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文档简介
1、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
2、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
3、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
4、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,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
5、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=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
6、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
7、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: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×1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
8、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
9、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
10、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
11、管,找出损坏的并更换。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
12、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
13、。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
14、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KGPS2501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
15、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24V30V以内指示,整流功放电流表PA2 ,应在80200mA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/
16、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,KG3KG6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RW2RW4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=90度。顺时针旋动调功给
17、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=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。=150度 度tt图二 t 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暂负载灯泡接通,逆时针调节调功给定电位器PR1至最小。闭合QF1和QK
18、1,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=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=2.34Ecos,E为相电压的有效值)。控制角=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:调功给定电位器PR1至最小位置,控制角90度或调功给定电位器PR1至最大位置,控制角0度。这时需重新调整移相范围。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
19、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。图三5,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600A(250KW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
20、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: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。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QK
21、1,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、Vg10;Vg8、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200400mA的指示,以上说明逆变触发电路工作正常。如果 图四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
22、管。180度 间隔180度的逆变触发脉冲波形图五 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100V150V之间某一电压不动,按下充电按钮,开始给电容C2充电,510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1.31.5,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
23、电流表读数很大,则表明起动失败,其失败的原因大致如下:可能有一桥臂的晶闸管损坏直通。可能有一桥臂的晶闸管没有被触发。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,
24、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;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
25、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
26、塑铜线后面要用。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10:1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
27、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
28、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
29、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
30、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710圈,直径为300500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
31、为2.0左右,不能调到1.31.5。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
32、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).检测常用仪器仪表:.数字式万
33、用表,绝缘摇表,电感电容表,示波器(专业人员用)。.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.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500,500W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)。3逆变和中频负载检测控制系
34、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114,115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。主要元器件的检测1可控硅的检测方法用数字式万用表200K挡测可控硅正反向电阻,应在10K100K之间(阻值受水路影响), 用数字式万用表200挡测可控硅门极电阻,应在1020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.
35、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。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
36、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
37、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。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
38、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
39、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
40、变状态,这时如果120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
41、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
42、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
43、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
44、.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: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
45、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
46、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
47、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
48、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
49、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
50、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
51、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/dt2。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
52、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
53、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
54、),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
55、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
56、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
57、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。
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