中頻爐常見故障淺析

徐必文

（陜汽集團(tuán)陜西金鼎鑄造有限公司，陜西 寶 雞 7 22408）

中頻熔煉爐逐漸成為鑄造行業(yè)的首選熔化爐，它具有操作方便、節(jié)能等特點(diǎn)。但相對于沖天爐、電弧爐、工頻爐，它的維修難度較大。為此，將部分維修經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下。

一、開機(jī)后設(shè)備不能正常啟動

1.故障1

故障現(xiàn)象：啟動時直流電流大，直流電壓和中頻電壓低，設(shè)備聲音沉悶并啟動過流保護(hù)。

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(yùn)行。用示波器分別觀察逆變橋的4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，該晶閘管未導(dǎo)通，更換已穿晶閘管，并查找晶閘管未導(dǎo)通的原因。

2.故障2

故障現(xiàn)象：啟動時直流電流大，直流電壓低中頻電壓不能正常建立。

分析處理：補(bǔ)償電容短路。斷開電容-查找短路電容-更換短路電容。

3.故障3

故障現(xiàn)象：重載冷爐啟動時，各電參數(shù)和聲音都正常，但功率升不上去，過流保護(hù)。

分析處理：

(1)逆變換流角太小。用示波器觀看逆變晶閘管的換流角，把換流角調(diào)到合適值。

(2)爐體絕緣阻值低或短路。用兆歐表檢測爐體阻值，排除爐體的短路點(diǎn)。

(3)爐料鋼鐵相對感應(yīng)圈阻值低。用兆歐表檢測爐料相對感應(yīng)圈的阻值；若阻值低重新筑爐。

4.故障4

故障現(xiàn)象：零電壓掃頻啟動電路啟動困難。

分析處理：

(1)電流負(fù)反饋量調(diào)整不當(dāng)，檢查電流互感器同名端。

(2)檢查信號線是否過長過細(xì)。

(3)檢查中頻變壓器和隔離變壓器，特別要注意變壓器匝間短路，重新調(diào)整電流負(fù)反饋量，更換已損壞的部件。

5.故障5

故障現(xiàn)象：零電壓它激掃頻啟動電路啟動困難。

分析處理：

(1)掃頻起始頻率選擇不合適，重新選擇起始頻率。

(2)掃頻電路有故障，用示波器觀察掃頻電路的波形和頻率，排除掃頻電路故障。

6.故障6

故障現(xiàn)象：啟動時各電參數(shù)和聲音都正常，升功率時電流突然消失，電壓到額定值過壓過流保護(hù)。

分析處理：檢查負(fù)載銅排接頭和水冷電纜。

二、設(shè)備能啟動但工作狀態(tài)不對

1.故障1

故障現(xiàn)象：設(shè)備空載能啟動，但直流電壓達(dá)不到額定值，直流平波電抗器有沖擊聲并伴隨抖動。

原因分析：關(guān)掉逆變控制電源，在整流橋輸出端上接上假負(fù)載，用示波器觀察整流橋的輸出波形，可看到整流橋輸出缺相波形，缺相的可能原因如下。

(1)整流觸發(fā)脈沖丟失。

(2)觸發(fā)脈沖的幅值寬度太窄，導(dǎo)致觸發(fā)功率不足，造成晶閘管時通時不通。

(3)雙脈沖觸發(fā)電路的脈沖時序不對或脈沖丟失。

(4)晶閘管的控制極開路、短路、接觸不良。

2.故障2

故障現(xiàn)象：設(shè)備能正常順利啟動，當(dāng)功率升到某一值時過壓或過流保護(hù)。

原因分析：分兩步查找故障原因。

(1)先將設(shè)備空載運(yùn)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(hù)，可能是補(bǔ)償電容或晶閘管的耐壓不夠所致，但也不排除是電路某部分打火造成的。

(2)電壓能升到額定值，可將設(shè)備轉(zhuǎn)入重載運(yùn)行，觀察電流值是否能達(dá)到額定值；若電流不能升到額定值，并且多次在某一值附近過流保護(hù)，可能是大電流干擾所致，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。

三、設(shè)備正常運(yùn)行時易出現(xiàn)的故障

1.故障1

故障現(xiàn)象：設(shè)備運(yùn)行正常，但在正常過流保護(hù)動作時燒毀多只KP晶閘管和快熔。

原因分析：過流保護(hù)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α＞120°，就有可能造成有源逆變顛覆，燒毀多只晶閘管和快熔，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(yán)重時會損壞變壓器。

2.故障2

故障現(xiàn)象：設(shè)備運(yùn)行正常，但在高電壓區(qū)內(nèi)某點(diǎn)附近設(shè)備工作不穩(wěn)定，直流電壓表晃動，設(shè)備伴隨有吱吱的聲音，容易造成逆變橋顛覆燒毀晶閘管。

原因分析：這種故障多發(fā)生于設(shè)備的某部件高壓打火，可根據(jù)情況對應(yīng)處理，常見打火情況如下。

(1)連接銅排接頭螺絲松動造成打火。

(2)斷路器主接頭氧化導(dǎo)致打火。

(3)補(bǔ)償電容接線樁螺絲松動引起打火，補(bǔ)償電容內(nèi)部放電阻容吸收電打火。

(4)水冷散熱器絕緣部分太臟或炭化對地打火。

(5)爐體感應(yīng)線圈對爐殼、爐底板打火，爐體感應(yīng)線圈匝間距太近，匝間打火或起弧，固定爐體感應(yīng)線圈的絕緣柱因高溫炭化放電打火。

(6)晶閘管內(nèi)部打火。

3.故障3

故障現(xiàn)象：設(shè)備運(yùn)行正常但不時地可聽到尖銳的嘀嘀聲，同時直流電壓表有輕微擺動。

原因分析：用示波器觀察逆變橋直流兩端的電壓波形，一個周波失敗或不定周期短暫失敗，并聯(lián)諧振逆變電路短暫失敗，可自行恢復(fù)。周期性短暫失敗一般是逆變控制部分受到整流脈沖的干擾，非周期性短暫失敗一般是由中頻變壓器匝間絕緣不良產(chǎn)生。

4.故障4

故障現(xiàn)象：設(shè)備正常運(yùn)行一段時間后出現(xiàn)異常聲音，電表讀數(shù)晃動設(shè)備工作不穩(wěn)定。

分析處理：主要是設(shè)備電氣元器件的熱特性不良所致，可把設(shè)備的電氣部分分為弱電和強(qiáng)電兩部分，分別檢測。先檢測控制部分，可預(yù)防損壞主電路功率器件，在不閉合主電源開關(guān)的情況下，只接通控制部分的電源，待控制部分工作一段時間后，用示波器檢測控制板的觸發(fā)脈沖，看觸發(fā)脈沖是否正常。在確認(rèn)控制部分正常的前提下，啟動設(shè)備，不正?，F(xiàn)象出現(xiàn)后，用示波器觀察每只晶閘管的管壓降波形，找出熱特性差的晶閘管；若晶閘管的管壓降波形都正常，這時就要注意其他電氣元件是否有問題，如斷路器、電容器、電抗器、銅排接點(diǎn)和主變壓器。

5.故障5

故障現(xiàn)象：設(shè)備工作正常但功率上不去。

原因分析：設(shè)備工作正常只能說明設(shè)備各部件完好，若功率上不去，則說明設(shè)備各參數(shù)調(diào)整不合適。影響設(shè)備功率的主要原因如下。

(1)整流部分沒調(diào)好，整流管未完全導(dǎo)通，直流電壓沒達(dá)到額定值影響功率輸出。

(2)中頻電壓值調(diào)得過高或過低影響功率輸出。

(3)截流截壓值調(diào)節(jié)不當(dāng)使得功率輸出低。

(4)爐體與電源不配套嚴(yán)重影響功率輸出。

(5)補(bǔ)償電容器配置得過多或過少都得不到電效率和熱效率最佳的功率輸出，即得不到最佳的經(jīng)濟(jì)功率輸出。

(6)輸出回路的分布電感和諧振回路的附加電感過大，影響最大功率輸出。

6.故障6

故障現(xiàn)象：設(shè)備運(yùn)行正常但在某功率段升降功率時，設(shè)備出現(xiàn)異常聲音抖動，電氣儀表指示擺動。

原因分析：這種故障一般發(fā)生在功率給定電位器上，功率給定電位器某段不平滑跳動，造成設(shè)備工作不穩(wěn)定，嚴(yán)重時造成逆變顛覆，燒毀晶閘管。

7.故障7

故障現(xiàn)象：設(shè)備運(yùn)行正常但旁路電抗器發(fā)熱燒毀。

原因分析：造成旁路電抗器發(fā)熱燒毀的主要原因如下。

(1)旁路電抗器自身質(zhì)量不好。

(2)逆變電路存在不對稱運(yùn)行，其主要原因來源于信號回路。

8.故障8

故障現(xiàn)象：設(shè)備運(yùn)行正常，經(jīng)常擊穿補(bǔ)償電容。

原因分析：故障原因如下。

(1)中頻電壓和工作頻率過高。

(2)電容配置不夠。

(3)在電容升壓電路中，串聯(lián)電容與并聯(lián)電容的容量相差太大，造成電壓不均擊穿電容。

(4)散熱不好擊穿電容。

9.故障9

故障現(xiàn)象：設(shè)備運(yùn)行正常但頻繁過流。

原因分析：設(shè)備運(yùn)行時各電參數(shù)波形聲音都正常，但頻繁過流。當(dāng)出現(xiàn)這樣的故障時要注意，是否是由于布線不當(dāng)產(chǎn)生電磁干擾和線間寄生參數(shù)耦合干擾，如強(qiáng)電線與弱電線布在一起，工頻線與中頻線布在一起，信號線與強(qiáng)電線、中頻線匯流排交織在一起等。

四、直流平波電抗器

故障現(xiàn)象：設(shè)備工作不穩(wěn)定，電參數(shù)波動，設(shè)備有異常聲音，頻繁出現(xiàn)過流保護(hù)和燒毀快速晶閘管。

原因分析：直流平波電抗器易出現(xiàn)的故障如下。

(1)用戶隨意調(diào)整電抗器的氣隙和線圈匝數(shù)，改變電抗器的電感量，影響了電抗器的濾波功能，使輸出的直流電流出現(xiàn)斷續(xù)現(xiàn)象，導(dǎo)致逆變橋工作不穩(wěn)定，逆變失敗燒毀逆變晶閘管。隨意調(diào)整電抗器的氣隙和線圈匝數(shù)，會在逆變橋直通短路時降低電抗器阻擋電流上升的能力，燒毀晶閘管；改變電抗器的電感量則會影響設(shè)備的啟動性能。

(2)電抗器的線圈若有松動，在設(shè)備工作時電磁力使線圈抖動，電感量突變，在輕載啟動和小電流運(yùn)行時易造成逆變失敗。

(3)器線圈絕緣不好，對地短路或匝間短路、打火放造成電抗器的電感量突跳和強(qiáng)電磁干擾，設(shè)備工作不穩(wěn)定產(chǎn)生異常聲音頻繁，過流燒毀晶閘管。造成線圈絕緣層緣差和短路的原因如下。

①散熱差，溫度過高導(dǎo)致絕緣層絕緣變差打火炭化；

②電抗器線圈松動，線圈絕緣層與線圈絕緣層之間線圈絕緣層與鐵心之間，相對運(yùn)動摩擦造成絕緣層損壞；

③在處理電抗器線圈水垢時，把酸液滲透到線圈內(nèi)酸液腐蝕銅管并生成銅鹽破壞絕緣層。

五、晶閘管

1.故障1

故障現(xiàn)象：更換晶閘管后一開機(jī)就燒毀晶閘管。

分析處理：設(shè)備出故障燒毀晶閘管，在更換新晶閘后不要馬上開機(jī)，首先應(yīng)對設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)檢查排除故障在確認(rèn)設(shè)備無故障后開機(jī)，避免出現(xiàn)再次燒毀晶閘管的象。在壓裝新晶閘管時一定要注意壓力均衡，否則就會成晶閘管內(nèi)部芯片機(jī)械損傷，導(dǎo)致晶閘管的耐壓值大幅降，出現(xiàn)一開機(jī)就燒毀晶閘管的現(xiàn)象。

2.故障2

故障現(xiàn)象：更換新晶閘管后開機(jī)正常，但工作一段間再次燒毀晶閘管。

分析處理：發(fā)生此類故障的原因如下。

(1)控制部分的電氣元器件熱特性不好。

(2)晶閘管與散熱器安裝錯位。

(3)散熱器經(jīng)多次使用或壓裝過小臺面晶閘管，造成熱器臺面中心下凹，導(dǎo)致散熱器臺面與晶閘管臺面接觸良而燒毀晶閘管。

(4)散熱器水腔內(nèi)水垢太厚、導(dǎo)熱差造成元件過熱毀。

(5)快速晶閘管因散熱不好溫度升高，同時晶閘管的斷時間隨著溫度升高而增大，最終導(dǎo)致元件不能關(guān)斷造逆變顛覆，燒掉晶閘管。

(6)晶閘管工作溫度過高，門極參數(shù)降低，抗干擾能下降，易產(chǎn)生誤觸發(fā)，損壞晶閘管和設(shè)備。

(7)查阻容吸收電路是否完好，這個應(yīng)特別注意：逆吸收電容應(yīng)用2 500V絕緣搖表充電，然后用導(dǎo)線就可對放電狀況，將容量失效的找出換掉，用萬用表可能測不存在故障。