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中頻電爐常見故障及處理方案是什么？
發(fā)布時間：2016-11-18 瀏覽：1595次
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，該晶閘管未導通。更換已穿晶閘管；查找晶閘管未導通的原因。
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，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а＞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。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，當出現(xiàn)故障后，應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：
（1）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。
（2）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，正常時指示器縮在外殼里邊，當快熔燒斷后它將彈出，有些快熔的指示器較緊，當快熔燒斷后，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（200Ω擋）測一下其陰極—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—陰極間電阻應為無窮大，門極—陰極電阻應在10—50Ω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50Ω。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，反向不通。
（3）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。
（4）變壓器：每個變壓器的每個繞組都應該是通的，一般原邊阻值約有幾十歐姆，次極幾歐姆。應該注意：中頻電壓互感器的原邊與負載并聯(lián)，所以其電阻值為零。
（5）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。
（6）水冷電纜：水冷電纜的作用是連接中頻電源和感應線圈，它是用每根直徑Φ0.6–Ф0.8紫銅線絞合而成。對于500kg電爐，電纜截面積為480mm2，對于250kg電爐，電纜截面積采用300至400 mm2。水冷電纜外膠管采用耐壓5kg的壓力橡膠管，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（200Ω擋）測量電纜的電阻值，正常時電阻值為零，斷開時為無窮大。用萬用表測量時，應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，應為雙脈沖，幅度應大于2V。按一下停止按鈕，脈沖將立即消失。重復六次，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，幅度應大于2V，通過示波器的時標讀出脈沖周期，算出觸發(fā)脈沖頻率，正常時應比電源柜的標稱頻率高約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，正常時應比電源柜的標稱頻率低約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)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。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)不導通引起的，這時應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200Ω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—陰極之間的電壓波形。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有波形，另一只為正弦波，KK2觸發(fā)不通，其陽極—陰極之間的波形就是正弦波；同時KK2不導通會導致KK1無法關(guān)斷，所以KK1二端就沒有波形。
3）感應線圈故障：感應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；
鋼水粘在感應線圈上，鋼渣發(fā)熱、發(fā)紅，會引起銅管燒穿，必須及時清除干凈；感應線圈匝間短路，這類故障在小型中頻感應爐上特別容易發(fā)生，因為爐子小，在工作時受熱應力作用而變形，導致匝間短路，故障表現(xiàn)為電流較大，工作頻率比平常時高。
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，該晶閘管未導通。更換已穿晶閘管；查找晶閘管未導通的原因。
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，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а＞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。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，當出現(xiàn)故障后，應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：
（1）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。
（2）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，正常時指示器縮在外殼里邊，當快熔燒斷后它將彈出，有些快熔的指示器較緊，當快熔燒斷后，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（200Ω擋）測一下其陰極—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—陰極間電阻應為無窮大，門極—陰極電阻應在10—50Ω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50Ω。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，反向不通。
（3）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。
（4）變壓器：每個變壓器的每個繞組都應該是通的，一般原邊阻值約有幾十歐姆，次極幾歐姆。應該注意：中頻電壓互感器的原邊與負載并聯(lián)，所以其電阻值為零。
（5）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。
（6）水冷電纜：水冷電纜的作用是連接中頻電源和感應線圈，它是用每根直徑Φ0.6–Ф0.8紫銅線絞合而成。對于500kg電爐，電纜截面積為480mm2，對于250kg電爐，電纜截面積采用300至400 mm2。水冷電纜外膠管采用耐壓5kg的壓力橡膠管，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（200Ω擋）測量電纜的電阻值，正常時電阻值為零，斷開時為無窮大。用萬用表測量時，應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，應為雙脈沖，幅度應大于2V。按一下停止按鈕，脈沖將立即消失。重復六次，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，幅度應大于2V，通過示波器的時標讀出脈沖周期，算出觸發(fā)脈沖頻率，正常時應比電源柜的標稱頻率高約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，正常時應比電源柜的標稱頻率低約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)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。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)不導通引起的，這時應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200Ω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—陰極之間的電壓波形。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有波形，另一只為正弦波，KK2觸發(fā)不通，其陽極—陰極之間的波形就是正弦波；同時KK2不導通會導致KK1無法關(guān)斷，所以KK1二端就沒有波形。
3）感應線圈故障：感應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；
鋼水粘在感應線圈上，鋼渣發(fā)熱、發(fā)紅，會引起銅管燒穿，必須及時清除干凈；感應線圈匝間短路，這類故障在小型中頻感應爐上特別容易發(fā)生，因為爐子小，在工作時受熱應力作用而變形，導致匝間短路，故障表現(xiàn)為電流較大，工作頻率比平常時高。
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