的主要原因有 1、炉体与电 源不配套严重影响功率输出 2、整流部分没调好整流管未完全导通直流电压没达到额 定值影响功率输出 3、中频炉输出回路的分布电感和谐振回路的附加电感过大也影响最 大功率输出 4、 中频炉电压值调得过高过低影响功率输出 5、截流、截压值调节得不当 使得功率输出低 6、补偿电容器配置得过多或过少都得不到电效率和热效率最佳的功率输 出即得不到最佳的经济功率输出.
中频电源板不带负载电感线圈检查实际就是一个空机的调试调试进入到这以后应就是一 些逆变元件热电容、电感、水套等的普通绝缘检查及在机根据电感线圈逆变角度调整了。
中频电源系统维护与维修
一、中频电源系统维护
系统维护分为三大部分水路系统机械系统和电气系统重点是电气系统的维护。 实践证明中频电源系统绝大多数故障的发生与水路有直接关系。因此水路要求水质、 水压、水温、流量务必达到设备规定要求。
电气系统的维护: 电气系统必须定期检修由于主回路连接部分容易发热从而引起打
火出现许多莫名故障。
二、中频电源系统常见故障的检测方法只介绍电气系统 ㈠.检测常用仪器仪表:.
数字式万用表,绝缘摇表,电感电容表,示波器(专业人员用)。 ㈡.系统主回路方框原理图:
断路器 三相全波整流和滤波 逆变和中频负载三相交流输入 ㈢.系统检测
系统检测分四部分.,
1.控制系统的检测(断路器及其控制部分
这部分检测比较简单.一般电工根据断路器说明书和系统主回路图中的控制原理图即 可检测.
检测结果应为断路器操作正常,门板按钮和指示灯正常. 2.整流部分的检测
首先,系统必须通水,将主回路从滤波电抗器前级断开,在三相全波整流输出两端接一个
≤500Ω,≥500W的电阻性负载(常用2个或4个150W灯泡串联)。开机后直流电压表应能指
示在大约1.35×Ul位置Ul交流输入线电压。 www.docin.com 3逆变和中频负载检测
控制系统和整流部分正常后接入逆变和中频负载若不能正常开机启动先检查主电
路板接线,对掉114115后重新启动若无法启动须更换主电路板若还不能正常开机应 为逆变和中频负载有问题。其检测须逐个元件检测。 ㈣主要元器件的检测 1可控硅的检测方法
用数字式万用表200KΩ挡测可控硅正反向电阻应在10KΩ100KΩ之间阻值受水 路影响, 用数字式万用表200Ω挡测可控硅门极电阻应在10Ω20Ω之间。 2电容器的检测方法 拆开电容器的连接铜排。用500V绝缘摇表测试各电容器每个柱子是否充放电正常应 能充放电。注意选用的绝缘摇表电压不能大于电容器额定电压。用电感电容表测各电容器 每个柱子容量值是否正常,并注意用BV-0.5-1.5导线将摇表摇充过电的放掉电可对比各组 电容放电强度观察好坏 3炉子的检测方法
观察匝间是否短路线圈对保护地绝缘是否良好。
4电路板检测须专业人员用示波器检测怀疑其有问题时可直接更换。 ㈤中频感应加热电源常见故障与维修
中频电源广范应用于熔炼透热淬火焊接等领域不同的应用领域对中频电源有不同的要 求因此中频电源的控制电路和主电路有不同的结构形式只有在熟练掌握这些电路的基本
工作原理和功率器件的基本特性的基础上才能快速准确地分析判断故障原因采取有效的措 施排除故障。在此仅对典型电路和常见故障进行探讨。 1、开机设备不能正常起动
1.1故障现象起动时直流电流大直流电压和中频电压低设备声音沉闷过流保护。 分析处理逆变桥有一桥臂的晶闸管可能短路或开路造成逆变桥三臂桥运行。用示波器 分别观察逆变桥的四个桥臂上的晶闸管管压降波形若有一桥臂上的晶闸管的管压降波形为 一线该晶闸管已穿通若为正弦波该晶闸管未导通更换已穿晶闸管并查找晶闸管未 导通的原因。
1.2 故障现象
起动时直流电流大直流电压低中频电压不能正常建立。
分析处理 :补偿电容短路.断开电容,查找短路电容,更换短路电容。 1.3 故障现象
重载冷炉起动时,各电参数和声音都正常,但功率升不上去,过流保护。 分析处理
1 逆变换流角太小。用示波器观看逆变晶闸管的换流角把换流角调到合适值
2 炉体绝缘阻值低或短路用兆欧表检测炉体阻值。排除炉体的短路点 3 炉料钢铁相对感应圈阻值低用兆欧表检测炉料相对感应圈的阻值若阻值低
重新筑炉。
1.4 故障现象 零电压扫频起动电路不好起动, 分析处理
1 电流负反馈量调整得不合适检查电流互感器同名端 2 信号线是否过长过细
3 中频变压器和隔离变压器是否损坏特别要注意变压器匝间短路重新调整电流
负反馈量更换已损坏的部件。 www.docin.com
1.5 故障现象 零电压它激扫频起动电路不好起动。 分析处理
1扫频起始频率选择不合适重新选择起始频率
2扫频电路有故障用示波器观察扫频电路的波形和频率排除扫频电路故障。 1.6 故障现象 起动时各电参数和声音都正常升功率时电流突然没有电压到额定
值过压过流保护。
分析处理负载开路检查负载铜排接头和水冷电缆。 2.设备能起动但工作状态不对
2.1 故障现象 设备空载能起动但直流电压达不到额定值直流平波电抗器有冲
击声并伴随抖动。
分析处理 关掉逆变控制电源在整流桥输出端上接上假负载用示波器观察整流
桥的输出波形可看到整流桥输出缺相波形缺相的原因可能是 1整流触发脉冲丢失
2触发脉冲的幅值不够宽度太窄导致触发功率不够造成晶闸管时通时不通 3双脉冲触发电路的脉冲时序不对或脉冲丢失 4晶闸管的控制极开路/短路/接触不良。 2.2 故障现象
设备能正常顺利起动当功率升到某一值时过压或过流保护。 分析处理 分两步查找故障原因
1先将设备空载运行观察电压能否升到额定值若电压不能升到额定值并且多次
在电压某一值附近过流保护这可能是补偿电容或晶闸管的耐压不够造成的但也不排除是 电路某部分打火造成的,,
2 电压能升到额定值可将设备转入重载运行观察电流值是否能达到额定值
若电流不能升到额定值并且多次在电流某一值附近过流保护这可能是大电流干扰要特 别注意中频大电流的电磁场对控制部分和信号线的干扰。 3. 设备正常运行时易出现的故障
3.1 故障现象 设备运行正常但在正常过流保护动作时烧毁多只KP晶闸管和快熔。
分析处理
过流保护时为了向电网释放平波电抗器的能量整流桥由整流状态转到逆变状态这时
如果α120度;就有可能造成有源逆变颠覆烧毁多只晶闸管和快熔开关跳闸并伴随
有巨大的电流短路爆炸声对变压器产生较大的电流和电磁力冲击严重时会损坏变压器。 3.2 故障现象
设备运行正常但在高电压区内某点附近设备工作不稳定直流电压表晃动设备伴随
有吱吱的声音这种情况极容易造成逆变桥颠覆烧毁晶闸管。
分析处理 这种故障较难排除多发生于设备的某部件高压打火 1连接铜排接头螺丝松动造成打火 2断路器主接头氧化导致打火
3补偿电容接线桩螺丝松动引起打火补偿电容内部放电阻容吸收电打 火
4水冷散热器绝缘部分太脏或炭化对地打火,
5炉体感应线圈对炉壳/炉 底板打火炉体感应线圈匝间距太近匝间打火或
起弧。固定炉体感应线圈的绝缘柱因高温炭化放电打火 6晶闸管内部打火。
3.3 故障现象 设备运行正常但不时地可听到尖锐的嘀—嘀声同时直流电压表有www.docin.com 轻微地摆动。 分析处理
用示波器观察逆变桥直流两端的电压波形一个周波失败或不定周期短暂失败并联谐
振逆变电路短暂失败可自恢复周期性短暂失败一般是逆变控制部分受到整流脉冲的干扰
非周期性短暂失败一般是由中频变压器匝间绝缘不良产生。
3.4 故障现象 设备正常运行一段时间后出现异常声音电表读数晃动设备工作不 稳定。
分析处理
设备工作一段时间后出现异常声工作不稳定主要是设备的电气元器件的热特性不好
可把设备的电气部分分为弱电和强电两部分分别检测。先检测控制部分可预防损坏主电 路功率器件在不合主电源开关的情况下只接通控制部分的电源待控制部分工作一段时 间后用示波器检测控制板的触发脉冲看触发脉冲是否正常。
在确认控制部分没有问题的前提下把设备开起来待不正常现象出现后用示波器观
察每只晶闸管的管压降波形找出热特性不好的晶闸管若晶闸管的管压降波形都正常这 时就要注意其它电气部件是否有问题要特别注意断路器、电容器、电抗器、铜排接点和主 变压器
3.5 故障现象 设备工作正常但功率上不去。 分析处理
设备工作正常只能说明设备各部件完好功率上不去说明设备各参数调整不合适。影响设 备功率上不去的主要原因有
1整流部分没调好整流管未完全导通直流电压没达到额定值影响功率输出
2中频电压值调得过高/过低影响功率输出 3截流截压值调节得不当使得功率输出低
4炉体与电源不配套严重影响功率输出
5补偿电容器配置得过多或过少都得不到电效率和热效率最佳的功率输出即得不
到最佳的经济功率输出
6输出回路的分布电感和谐振回路的附加电感过大也影响最大功率输出。 3.6 故障现象 设备运行正常但在某功率段升降功率时设备出现异常声音抖动电 气仪表指示摆动。
分析处理这种故障一般发生在功率给定电位器上功率给定电位器某段不平滑跳动
造成设备工作不稳定严重时造成逆变颠覆烧毁晶闸管。
3.7 故障现象 设备运行正常但旁路电抗器发热烧毁。 分析处理造成旁路电抗器发热烧毁的主要原因有 (1旁路电抗器自身质量不好
2逆变电路存在不对称运行造成逆变电路不对称运行的主要原因来源于信号回路。
3.8 故障现象 设备运行正常经常击穿补偿电容。 分析处理 故障原因
1中频电压和工作频率过高 2电容配置不够
3在电容升压电路中串联电容与并联电容的容量相差太大造成电压不均击穿电
容
3 却不好击穿电容。
3.9 故障现象 设备运行正常但频繁过流。 分析处理 www.docin.com
设备运行时各电参数波形声音都正常就是频繁过流。当出现这样的故障时要注意
是否是由于布线不当产生电磁干扰和线间寄生参数耦合干扰如强电线与弱电线布在一起 工频线与中频线布在一起信号线与强电线、中频线汇流排交织在一起等。 4. 直流平波电抗器
故障现象 设备工作不稳定电参数波动设备有异常声音频繁出现过流保护和烧
毁快速晶闸管。
分析处理 在中频电源维修中直流平波电抗器故障属较难判断和处理的故障。直流
平波电抗器易出现的故障有
(1用户随意调整电抗器的气隙和线圈匝数改变了电抗器的电感量影响了电抗器
的滤波功能使输出的直流电流出现断续现象导致逆变桥工作不稳定逆变失败烧毁逆变 晶闸管。随意调整电抗器的气隙和线圈匝数,在逆变桥直通短路时会降低电抗器阻挡电流 上升的能力烧毁晶闸管.随意改变电抗器的电感量还会影响设备的起动性能
2电抗器线圈松动。电抗器的线圈若有松动在设备工作时电磁力使线圈抖动,电感
量突变,在轻载起动和小电流运行时易造成逆变失败
3器线圈绝缘不好。对地短路或匝间短路打火放电造成电抗器的电感量突跳和强
电磁干扰使设备工作不稳定。产生异常声音频繁过流烧毁晶闸管造成线圈绝缘层绝缘 不好.短路的原因有a冷却不好,温度过高导致绝缘层绝缘变差打火炭化b.电抗器线圈松动
线圈绝缘层与线圈绝缘层之间、线圈绝缘层与铁心之间相对运动摩擦造成绝缘层损坏c. 在处理电抗器线圈水垢时把酸液渗透到线圈内酸液腐蚀铜管并生成铜盐破坏绝缘层。 5. 晶闸管
5.1 故障现象 更换晶闸管后一开机就烧毁晶闸管。 分析处理
设备出故障烧毁晶闸管在更换新晶闸管后不要马上开机首先应对设备进行系统检查 排除故障在确认设备无故障的情况下再开机否则就会出现一开机就烧毁晶闸管的现象。 在压装新晶闸管时一定要注意压力均衡否则就会造成晶闸管内部芯片机械损伤导致晶闸 管的耐压值大幅下降出现一开机就烧毁晶闸管的现象
5.2 故障现象更换新晶闸管后开机正常但工作一段时间又烧毁晶闸管。 分析处理 发生此类故障的原因有 1控制部分的电气元器件热特性不好 2晶闸管与散热器安装错位
3散热器经多次使用或压装过小台面晶闸管造成散热器台面中心下凹导致散热器
台面与晶闸管台面接触不良而烧毁晶闸管
4 热器水腔内水垢太厚导热不好造成元件过热烧掉
5快速晶闸管因散热不好温度升高同时晶闸管的关断时间随着温度升高而增大最
终导致元件不能关断造成逆变颠覆烧掉晶闸管
6晶闸管工作温度过高门极参数降低抗干扰能力下降易产生误触发损坏晶闸管和
设备
7查阻容吸收电路是否完好这个特注意逆变吸收电容应用2500V绝缘摇表就充 电然后用导线就对比放电状况找出容量失效的出来换掉用万用表测可能不能找出坏的 来。
以上只是中频电源系统常用的检测方法和常见故障供大家参考。由于中频电源系统
钟对家维人来在电路上看并不复杂但实际上是比较复杂的大家不要小看了它。检测维修中 频电源维修人员必须要具备相当的电路理论基础知识和丰富的实践经验能修好它就是硬道 理。其故障现象是多种多样千奇百怪的对具体故障要做具体分析。必要时须请专业人员www.docin.com
现场检测维修中频电源。
最后我们一定要切记在更换晶闸管后一定要仔细检测设备做好笔记即使在故障排除后 也要对设备进行系统检查!
实例一、晶闸管换相过压故障处理
故障的产生和处理 1 故障的产生
在做定子一相整流柜空升压检修时(一套可逆三相全控整流桥)释放正组脉冲 控制触发角度由150°逐步向前推移用示波器看负载电流波形发现5号桥臂位置波形幅 值明显高于其他桥臂(几乎2倍)由于先前脉冲检查正常遂一开始检查故障原因。 2 故障原因的查找和处理
1怀疑正组晶闸管有问题试验反组桥现象一样可以推断晶闸管完好(正反组
同时出故障几率很小)排除此种可能。
2由于主回路整流变压器与调试的控制室相临而且又是高压每次合高压时都能 听到整流装置发出很大的“吭吭”声所以怀疑合变压器时有磁场干扰。但旁边的两套系统 配置相仿而且变压器容量更大都没有发生这样的现象所以排除高压对系统干扰的可能 性。
3工厂电网一般都不太好波动较大所以怀疑电网干扰。由于电压高在测量时需要 接衰减板测量主回路进线电压波形正常用万用表测量电压值在允许范围之内且三 相较平衡证明电网波动较小没有问题排除电网干扰的可能性。
4可能的外部原因一一排查下一步应该考虑整流装置内部原因由于整流装置均作 过检测首先考虑应该没问题所以起初想不到找内部原因。停电检查整流装置终于发现 正组3号晶闸管上并联阻容吸收的电容一端开焊。焊好重试故障排除。 3 故障原因分析
忽略反组见图1晶闸管在关断时其电流变化很大会在变压器漏感中感应出较 高电压抑制晶闸管关断过电压一般采用在晶闸管两端并联阻容保护电路的方法。加上阻容
后当晶闸管关断时变压器电流可通过RC续流减小了di/dt从而抑制过电压。电阻 可阻尼LC振荡并**关断的晶闸管再导通时电容向晶闸管放电而产生的电流上升率 di/dt[2]。 www.docin.com
图1 电阻负载不可逆三相全控整流桥
晶闸管存在载流子集蓄效应由于变压器漏感和进线交流电感的作用当3号管 子准备关断5号管子准备开放时必然有一个过渡过程此时3号管子两端产生一个反向 过压由于阻容断开此过压无法吸收。同时C相电压高于B相电压遂C, 5号管子,3号 管子B形成回路三号管子上流过反向电流。此时在负载电阻上的电压为正常的UCA再叠 加一个3号管子上未吸收的反压从而导致5号管子位置波形幅值偏高。
晶闸管有一个重要特性参数即断态电压临界上升率dV / dt。它表明晶闸管在额定结 温和门极断路条件下使晶闸管从断态转入通态的最低电压上升率。若电压上升率过大超 过了晶闸管的电压上升率的值则会在无门极信号的情况下开通。即使此时加于晶闸管的正 向电压低于其阳极峰值电压也可能发生这种情况。因为晶闸管可以看作是由3个PN结组 成。
在晶闸管处于阻断状态下因各层相距很近其J2结结面相当于一个电容C0。当晶闸 管阳极电压变化时便会有充电电流流过电容C0并通过J3结这个电流起了门极触发电 流作用。如果晶闸管在关断时阳极电压上升速度太快则C0的充电电流越大就有可能 造成门极在没有触发信号的情况下晶闸管误导通现象即常说的硬开通这是不允许的。 因此对加到晶闸管上的阳极电压上升率应有一定的限 制。
为了限 制电路电压上升率过大确保晶闸管安全运行常在晶闸管两端并联RC阻容 吸收利用电容两端电压不能突变的特性来**电压上升率。因为电路总是存在电感的(变压 器漏感或负载电感)所以与电容C串联电阻R可起阻尼作用它可以防止R、L、C电路在 过渡过程中因振荡在电容器两端出现的过电压损坏晶闸管。同时避免电容器通过晶闸管 放电电流过大造成过电流而损坏晶闸管。由于晶闸管过流过压能力很差如果不采取可靠 的保护措施是不能正常工作的。RC阻容吸收就是常用的保护方法之一,不可缺少。 实例二、某厂的一台[上海华一03机]一拖二真空电炉开机跳过流故障。
根据与该厂多年的打交道悉知该厂有一位修炉好手电话找到我可能不是一般性的
故障。到他厂后问知此机已修了十多天代换所有能替的元件并更进行了中频变压器替换始www.docin.com
终没有查出故障原因故把我找来修理。
接手后先进行了一下元器件检查并将检修开关旋到检修位置按中频炉检修步骤进
行了下检查与校正。
1、三相交流整流电压波形的检测与校正移相150度。 2、拉过流压与限流压保护此项必做以防厂家维修人员调出保护造成经济损 失并校正在正常值。 3、复原电路将检修开关旋回正常位置逆变开关转到关掉逆变处开机启动逆变看启 动环节是否正常直流电压表先在约100伏3秒钟后跳到400伏说明启动与预充电环节正 常。
4、打开逆变逆变开关转到正常逆变处再次开机启动逆变还是跳过流故障。 5、断开炉体用BV-0.5-50的铜线约30CM直径15圈仿感应线圈再次开机中频表上
还是没有电压产生启动不成功。通过这样检测说明炉体是正常的应是引前角度元件问题。 此机到这时再应回到信号元件检查此前该厂维修员检查过并开机看中频电压表是否
有跳动如有则说明逆变满足振荡条件应是引前角度元件电流互感器、取样电容、中频 信号变压器等有故障如无则说明有短路。由于没看到中频电压表瞬间跳动只得用示波 器接在炉体L上看瞬间是否有形成的交流波形如无则说明有短路。
接上示波器在炉体L上后开机启动逆变在示波器上瞬间呈现一条交流波形然后还原为 一直线。此时说明该机有振荡条件只是引前环节有问题根椐引前的几个元件一个一个地 排查最终发现电流互感器损坏内部有短路此互感器外表如新看不出损坏换之后开机 还不能启动对调互感器二线后开机逆变启动成功重校中频电压与直流电压比为1.42。试 机到80KW电流180A生产4炉后收工回家造成问题机理留给看家分析。 实例三、某厂的一台[西安华立恒功率机]淬火机开机约半小时过压坏 管
此机修前厂家已更换过多次KA高频逆变管均为开机约半小时后烧管砸开后看蕊片均为 过压损坏。
零起动用TC787相位控制三相整流电路的。你上述所提出的问题因没对三相整流述说只 是对启动逆变故障进行了说明故只能一步一步进行探讨首先你应把三相整流校正好详见 [12楼中频电源检查]的方法。述说中谈到能起振但声音很沉闷电流很大中频电压低
将调功电位器调上一点之后电流不受控这个可能就是整流没调整好的原因因为电源三相 波形不正常即6个波头高低与宽度不一此或少一相电源均会表现电抗器声音很沉闷与突 突叫电流取样电阻100改用50后应不会有多大影响应检查新换电流板极电位器接线发 生的错误,检查电流互感器及取样电容中频取样变压器和引入线原来都是用的68欧 整流校正好后。将引前脉冲的取样电流与电压板极电位器先置放在中间处开机启动后去调 整取样电流与电压板极电位器然后测一下4个8个逆变管的压降用机械表交流电压 档500V~1000V是否一样正常机器逆变管压降为基本一至检测中如有那个为零即此管 短路如其中有那个偏高即有可能为吸收回路失效。中频电压与直流电压比值一般为1.3~2.0
左右逆变角度过小了不易启动与过流。即直压电压220V中频电压为300V当直压电 压420V中频电压为660V左右这样才能保正市电电压低时逆变不会颠覆。
下附TC787相位控制集成块资料 www.docin.com
TC787(AB)、TC788(AB)是采用先进IC工艺设计制作的单片集成电路可单电源
工作亦可双电源工作主要适用于三相可控硅移相触发电路和三相三极管脉宽调制电路 以构成多种调压调速和变流装置该电路作为KJ785的换代产品与目前国内市场上流行 的KJ系列电路相比具有功耗小功能强输入阻抗高、抗干扰性能好移相范围宽外 接元件少等优点而且装调简便使用可靠只需要一块这样的集成电路就可以完成三块 KJ785或五块KJ系列器件组合(三块KJ009或KJ004一块KJ041一块KJ042)才能具有的 三相相移功能因此TC787TC788可广泛应用于三相全控三相半控三相过零等电力 电子机电小型化产品的移相触发系统从而取代KJ785、KJ009、KJ004、KJ041、KJ042 等同类电路为提高整机寿命缩小体积降低成本提供了一种新的更加有效的途径。 一、特点
1电路单双电源均可工作单电源8V—18V双电源±4V—±9V。
2三相触发脉冲调相角可在0—1800之间连续同步改变。 3识别零点可靠可方便地用作过零开关。
4器件内部设计有交相锁定电路抗干扰能力强。 ’
5可用于三相全控触发(6脚接VDD)也可用于三相半控触发(6脚接地)。 6电路具有输出保护禁止端可在过流过压时保护系统安全。 7TC787输出为调制脉冲列适用于触发可控硅及感性负载。 8TC788输出为方波适用于驱动三极管电路。
9A型器件典型应用于同步信号为50HZB型器件典型应用于同步信号为400HZ。 10调制脉冲或方波的宽度可根据需要通过改变电容CX而选择。 二、电路原理和逻辑框图
1电路组成由三路相同的部分同步过零和极性检测、锯齿波形成、锯齿波比较 经过抗干扰锁定脉冲形成等电路形成三相触发调制脉冲或方波由脉冲分配电路实现全控
半控的工作方式再由驱动电路完成输出驱动。
2电路原理三相同步电压经过T型网络进入电路同步电压的零点设计为12电 源电压(电路输入端同步电压峰峰值不宜大于电源电压)通过过零检测和极性判别电路检测 出零点和极性后在Ca、Cb、Cc三个电容上积分形成锯齿波由于采用集中式恒流源相 对误差极小锯齿波有良好的线性电容的选取应相对误差小产生锯齿波幅度大且不平顶 为宜锯齿波在比较器中与移相电压比较取得交相点移相电压由4脚通过电位器或外电路 调节而取得抗干扰电路具有锁定功能在交相点以后锯齿波或移相电压的波动将不能影响 输出保证交相唯一并且稳定。
脉冲形成电路是由脉冲发生器给出调制脉冲(TC787)或方波(TC788)调制脉冲宽度或 方波宽度可通过改变Cx电容的值来确定需要宽则增大Cx1000P电容约产生100μs的脉 冲宽度被凋制脉冲的频率=8调制脉冲宽度。
脉冲分配及驱动电路是由6脚控制脉冲分配的输出方式6脚接低电平VL。输出为半 控方式12、11、10、9、8、7分别输出A、-C、B、-A、C、-B的单触发脉冲6脚接高 电平VH输出为全控方式分别输入A、-C-C、BB、-A-A、CC、-B-B、A的 双触发脉冲用户可选择5脚还可以用作过零触发系统的控制端输出端可驱动功率管 经脉冲变压器触发可控硅也可直接驱动光电耦合器经隔离触发可控硅或驱动三极管。 www.docin.com
2中频电源维修方法1——观察法
观察法就是根据故障现象推断出已经损坏的元器件并加以更换 是最直接的维修方法。 www.docin.com (1)断水或漏水
循环冷却水路是晶闸管中频电源能正常工作的重要保证。在设备 工作过程中若发现有断水或漏水现象应及时处理保证水路畅通 且无渗漏。
(2)局部过热冒烟
设备运行过程中若是同步变压器或直流电抗器过热冒烟并伴 有绝缘漆烧焦味可将过热组件更换或绝缘层重新处理若是感应圈 附近过热冒烟大多是由于潮湿而引起可降低功率做烘干处理。
(3)开关触点过热变色
设备若长期过载运行电源开关触点有可能过热变色处理办法 是降低设备输出功率或更换大功率电源开关。 (4)主电源开关跳闸
在设备运行或启动过程中若主电源开关跳闸在开关质量完好 前提下首先考虑到的故障点应该是硅整流桥中的整流晶闸管看是 否击穿再就是检测保护调节板过流保护是否失灵。 (5)高压跌落掉下
遇到这种情况可将主电源开关断开再送一次高压跌落。若送 不住请电力部门检测电力变压器若能送住可按主电源开关跳闸 这一故障现象处理。 (6)直流电压降低
设备运行过程中直流电压突然大幅度降低并在较低功率输出
下运行。第1种可能是缺相用万用表校对后主要检查主电源开关www.docin.com 触点接触是否良好高压跌落是否掉下第2种可能是整流触发脉冲 丢失主要检查整流脉冲变压器和整流触发板第3种可能是整流晶 闸管控制极开路或电阻值变大可用万用表排查。 (7)中频电压和直流电压比值变大
设备运行过程中突然过流保护动作重新启动后发现中频电 压和直流电压比值变大。①用万用表检查逆变晶闸管是否击穿②检 查逆变触发脉冲是否丢失③检查逆变晶闸管控制极开路或电阻值变 大。
(8)过流保护动作
①检查整流硅桥和逆变硅桥中的晶闸管是否击穿②检查谐振电 容是否击穿③检查感应圈匝间或对地绝缘是否可靠④检查电流互 感器负载电阻是否开路⑤更换保护调节板。 (9)过压保护动作
首先检查逆变晶闸管和逆变触发脉冲其次检查通水电缆是 否开路最后检查中频变压器和保护调节板。 (10)中频声变音
①检查三相电压和同步电压是否平衡②检查功率给定电位器是 否损坏③更换整流触发板。 (11)中频启动失败
侧重检查谐振电容、通水电缆和触发脉冲3个方面。 3中频电源维修方法2——排除法
排除法就是用仪表对中频电源线路进行逐一排查确认中频电源www.docin.com 各组元器件的好坏是处理复杂故障最有效的办法。在中频电源维修 现场若是维修经验不足不能通过分析故障现象快速找到故障点 可采用排除法。检修时按如下步骤进行 (1)主电路部分器件断电检查
检查整流晶闸管和逆变晶闸管是否击穿直流电抗器绝缘是否良 好谐振电容是否击穿通水电缆是否断路感应圈匝间或对地绝缘 是否可靠。
(2)控制电路部分送电检查
闭合控制电源开关检查三相同步电压是否平衡、功率给定电位 器输出移相控制电压变化是否平滑确定同步变压器和功率给定是否 损坏检查整流触发脉冲和逆变触发脉冲是否丢失、过流过压保护是 否可靠以确定触发控制板组和脉冲变压器组是否损坏对电流检测 和中频检测部分电路进行测试看电流互感器及其负载电阻是否损 坏中频变压器是否正常。 (3)整流电路送电检测
将逆变回路断开接入直流负载主电路开关闭合看直流电压 变化是否平滑能否达到最大值。 (4)逆变回路短接送电检查
将逆变回路短接主电路开关闭合缓慢提升功率给定旋钮看 过流保护整定值是否合适。 (5)中频电源整机启动测试
将电路所有已改动部分恢复原状闭合控制电源开关闭合主电www.docin.com 路开关实现中频电源的启动。 4中频电源维修方法3——替换法
替换法就是用质量好的配件去更换无法用仪表确认但可能已经
损坏的配件是处理软故障常用的办法。设备无法正常工作用仪表 对晶闸管中频电源系统进行全面排查又没有发现故障点这就是软 故障。
设备启动失败中频电压表无反应可考虑短接通水电缆或替换 感应圈设备启动成功中频声正常但无法提升功率可考虑逐一 更换中频变压器和逆变脉冲变压器设备启动成功但中频声振荡变 音可考虑逐一更换整流晶闸管和逆变晶闸管。 5几点建议
(1)首先要准备一个功能全、质量好的万用电表
(2)其次要准备一些常用的配件比如逆变晶闸管、脉冲变压器、 中频变压器、同步变压器、触发控制板组等等
(3)遇到疑难杂症,不要盲目尝试及时和厂家联系以获得专业 维修人员必要的技术指导
(4)在维修过程中不断积累维修经验形成书面记录。熟能生 巧成为能独挡一面的中频维修人员。 设备调试步骤如下 1过流值和截流值调整
基于淬火电源中频负载的特殊性启车时圆滑链处于冷态负载较
重连续工作时圆滑链处于升温状态负载变轻可将过流值整定在500 www.docin.com A截流值整定在400 A。进行过流值和截流值调整时可将中频电源 逆变器短路反复调整触发控制板组中过流值和截流值整定电位器 先调整过流值再调整截流值。 2过压值和截压值调整
中频电源刚启动时负载重中频电压并不高连续工作时负载稳 定中频电压值较平稳过压值和截压值可按中频电源设备允许值调 整。中频电源启动后反复调整触发控制板组中过压值和截压值整定 电位器先调整过压值再调整截压值。过压值可整定在800 V截
般不容易出现故障检查时用万用表二极管挡测其二端正向时万用表显示结压降约有500mV反向不通。
三逆变器逆变器包括四只快速晶闸管和四只脉冲变压器可以按上述方法检查。 四变压器每个变压器的每个绕组都应该是通的一般原边阻值约有几十欧姆次极几欧姆。应
该注意中频电压互感器的原边与负载并联所以其电阻值为零。
五电容器与负载并联的电容器可能被击穿电容器一般分组安装在电容器架上检查时应先确
定被击穿电容器所在的组。断开每组电容器的汇流母排与主汇流排之间的连接点测量每组电容器两个汇
流排间的电阻正常时应为无穷大。确认坏的组后再断开每台电容器引至汇流排的软铜皮逐台检查即
可找到击穿的电容器。每台电容器由四个芯子组成外壳为一极另一极分别通过四个绝缘子引到端盖上
一般只会有一个芯子被击穿跳开这个绝缘子上的引线这台电容器可以继续使用其容量是原来的3/4。
电容器的另一个故障是漏油一般不影响使用但要注意防火。
安装电容器的角钢与电容器架是绝缘的如果绝缘击穿将使主回路接地测量电容器外壳引线和电容
器架之间的电阻可以判断这部分的绝缘状况。
六水冷电缆水冷电缆的作用是连接中频电源和感应线圈它是用每根直径Φ0.6–Ф0.8紫铜线绞
合而成。对于500公斤电炉电缆截面积为480平方毫米对于250公斤电炉电缆截面积采用300至4 00平方毫米。水冷电缆外胶管采用耐压5公斤的压力橡胶管里面通以冷却水它是负载回路的一部分
工作时受到拉力和扭力与炉体一起倾动而发生曲折因此时间长后容易在柔性连接处断裂开。水冷电缆
断裂过程一般是先断掉大部分后在大功率运行时把未断小部分很快烧断这时中频电源就会产生很高www.docin.com
的过电压如果过电压保护不可靠就会烧坏晶闸管。水冷电缆断开后中频电源无法启动工作。如不检
查出原因而反复启动就很可能烧坏中频电压互感器。检查故障时可用示波器把示波器探头夹在负载两
端观察按启动按钮时有无衰减波形。确定电缆断芯时先把水冷电缆与电容器输出铜排脱开用万用表电
阻挡200Ω挡测量电缆的电阻值正常时电阻值为零断开时为无穷大。用万用表测量时应把炉体
翻到倾倒位置使水冷电缆掉起这样使断处彻底脱离才能正确判断是否断芯。
通过以上几个方面的检查一般能查出大部分的故障原因接下来可以接通控制电源作进一步的检
查。中频电源主电路合闸有手动和自动两种。对于自动合闸的系统应该先将电源线暂时断开以确保主
电路不会合上。接通控制电源后可以作下面几个方面的检查。
1将示波器探头接在整流晶闸管的门极和阴极上示波器置于电源同步按下启动按钮后即可看到触
发脉冲波形应为双脉冲幅度应大于2V。按一下停止按钮脉冲将立即消失。重复六次将每个晶闸管
都看一下如果门极没有脉冲可以将示波器的探头移到脉冲变压器的原边看一下如果原边有脉冲而次
边没有说明脉冲变压器损坏否则问题可能出在传输线或主控板上。
2将示波器探头接在逆变晶闸管的门极和阴极上示波器置于内同步接通控制电源后可以看到逆变
触发脉冲它是一串尖脉冲幅度应大于2V通过示波器的时标读出脉冲周期算出触发脉冲频率正常
时应比电源柜的标称频率高约20%这个频率称为启动频率。按下启动按钮后脉冲的间距加大频率变
低正常时应比电源柜的标称频率低约40%按一下停止按钮脉冲频率立即跳回启动频率。 通过上列检查基本上能排除完全不能启动的故障。启动以后工作不正常一般表现在下列几个方面
1整流器缺相故障表现为工作时声音不正常最大输出电压升不到额定值且电源柜怪叫声变大
这时可以调低输出电压在200V左右用示波器观察整流器的输出电压波形示波器应置于电源同步
正常时输入电压波形每周期有六个波形缺相时会缺少二个这一故障一般是由于整流器某只晶闸管没有
触发脉冲或触发不导通引起的这时应先用示波器看一下六个整流晶闸管的门极脉冲如果有的话关机
后用万用表200Ω档测量一下各个门极电阻将不通或者门极电阻特别大的那只晶闸管换掉即可。
2逆变器三桥臂工作故障表现为输出电流特别大空炉时也一样且电源柜工作时声音很沉重启
动后把功率旋钮调到最小位置会发现中频输出电压比正常时高。用示波器依次观察四个逆变晶闸管的阳
极—阴极之间的电压波形。如果三桥臂工作可以看到逆变器中有相邻的二只晶闸管的波形正常另外相
邻的二只有一只没有波形另一只为正弦波KK2触发不通其阳极—阴极之间的波形就是正弦波同时
KK2不导通会导致KK1无法关断所以KK1二端就没有波形。
3感应线圈故障感应线圈是中频电源的负载它采用壁厚3至5毫米的方形紫铜管制成。它的常
见故障有以下几种 www.docin.com
感应线圈漏水这可能引起线圈匝间打火必须及时补焊才能运行。
钢水粘在感应线圈上钢渣发热、发红会引起铜管烧穿必须及时清除干净。
感应线圈匝间短路这类故障在小型中频感应炉上特别容易发生因为炉子小在工作时受热应力作
用而变形导致匝间短路故障表现为电流较大工作频率比平常时高。
可控硅中频电源的基本原理 可控硅中频电源的基本工 作原理,就是通过一个三相桥式 整流电路,把 50 Hz 的工频交流电流整流成直流,再经过一个滤 波器(直流电抗
器)进行滤波,最 后经逆变器将直流变为单相中 频交流以供给负载,所以这种逆 变器实际上是一只交流—直流 —交流变换器,其基本线路如图。 可控硅中频电源的保护设置 本系统设置有多重保护系统,第一道有限压限流保护,第二道有过压过流保护,第三道有自动断路器(DW-16空气开关)作装置的短路电流保 护。装置还分别设置有冷却水欠压断水保护,快速熔断器保护,进相空芯电抗器保护,可控硅阻容吸收保护。
1三相桥式整流电路的短路保护
为了使在整流硅发生击穿时不使进相电压发生短路,一般在电路里每个整流桥臂都串联快速熔断器,以保护每个桥臂的可控硅。为限制相间短路时的电
流上升率,不致超过可控硅元件本身的允许值,在交流进线处串有空芯电抗器。空芯电抗器的另一个作用是,使整流可控硅在换相过程中限制电流的上升率,对可控 硅起到了一定的保护作用。 2 逆变端过流及过压保护
1)逆变端产生过电流的原因如下
(1)运行中负载的波动引起过流。感应炉在熔炼过程中负载波动很大,尤其是在熔炼的初期参数变化的更为激烈,往往造成过电流。
(2)运行中桥式逆变器,两对桥臂可控硅换流失误,逆变失败,所引起的短路电流。
(3)运行中桥式逆变器可控硅触发脉冲突然中断,造成桥臂对角线可控硅斜通短路,所引起的短路电流。
还有其它各种原因引起的过电流,这种逆变侧的过电流采用快速熔断器保护将不是经济可靠的办法。
2)逆变端产生过电压的原因如下 (1)(中频电压Uc=1.1Ud/cosɑ 。由于超前角ɑ过大在整流电压Ud恒定时,造成中频电压Uc过高。 www.docin.com
(2)逆变触发脉冲的时刻是有Uc和-Ic信号的交点决定的,如果自电压互感器来的Uc信号突然中断。则此交点将由Ic信号决定,ɑ将迅速增大,从而造 成中频电压Uc过高。
(3)炉子感应圈突然开路造成过电压。
(4)可控硅在导通与关断时产生的尖峰过电压。
3 对逆变端的过流及过电压均采用脉冲封锁方法来保护的。 1)下面简单说明一下脉冲封锁的动作原理。
(1) 当三相桥式全控整流电路中,直流输出端发生短路时,迅速将整流触发脉冲移到最小?角(例如?=30o,相当于ɑ=150o处)以产生一反电压来快速
关断整流可控硅,切断短路电流。这种将整流触发脉冲有整流装置快速移到封锁位置的方法,就叫做脉冲封锁。脉冲封锁不能简单理解为将脉冲去掉.实际上三相
桥式全控整流电路是工作在逆变状态。这里所说的逆变和我们讲的中频逆变器完全是两个概念,不可混同
(2) 当逆变电路发生短路时,电流迅速增大,此时有直流电抗器的存在,接近于整流输出的电压全部加在电抗器Ld的两端,Ld将产生强大的磁能。如不
将整流电路立即封锁脉冲,磁能将无法释放,危害是不可估量的,必须是整流桥处在逆变状态才能把这一能量反馈给交流供电电网。随时间的推移Ua将逐步减小
为零,电流也相应减小为零,整流可控硅而关断,使其达到保护的目的。
(3) 在本系统实际的保护环节中过电流信号取自交流进线端的三只穿心式电流互感器,三只电流互感器接成星形联接,再有三只5/0.1互感器进行变
换,以星形接入主控板的K1,K2,K3,经三相桥式整流后以电压的形式取出。过电压信号取自中频电压互感器,经单相桥式整流后取出,电位器W7的动端位置决
定过电流的保护整定值。 可控硅中频电源的抗干扰措施 3.1电磁屏蔽
对于电场干扰和磁场干扰而言电磁屏蔽是最常见、最有效的一种抗干扰措施它属于被动的抗扰措施。电磁屏蔽虽不能降低电场或磁场干扰信号的强度但
可以削弱电磁干扰信号对正常工作线路的影响。电场屏蔽主要用于削弱电场干扰在变频器柜中主控制板最好安装在铁箱内铁箱与壳体一起连接到大地
这就形成一道有效的电场屏蔽。任何控制信号在导线中传输时都有电流产生有电流必有回路回路必须要有两条导线才能形成两条导线之间的空隙中如果
有干扰磁力线通过在回路中就会产生干扰电流。要避免这种干扰唯有尽量减小两条导线之间的间隙。使用紧密绞线可以最大限度减小两条导线之间的问隙 也就大大减少干扰磁力线的窜人。在KGPS变频电源柜中可控硅触发信号、中频反馈信号等线路应采用屏蔽线或绞线布置并且布线应尽可能的短。 3.2信号滤波
可控硅中频电源实际运行过程中对于来自同一供电网络中其它用电设备的外来传导干扰是不可能去除的唯有加强防范信号滤波是最常用的防范
措施。在KGPs变频电源中三相电源进线端的RC吸收回路就是一个有效的抗扰滤波电路。当同一供电网络中其它用电设备(尤其是大容量用电设备)启、停www.docin.com
时因电流变化在电源回路上就会感应过电压(包括供电变压器漏感和供电线路分布电感)形成干扰信号对中频电源造成传导干扰在经过RC信号滤波
电路时电容C就有一个充电的过程也就是吸收过电压能量的过程。通常过电压持续的时间都比较短如果电容器的容量足够大在可控硅中频电源电路中 就不会产生尖峰形成干扰。 同样整流触发同步变压器输入、输出信号及所有检测电路中都必须设置RC滤波电路。特别需要说明的是所有信号滤波电路中R、C参数的选择
对于滤波效果有直接影响不能随意替换。其中R为阻尼电阻用以防止电源回路电感与电容C发生谐振如果R选择过小而发生谐振则R、C非但不能 吸收过电压反而将产生过电压加大对线路的干扰程度。
对于中频电源自身内部产生的传导干扰则有可能从产生干扰的源头限制其发生。其中主回路母线(汇流排)的合理排布不仅可以减小电磁场干扰同
时可以减小传导干扰。因为母线的分布电感和电容是逆变换相产生杂散尖峰和寄生高频震荡的主要原因这些杂散尖峰和寄生高频震荡都可能通过中频电压或 电流互感器等检测元件混杂在有用信号中一起进人控制电路。 3.3母线布设
KGPS变频电源柜内母线(主回路汇流排)合理布设可以最大限度地减小干扰电场和磁场的强度这是从产生干扰的发源地着手解决问题是一种最积
极有效的方法。在主回路母线中无论是直流母线、中频母线、工频母线都是成对的其中一条母线是电流进另一条母线是电流出。如果把成对的直流母线
或中频母线尽量相互贴近则两条母线周围的磁力线因为大小相等、方向相反而相互抵消也就不会产生电磁干扰。另外相互贴近的两条母线问的分布电容
可以削减电压波形中的“尖刺”既有利于削弱电场干扰也可减轻RC吸收回路的负担。同
时相关母线贴近安装可大大减小分布电感有利于中频电源的启动
也有利于减小母线上的电压降提高感应器两端电压从而提高有效加热功率。所以对于可控硅变频电源主回路汇流排的布设方式应重点考虑。 3.4控制线路布线 的
KGPS变频电源柜内控制信号较多交流、直流信号并存工频、中频信号并存。为减少干扰各种控制信号应分类布设并且要尽可能远离主回路 汇流排。一般要遵循下面两个原则
①中频控制信号线单独设线槽与逆变有关的控制线与信号线最容易受干扰(导致启动失败、正常工作时引起逆变失败、过流保护动作)也最容易干扰
整流部分正常工作。为避免这种干扰与中频相关的控制线、信号线应单独设置安装线槽并尽可能远离主回路母线有些二次线(触发信号、中频反馈信号等) 必须紧密绞和。
②仪表引线单独设线槽仪表引线周围的电磁场是不可忽视的干扰源如直流电压表引线中带有两倍于变频器输出频率的电压波形因此所有仪表引线 也不宜与其它控制线混放在一个线槽内。 3.5继电控制设计 www.docin.com
继电控制电路应优先选择最简单的设计方案。在满足正常操作与维修的基础上控制按钮、开关、指示灯等设置应当力求减少到最低数量一方面便
于操作另一方面也可以减少干扰。控制按钮、开关、指示灯等通常往往需要经过较长的引线引到装置的面板上或者经过更长的引线引到远离装置本体的操
作者手边而这些部件有时既与继电控制系统有联系又与可控硅的触发或保护系统有联系。引线越长往往越容易引入各种干扰使触发系统或保护系统工作
异常。所以除了尽量减少按钮、开关、指示灯等部件的数量外必需的长引线也可采用有绝缘双绞芯线的屏蔽线。此外在可控硅触发系统和保护系统中所设 置的触点可通过小型继电器实行隔离以提高抗干扰能力。
小型继电器可以直接安装在触发系统或保护系统之中这样触点的引线就极短不易引入干扰而继电器的线圈可以通过较长的导线与继电控制系统
连接起来这样可以大大削弱长引线引入的干扰对触发系统或保护系统的影响。 3.6其它抗干扰措施
上面所述几点为最根本的抗干扰措施除此之外还有下列一些方面需要注意
①通常可控硅中频电源工作环境振动强烈主电路接线连接不牢易引起发热控制回路接线不牢则易引入干扰信号影响电源可靠性。所以对于 各接线端(压接、插接、焊接等)应经常检查确保可靠。
②选择KGPS变频电源时尽可能采用抗干扰能力强的控制电路对于触发脉冲形成电路优先采用数字化集成电路。
③用工频电流互感器采集中频电流信号利用工频电流互感器反应速度慢的特点来滤去中频电流中的杂波和高次谐波。 www.docin.com
