12脉波成为新型中频电炉发展趋势解析
一、12脉工作原理
12脉波做为的整流电源，是一种静止变频,利用可控硅元件将工频三相交流电源变换成中频单相交流电源,主要应用于感应加热.感应熔炼及其他需要中频电炉供电的场合.&感应加热是靠感应线圈把电能传递给要加热的金属，然后电能在金属内部转变为热能。感应线圈与被加热金属并不直接接触，能量是通过电磁感应传递的。另外需要指出的是，感应加热的原理与一般电气设备中产生涡流以及涡流引起发热的原理是相同的，不同的是在一般电气设备中涡流是有害的，而感应加热却是利用涡流进行加热的。由于它具有整机效率高,重量轻,噪音小,起停迅速而且对电网无冲击,频率自动跟踪负载参数变化,功率调节方便等一系列优点.因而,它正在逐步取代中频发电机组.本装置主电路采用"交流――直流――交流"变换系统由三相全控桥式整流电路,电感虑波电路,并联逆变电路组成.可控硅元件用水冷却.其控制系统由集成电路组成性能稳定,可靠.启动采用先进的零电压方式,安全,方便.维修简便,经济,特别适用于金属溶炼、加热及热处理工况。
二、12脉优点分析
12脉是最新推出的恒功率控制以及扫频式零压软起动的优点而生产的最新一代产品,用做的整流电源，控制板具有以下优点：
1．&控制板采用了先进的集成电路作为控制系统的核心，控制能力极强，集成度高，整个控制电路安装在一块280*220mm左右的印刷电路板上，与主电路的连线简单而且可靠，却具有强大的控制功能。
2．&控制板采用三相电源同步直接输入，省去了体积较大的同步变压器等，使整机电路进一步简化，设备体积减少，安装调试简单而且维修方便，控制系统如有故障，只要将备用板换上即可，省时省力，不影响生产。
3．&该控制板具有完善的过流、过压、限流、限压等多路保护系统，一旦电路出现故障，保护系统能在短时间内动作，可靠地保护晶闸管和中频电容等贵重元件，以免损坏，造成不必要的损失。
4．&该控制系统采用零电压软起动和慢起动的功能，并采用了先进的双闭环调节系统，在实际使用中能100%可靠起动，并且起动无冲击。设备在实际运行中，负载变化较大的情况下，也能够稳定可靠地工作。
5．&该控制系统调整点少，控制板安装好后，用户只需将过流、过压、限流、限压调整好即可。
6．&该控制板控制的电源设备对各种负载的适应性强，可广泛应用于煅造、冶炼、精密铸造、热处理、焊接、弯管等工业领域。
三、12脉使用说明
１．&使用条件：
１）&环境温度不高于＋５０℃和不低于－１０℃。
&&&&&&&环境介质相对湿度不大于８５°。
２）&没有导电和易爆的尘埃，没有腐蚀金属和损坏绝缘的气体及蒸汽的场所。
３）&电源电压波动不大于±10％。
４）&无其它强大电磁干扰的场所。
２．&技术参数：
1）起动方式　　　　零电压软起动
2）起动成功率:轻载不小于１００％,重载不小于９５％
3）调整方式　　　　电流、电压双闭环调节
4）整流触发脉冲移相范围　　　　０－１５０°
5）整流触发脉冲形式及脉宽　双窄脉冲列１８°
6）整流触发脉冲最大触发电流　大于８００ｍＡ
7）逆变触发脉冲电压大于８Ｖ,&最大触发电流大于７５０ｍＡ
３．&操作方法：
１）&熟悉操作面板及仪表指示功能：操作者在操作设备之前应对设备的各个部位的功能有一定程度的了解，应熟悉操作面板上各按钮、开关及指示灯、指示仪表的功能。（操作面板如图１）
进线电压表：指示三相电网电压。
直流电压表：整流系统输出电压，随功率调节电位器的调节变化。
中频电压表：逆变系统输出电压，即电炉两端电压。
工作频率表：逆变系统输出交变电压的频率。
直流电流表：指示整流系统输出电流，也是逆变系统的输入电流。
功率表：指示整个系统的功率。
A/B/C三相电源指示灯，同时也是控制功能指示，控制电源有电时A相灯亮，主电源有电B相灯亮，逆变开关合时A相灯亮。
功率调节电位器用来调节电源功率，顺时针方向为增大。
２）&操作者在起动设备之前应先打开水路，经检查没有漏水，出水管流量均正常后方可起动中频电炉。
３）&每次设备起动之前，必须将功率给定电位器调整到最小，控制电路中的检查开关拨到工作位置。
４）&起动时先合控制电源，再合上主电路开关，逆变启动旋钮置于工作位置，旋动功率调整电位器，启动设备，能听到中频叫声后，再逐步增大功率。
５）&在每次过压、过流后，需要把功率给定电位器反时针旋到底后（即调到最小），逆变启动旋钮置于停止位置系统复位，然后再重新开机。
６）&停机时，先将功率给定电位器调整到最小，逆变启动旋钮置于停止位置，按交流分闸或者手动拉掉主空气开关，最后关掉控制电源。
４．&水路循环系统：
储水槽容量：10T
循环水泵：流量30立方米/小时，3KW电机
四、12脉控制电路原理
12脉波晶闸管中频电炉控制板是一种新型控制触发板。主要由电源、调节器、移相控制、保护电路、相序自适应电路、启动演算电路、逆变频率跟踪、逆变脉冲形成、脉冲放大及脉冲变压器组成。WC12B型12脉波恒功率控制板、主回路采用双桥整流，可以大大减少电源运行引起的电网谐波，提高功率因数和运行效率。
控制板的接线说明：
　　控制板共有47个M3接线端子，各端子功能表见表1。
通常与1-2短接
常开点AC、5A/220V、DC10A/28V
电流反馈信号
CON2-3，CON2-4，CON2-5，CON2-10，CON2-11，CON2-12
AC，六相12V
CON2-6，CON2-7
RST悬空为运行状态，接地为停止运行和故障复位平
GND控制信号接地端（与给定共用）
电压反馈信号
CON2-1，CON2-2
中频电压20V
CON2-7，CON2-8，CON2-9
GND给定接地端
VF给定：DC，0~+15V
VCC&DC，+15V，最大输出20mA
CON3-1，CON3-2
单相AC&18V/2A&控制电源
外故障输入
CON3-6，CON3-7
WP接地为故障状态，WPL灯亮，带3秒延时
CON3-8，CON3-9
频率表正端&（＋15V、5mA&输出）
频率表负端
接三角侧1~6号晶闸管控制极
接三角侧1~6号晶闸管阴极
接星型侧1~6号晶闸管控制极
接星型侧1~6号晶闸管阴极
CON3-3，CON3-4，CON3-5
接逆变脉冲变压器原边
发光二极管工作状态
代&号&发光二极管亮时指示状态
POWER1&控制电源指示（1号桥）
POWER2&控制电源指示（2号桥）
WPL&水压低故障
10C&1号整流桥过电流故障
20C&2号整流桥过电流故障
LV&控制板电源故障
OV&中频过电压故障
10P&1号整流桥三相输入缺相故障
20P&2号整流桥三相输入缺相故障
LED1-LED6&1号整流脉冲指示，正常为微亮或不亮，高亮表示SCR门极接反或开路。LED7-LED12&2号整流脉冲指示，正常为微亮或不亮，高亮表示SCR门极接反或开路。
　　W1(1If)&1号整流桥最大输出电流设定电位器(截流)及两桥电流平衡微调电位器，当有电流反馈时可设定最大输出电流，顺时针方向为最小，最大调节范围约2倍。过电流无需调节，当截流值调整好后，过电流自动成为1.4倍的截流值。当两桥电流不平衡时，微调W1和W7，可以使两路电流趋向一致。
　　W2(Vf)&最大中频输出电压设定电位器(截压)，当有电压反馈时可设定最大中频输出电压，顺时针方向为最小，最大调节范围约2倍。过电压无需调节，当截压值调整好后，过电压自动成为1.2倍的截压值。
　　W3(θmax)&最大逆变引前角设定电位器，顺时针方向为增大，最大调节范围约为40o～60o。
　　W4(θmin)&最小逆变引前角设定电位器，顺时针方向为增大，最大调节范围约为20o～40o。
　　W5(F)&外接频率表设定电位器，顺时针方向为读数增大，最大调节范围约3倍。
　　W6(Fmax)&最大它激逆变频率设定电位器，顺时针方向为增大，最大调节范围约2倍。
　　W7(2If)&2号整流桥最大输出电流设定电位器(截流)及两桥电流平衡微调电位器。当两桥电流不平衡时，微调W1和W7，可以使两路电流趋向一致。
1&调试需准备的工具
　　一台20MHz示波器，若示波器的电源线是三芯插头时，注意“地线”千万不能接，示波器外壳对地需绝缘，仅使用一踪探头，示波器的X轴、Y轴均需较准，探头需在测试信号下补偿好。
　　若无高压示波器探头，应用电阻做一个分压器，以适应600V以上电压的测量。
　　一个≤500Ω、≥500W的电阻性负载。
2&整流部分的调试(W1)
　　为了调试的安全，调试前应该使逆变桥不工作。例如：把平波电抗器的一端断开，再在整流桥直流口接入一个≤500Ω、≥500W的电阻性负载。电路板上的If微调电位器W1顺时针旋至最高端(调试过程发生短路时，可以提供过流保护)。主控板上的DIP-1开关拨在ON位置。用示波器做好测量整流桥输出直流电压波形的准备。把面板上的“给定”电位器逆时针旋至最小。
　　送上三相供电(可以不分相序)，检查是否有缺相报警指示，若有，可以检查进线快熔断器是否损坏。
　　把面板上的“给定”电位器顺时针旋大，直流电压波形应该几乎全放开(α≈0o)，6个波头都全在。若中频电炉为380V输入，此时的直流电压表应指示在530V左右(若中频电炉为660V输入，此时的直流电压表应指示在900V左右)。再把面板上的“给定”电位器逆时针旋至最小，直流电压波形几乎全关闭，此时的α角约为120°。输出直流波形在整个移相范围内应该是连续平滑的。
　　若在调试中发现出不来6个整流波头，则应检查6只整流晶闸管的序号是否接对，晶闸管的门极线是否接反或短路。
　　在此过程调试中也应检查面板上的“给定”电位器是否接反，接反了则会出现直流电压几乎为最大，只有把“给定”电位器顺时针旋到头时，直流电压才会有减小的现象。
　　在停电状态下把逆变桥接入，使逆变触发脉冲投入，去掉整流桥口的电阻性负载。把电路板上的Vf微调电位器W2顺时针旋至最高端(调试过程发生逆变过压时，可以提供过压保护)。主控板上的DIP-1开关拨在ON位置，面板上的“给定”电位器逆时针旋至最小。
　　上电数秒种后，把面板上的“给定”电位器顺时针慢慢地旋大，这时逆变桥会出现两种工作状态：一种是逆变桥起振，另一种是逆变桥直通。此时需要的是逆变桥直通，若逆变桥为起振状态，可在停电的状态下，调节中频电压互感器的相位，即把中频电压互感器20V绕组的输出线对调一下，就不会起振了。在缓慢旋大面板上“给定”电位器的操作中，应密切注意电流表的反应，若电流表的指示迅速增大，则应迅速把“给定”电位器逆时针旋下来，此时表明电流取样电路有问题，系统处于电流开环状态，应检查电流互感器是否接对，特别是5A:0.1A电流互感器的原、副边是否接反，0.1A绕组上的68Ω电阻是否接上。正常的表现是随着“给定”电位器的缓慢加大，电流表的指示也跟着增大，当停止旋转“给定”电位器时，电流表的指示能稳定的停在某一刻度上。
　　当出现直通现象时，把面板上的“给定”电位器顺时针旋大，使电流表的指示接近额定值的50%左右。用交流电压表测量CON2-3、CON2-4、CON2-5三个接线端子间的电压，三个电压应该是大致相等的，若相差太大，说明电流互感器的同名端接错，必须改正，否则会影响电流调节器的正常工作。
　　继续把面板上的“给定”电位器顺时针旋到头，电流表的指示应接近额定值，逆时针调节主控制板上的W1电流反馈微调电位器，使直流电流表指示到额定输出电流，完成了额定电流的整定。
　　这样整流桥的调试就基本完成，可以进行逆变桥的调试。
　　需要指出的是，当平波电抗器的直流电阻较小时，在直通状态下作额定电流的整定，会出现直流电流振荡的现象，可在直流回路里串一点电阻加以解决。另外，水冷装置在作此项调试时，必须通水冷却。
　　当调试场地的电源供不出装置的额定电流时，额定电流的整定，可放在现场满负荷运行时进行，但是，应先在小电流的状况下，判定一下电流取样回路的工作是否正常。
3&逆变部分的调试
3.1&校准频率表(W5)
　　主控制板上的DIP开关均拨在OFF位置，面板上的“给定”电位器逆时针旋至最小。把示波器接在Q5或Q6的管壳上，测逆变触发脉冲的它激频率(它激频率可以通过W6来调节)，调节W5微调电位器，使频率表的读数与示波器测得的相一致。
　　若中频电炉用的是专用中频频率表，则可免去此步调试。但还是推荐使用直流毫安表头改制的频率表，这一方面是可以测得最高它激频率，另一方面是价格便宜。
3.2&起振逆变器(W6)
　　首先检查逆变晶闸管的门级线连接是否正确，逆变末级上的LED亮度是否正常，不亮则说明逆变末级的E和C接线端子接反了。再把主控制板上CON3-5对外的连线断开，看熄灭的LED逆变级是否处在逆变桥的对角线位置。
　　把主控板上的DIP开关均拨在OFF位置，把面板上的“给定”电位器逆时针旋到底，调节控制板上的W6微调电位器，使最高它激频率高于槽路谐振频率的1.2倍，W3、W4微调电位器旋在中间位置。把面板上的“给定”电位器顺时针稍微旋大，这时它激频率开始从高往底扫描(从频率表中可以看出)，逆变桥进入工作状态，开始起振。若不起振，表现为它激信号反复作扫频动作，可调节中频电压互感器的相位，即把中频电压互感器20V绕组的输出线对调一下。
　　若把中频电压互感器20V绕组的输出线对调后，仍然起动不起来，此时应确认一下槽路的谐振频率是否正确。可以用电容/电感表测量一下电热电容器的电容量及感应器的电感量，计算出槽路的谐振频率，当槽路的谐振频率处在最高它激频率的0.6~0.9倍的范围内时，起动应该是很容易的。再就是检查一下逆变晶闸管是否有损坏的。
3.3&12脉整定逆变引前角(W3、W4)
　　逆变起振后，可做整定逆变引前角的工作，把DIP开关均打在OFF位置，用示波器观察电压互感器100V绕组的波形，调节主控板上W4微调电位器，使逆变换相引前角在22o左右，此时中频输出电压与直流电压的比为1.2左右(若换相重叠角较大，可适当增大逆变换相引前角)，此步整定的是最小逆变引前角，一般希望它尽可能的小，当然过小的逆变换相引前角会使逆变换相失败，表现为中频电压升高时，会出现重复起动。
　　再把DIP-2开关打在ON位置，调节主控板上W3微调电位器，整定最大逆变换相引前角。根据不同的中频输出电压的要求，最大逆变换相引前角亦不同，如中频装置的三相输入电压为380V，额定中频输出电压为750V时，则要求最大逆变换相引前角在42°左右，此时中频输出电压与直流电压的比为1.5。一般希望它尽可能的大些，这在系统输入电压偏低时，仍可保证中频输出电压到额定值。当系统输入电压偏高时，由于有电压调节器的作用，中频输出仍然不会出现过电压。
　　此项调试工作应在50%额定中频输出电压下进行。注意，必须先调1.2倍关系，再调1.5倍关系，否则顺序反了，会出现互相牵扯的问题。有时由于电压表不准，给调试带来错误的结论，所以应以示波器测得的引前角为准。
　　调试中若出现逆变引前角过大的现象，应检查槽路谐振频率是否过低。
3.4&额定输出电压的整定(W2)
　　在轻负荷的情况下整定额定输出电压，把主控板上的DIP开关均拨在OFF位置，W2微调电位器顺时针旋至最大，把面板上的“给定”电位器顺时针旋大，逆变桥工作。继续把面板上的“给定”电位器顺时针旋至最大，此时输出的中频电压接近额定值，逆时针调节W2微调电位器，使输出的中频电压达到额定值。
　　在这项调试中，可见到这样的现象：即直流电压升到最大值后，中频输出电压却还能继续随“给定”电位器的旋大而上升。
　　在整定额定输出电压时，应在直流电流低于额定电流的条件下进行，否则会由于电流限幅的作用，使中频输出电压调不上去。
　　至此，6只微调电位器全部调完，调试告结束。
1&晶闸管装置在做绝缘耐压测试时，请取下控制板，否则可能造成控制板永久性损坏。
2&内部电路及参数的更改，恕不另行通知。
3&如果在使用中造成控制板以外的零部件损坏概不负责。
4&MPU器件是一种CMOS器件，使用时应注意。器件的两个引脚之间严禁短路，否则将损坏芯片，为保证器件的安全，因此忌用万用表直接测量器件的引脚。
5&当控制板接入主回路后，部分区域便带有高压电，敬请注意，以免触电。
六．安全操作注意事项
（安全操作规程）
1．开炉前应通知中频炉班组操作人员起动机器，同时应检查炉体、冷却水系统、中频电炉开关、倾炉机械和吊包运行轨道等是否正常，地沟盖板是否缺损，盖好。如有问题应先行排除，才能开炉。开炉时，需先将炉料放入炉膛，开放冷却水后，才能合上中频电炉开关。停炉时，断开中频电炉后。冷却水应继续保持15分钟。
2．炉料中不得混有密闭容器、管子或其它易爆炸物。炉料必须干燥，不带水或冰、雪块。装填炉料时，不准用锤子猛打，应轻放、轻敲以免损坏炉膛。炉膛烧损减薄超过规定时，应停炉修理。
3．工具应放在指定地点，使用时应事先烘烤干燥。
4．炼合金钢加入合金材料时，应在预热后用钳子夹住，缓慢，分批加入，加入时操作者脸部应避开炉口。
5．倾侧炉体将钢水注入浇包时应先停电，然后操纵机械缓慢倾注。浇包必须经过烘烤干燥。炉前坑内不准有积水。
6．取试样要注意周围人员，以免钢花烫人。
7．电气线路有故障时应及时检修。检查地沟，感应圈、冷却水管和其它电器时，要注意防止自身及其它人员触电。
8．吊运浇包不应速度太快，钢水不应装得过满(应离浇包沿口一定距离)。如用手抬包浇注，行走时应互相配合好，不要急走急停。如钢水泼出，要稳当放下，不准扔包。
9．发现停水，漏炉、感应圈绝缘层破裂和漏水时，应立即停炉检修。
10．中频炉拆炉时，要上下照应，互相配合，拆装时要有专人指挥。
11．停炉后必须切断电源总开关。关闭水阀门后方可离去。
12.&如遇到熔炼中间停电，应让炉体向前倾斜，并保持开启应急冷却水。
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本站关键词：中频炉、中频电炉、熔炼炉中频炉问题请教高手,我的有一台中频炉,直流电压偏低了,请问应该怎么调节呀?而且这台炉子不好起动,另外有一台炉子电流在600A时,经常会停,不知道是怎么回事.请高人指点.谢谢
1.直流电压与三相进线电压高低与关系,你可以测量一下三相火线的电压是否有380V,正常直流电压一般为500V,如果三相电压均有380可能是整流电路或电路板没有调节好的问题2.在600A时就停机,可能是线路接触不良,或者水冷电缆,线路发热等现象,这就要具体查查.详情请拨：9株洲金瑞中高频设备有限公司
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中频炉常见故障分析
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中频炉常见故障分析
官方公共微信晶闸管变频的中频感应电炉, 目前已得到广泛的使用, 随着晶闸管容量、质量的不断提高, 中频技术的不断完善, 感应加热及熔炼的中频炉在使用及维修上都已经取得了很大的进步。宁波市神光电炉有限公司1997 年购进二台浙江大学电力电子厂生产的500kg 中频炉主要用来熔炼铸铁。通过几年来的生产及维修实践, 认为, 要用好修好中频炉, 熟悉中频感应电炉常见的电气故障及处理方法是很有必要的, 总结维修过程中的经验, 对指导今后的工作很有好处。1　中频炉及其电源的特点1. 1　该厂使用的500kg 中频炉, 其中频电源装置进线采用380V 三相电源, 额定输出功率250kW。中频电压750V , 中频电流550A。有相序指示电路及显示, 内有整流控制电压表, 整流脉冲电流表, 逆变控制电压表, 逆变脉冲电流表, 有工作?检查转换开关。控制板一共四块, 除电源板外, 还有一块整流板, 一块逆变板和一块保护板。采用自激式预磁化撞击启动。其过流保护不是采用整流拉逆变, 而是关桥的保护方式, 即主电路发生过流或过压时, 发出信号使控制电源瞬间短路, 封锁整流脉冲, 同时续流二极管使滤波电抗器中的能量通过逆变桥构成通路消耗掉。另外, 各控制板采用了Kc04、Kc41 片子及部分运算放大器等集成块。1. 2　主回路线路及启动控制线路如图1、2 所示。2　常见电气故障分析
中频感应电炉, 就其故障发生的范围来说, 主要可分为二大块: 一是控制部分, 二是主电路, 即包括补偿电容器、感应器在内的谐振回路与水冷电缆及母排等部分。就故障的种类来说, 主要有过电流、过电压以及输出中频功率低等。造成这些故障的原因是多种多样的, 下面将逐一分析。2. 1　控制电源打开后, 按启动按钮, 中频电源装置无反应产生这类故障的主要原因有:(1) 循环冷却水未打开或水压不够。这造成电接点水压表内的常开接点未接通, 中频柜内的整流电源板没有电, 即没有整流电压输出, 因而整流触发板及逆变触发板均无触发脉冲, 当然中频电源装置就没有反应。通常此时柜内的整流脉冲电压表、电流表均无显示。(2) 启动控制回路的时间继电器1KT 常开延时闭合触点损坏或启动延时时间过长或过短。正常的延时时间为3～ 5s, 如果延时时间过短,则主电路上的整流桥无法及时补充负载回路及电抗器消耗的能量(此补充能量由启动时撞击产生) , 那么由撞击形成的衰减波很快趋向于零, 于是启动失败。如果延时时间过长, 又会使启动电阻严重发热,而且还很可能使主电路的电流增长速度太快, 增长太大, 使换流时间拖得过长, 以至于超越了系统在这一阶段的换流能力, 启动也有可能不成功。另外, 如时间继电器常开延时闭合触点损坏, 控制极无电压, 则启动晶闸管V T 15 无法导通, 因而启动主回路晶闸管V T 11 因无触发脉冲也不能导通,就不可能有撞击衰减波产生, 也就不可能成功启动。(3) 启动变压器T 4 烧坏, 或T 4 的初级线圈的熔丝烧断, 以及启动接触器KM 2 触点未闭合或接触不良。启动变压器T 4 设计为短时工作制, 正常工作时间仅为几秒钟。如果连续多次启动则线圈严重发热。因此当KM 2 的主触头粘住或卡住时, T 4 的线圈很容易被烧坏。另外, 当T 4 初级线圈的熔丝9FU熔断以及KM 2 主触点接触不良时, 都可使启动触发回路无电, 因而启动时中频柜无反应。(4) 主回路预充磁电阻R623 烧坏或阻值变大。预充磁电阻R6 的主要作用是在启动前输送预磁化电流I d, I d≈U d?R6 (U d 为启动时控制角为A时整流桥输出的直流电压; R 6 为启动时的预磁化电阻)。它使电抗器预磁化, 并在磁场内储藏一定的能量。逆变启动后, 由于负载电路的等效电阻比R 6 要小, R 6 中的电流(即预磁化电流) 便向负载转移, 及时向负载电路补给能量。如果预充磁电阻烧坏或阻值变大, 则向负载回路补充的能量消失或减少, 那么启动回路的衰减波就会很快衰减掉, 于是启动失败。R 6 由4 根108 200W 的绕线电阻两串两并组成, 其阻值仍为108 , 串并的目的是为了增加瓦数。( 5 ) 启动预充电电压达不到500V , 致使启动晶闸管V T 11 无法开通, 因而启动回路得不到能量。通常, 预充电电容器变质或漏电, 预充电回路的整流二极管VD10 损坏以及回路中某一点脱焊或虚焊都可造成这种故障。2. 2　按下启动按钮后, 听到中频声音, 随即逆变失败, 出现过流或过压过流和过压故障是中频炉最常见的故障, 其故障现象多种多样, 故障原因也各不相同, 其中过流故障又多于过压障。( 1) 引前角B 调得偏小, 使逆变晶闸管换流时间tC 增大, 相应储备时间tB 减小, 因而逆变管换流发生困难, 产生过流, 使逆变失败。我们知道, tD= tC+ tB (其中tD 为引前触发时间,tC 为换流时间, tB 为储备时间)。只有当tB& tq ( tq 为关断时间) 时, 才能保证关断的晶闸管恢复正向阻断特性, 使换流成功。当tB 因tC 的增长而减小时, 则换流时应关断的晶闸管由于未能恢复正向阻断特性而误导通, 产生直通短路, 最终导致逆变失败。(2) 自动调频回路及逆变触发回路发生故障, 导致触发脉冲发生紊乱及波形畸变, 逆变换流时该导通的管子未导通, 该关断的关不断, 结果形成短路,产生过流。正常情况下, 逆变桥对角线的脉冲应重迭, 且波形应清楚、整齐, 幅值、宽度都应符合要求。逆变桥相邻两组脉冲相位差应为180℃。本装置自动调频回路采用的是定时原则, 即调频信号取自中频电压、电流信号的合成。所得的合成信号为为电容器电容, iC 为电容器电流) , 送入逆变触发电路再经脉冲变压器送到逆变晶闸管。如果电压信号或电流信号因线路故障或受到干扰发生畸变或紊乱, 则合成信号势必不正常。如果逆变触发回路发生故障, 同样会使触发脉冲不正常(在相位、幅值、波形上)。因而使逆变管发生短路, 造成过流。(3) 左臂或右臂有一只逆变管特性变化, 不该导通时却发生正向转折, 致使逆变回路左臂或右臂发生直通短路, 造成过流。这主要是指某个逆变晶闸管热态特性不好, 在冷态时各特性参数均正常, 但一旦送电, 当中频电压达到某一数值时(300V 左右) , 即发生正向转折, 以致于由于直通而形成过流。(4) 感应圈发生对地短路或匝间短路。感应圈对地绝缘, 在不通水的情况下, 阻值应在2M 8 以上。如果通水, 用万用表测量, 则在5k8 以上(因水与地相通, 但有一定电阻)。感应圈发生对地短路或匝间短路, 大多数是由于炉衬渗漏铁液, 铁液冷却后感应圈与地连通及匝间连通, 造成短路引起。(5) 电容器发生相间短路或对地短路。中频电容器为电热电容器, 内通冷却水。当水路有水垢或异物时, 水流量大大减少甚至断流, 使电容器发热加剧而烧坏, 造成相间短路。如果电容器漏油严重, 则电容量大为减少, 同时也会使电容器发热激增, 发生相间短路。
中频电容器外壳为一极, 直接放在由角钢焊接而成的支架上, 电容器支架用胶木座与电气网路的地面隔开。如果胶木座因潮湿、油污对地绝缘下降很多, 则很容易发生对地击穿而短路。上述二种短路都会造成过流。(6) 启动时, 由于整流触发回路故障, 整流触发脉冲不正常, 使A角变大, 则输出的直流电压太低,启动时撞击产生的振荡衰减波补充的能量太小, 使启动失败, 形成过流。一般说来, 中频电源启动时, 在一定的负载下,直流电压U d 的最低值和最高值有一定的范围, 即平常所说的启动范围, 一般为30～ 80V。超出这个范围, 不是补充的能量太小, 就是主电路电流增长速度太快, 增长太大, 引起换流困难。( 7) 低通滤波器(DL ) 回路阻抗变大, 使逆变端晶闸管工作不对称及载流子积蓄效应所积累的静电荷未能及时放掉, 因而开通、关断特性变坏。关断不良导致逆变失败, 形成过流。低通滤波器类似于一个小电抗器, 用6mm 2 漆包线绕制而成, 接在负载部分, 与倍压电容器相并联, 与炉子感应圈相连通。作为当逆变端工作不对称时泄放晶闸管积累的静电电荷的通路。它与负载回路的连接导线, 其截面应是10mm 2 以上的铜线, 长度愈短愈好, 以减少泄放回路的阻抗, 保证静电电荷以一定的速率放掉, 确保逆变成功。有时静电电荷形成的电流很大, 会使低通滤波器严重发热以致烧坏。(8) 过流保护板中起保护作用的晶闸管特性变坏时, 其灵敏度增加, 当启动电流未达到过流整定值时便触发导通, 发出过流信号去封锁控制电源, 使逆变失败。(9) 对角线桥臂的逆变管有一臂因没有触发脉冲而不导通。这样, 开通的管子就关不断, 此时功率因数很低, 启动电流很大, 即产生过流保护动作。(10) 调功电位器接触不良, 使直流电压忽大忽小, 忽有忽无, 启动时对负载回路的能量补充就很不稳定, 这也往往容易造成启动失败而引起过流。产生过压的主要原因有:(1) 调频信号回路因导线烧断或接头松动而断开, 使换流引前角B+C2 变大(其中B为换流时t2 到t3 时刻的相角; C为换流时t1 到t2 时刻的相角) , 即U角变大, Co sU变小(Co sU为负载功率因数) , 则输出的中频电压U a 增大(因U a=1. 1U dCo sU) , 因此很容易引起过压。(2) 逆变桥中有一熔丝烧毁, 逆变端换流瞬间除了引起过流外, 还很容易引起过压。(3) 负载回路发生故障, 如感应圈和水冷电缆因炉衬渗漏铁液或断液而烧断, 则瞬间很容易产生高压。这是由于感应圈或水冷电缆断开后, 槽路不发生振荡, 负载回路只剩下电容电容器本身已充有一定的电压, 滤波电抗器中的能量再向电容器充电,势必产生高压, 引起过电压动作。(4) 过压保护板中起保护作用的晶闸管特性变坏, 灵敏度增加, 当电压未达到过压整定值时便触发导通, 产生过压保护动作。(5) 中频电源送电时加炉料, 炉口的铁块或回炉料一头与铁液相连, 一头与炉子的金属外壳(如平台或炉口铁圈) 相碰而打火, 产生的干扰信号影响控制电路, 引起过电压动作。(6) 中频电压互感器线圈对地绝缘下降, 存在不完全短路, 当中频电压上升到300V 以上时, 对地完全短路。短路时产生的电压信号使过压保护板动作。2. 3　输出功率低, 达不到额定值500kg 中频炉, 其额定输出功率250kW。但是由于种种原因, 有时输出功率远远达不到额定工率,甚至只有40～ 60kW。常见的原因有:(1) 整流电压低, 造成输出功率低。造成整流电压低的原因主要有:a. 整流电路缺相。此时用示波器观察整流主回路波形, 可以明显见到缺一波头, 同时主电路滤波电抗器发出沉闷的不规则的振动声。用万用表测量某相晶闸管, 如其电阻值为无穷大则证明该晶闸管损坏后已断路, 或者某熔断器烧断。此时若仍在额定电流下工作, 流过其它几个桥臂的电流过大, 会缩短晶闸管的寿命。一般缺相后, 输出功率只能达到60kW。b. 感应圈匝间或对地存在不完全短路。随着中频电压的升高、功率的增大, 变为完全短路, 于是在某一中频电压上因短路出现过流, 因而功率上不去。c. 截流截压电路出现故障, 未达到整定值便输出, 限制了整流电压的升高。d. 移相脉冲触发延迟角无法调到A= 0。e. 某一桥臂晶闸管触发电路出现故障, 或晶闸管性能变劣亦不能触发导通。(2) 逆变电压、电流相位角(超前相位角) 过小,使中频电压U a 低于额定值, 严重影响中频输出功率的提高。这一般是由于槽路上并联的电容器损坏较多引起, 应使U a?Ud≈ 1. 4 左右较为合适。(3) 炉壁增厚, 炉膛变小, 即炉子的等效电阻R增大, 使中频功率下降。2. 4　直流电压及中频电压不稳定引发直流电压不稳定的原因可能是: ①触发电路虚焊, 触发脉冲时有时无, 使晶闸管时通时不通,此时可看到整流触发电流表也发生摆动。②中频干扰造成整流晶闸管误导通, 因而直流电压输出不规则, 产生波动。滤波电抗器碰线, 其电感值下降, 对中频电源的隔离作用降低, 中频电压侵入到整流电路,使整流晶闸管在中频电压作用下发生正向转折, 造成负载电压不稳定。③整流电压缺相不平衡时, 电抗器L d 会发生振动及很大杂音, 造成直流电压不稳定及直流电压表来回摆动。引发中频电压、电流不稳定的原因可能是:(1) 逆变晶闸管质量差, 热态性能不稳定, 如开通时间、反向恢复时间不一致, 温度特性不好。(2) 逆变触发脉冲不对称, 使管子开通、关断的时间有差异, 因而引起中频电压、电流的波动。(3) 整流桥直流电压波动, 引起中频电压波动。(4) 逆变板上的电位器整定值有变化及三极管等某些元件不稳定。3　中频炉故障的检查方法与步骤(1) 首先观察中频柜内的四块小表的指示值是否正常。其中整流控制电压表30V , 整流脉冲电流表130～ 150mA , 逆变控制电压表12V , 逆变脉冲电流表100～ 120mA。如果数值在正常范围内, 则证明电源部分没有问题。(2) 用数字万用表2008 档检查整流、逆变晶闸管阳极、阴极电阻及控制极与阴极电阻值(可不必从柜内卸下来测量, 管子散热器仍通有冷却水)。阳极与阴极的正反向电阻值均为∞, 控制极与阴极的电阻值为10～ 508。另外, 应检查熔断器是否熔断。(3) 将转换开关SA 置于检查档, 用示波器检查整流及逆变触发脉冲的波形, 检查幅值及时间间隔是否正常。其中, 整流触发脉冲为双脉冲, 时间间隔是3. 33 逆变触发脉冲为连续的脉冲列, 幅值一般为4～ 6V。要求脉冲整齐、无毛刺。检查的顺序是从晶闸管控制极到脉冲变压器, 然后到整流板和逆变板。(4) 检查整流板是否正常。可拔下逆变板, 转换开关置于检查档。按启动按钮, 旋动调功电位器, 看直流电压能否调到500V 左右, 若电(4) 检查整流板是否正常。可拔下逆变板, 转换开关置于检查档。按启动按钮, 旋动调功电位器, 看直流电压能否调到500V 左右, 若电压能调到500V , 则证明整流板正常。(5) 检查启动回路中的电容充电回路。仍拔下逆变板及接通检查档, 按下启动按钮后用万用表测量电容cf 两端电压, 若能达到500V 左右, 则证明启动电容充电回路正常。(6) 检查预磁化电阻R6 有无烧断及低通滤波器有无断线。(7) 若上述检查都正常, 则可认为故障基本上出自主回路负载部分。此时, 可检查电容器有无明显烧坏的痕迹或严重漏油, 电容器支架对地绝缘是否在2M 8 左右, 水冷电缆有无烧断以及测量感应圈有无对地及匝间短路(一般为炉衬漏铁液引起)。在感应圈通水的情况下, 其对地电阻应在5k8 以上, 感应圈对磁轭的绝缘电阻应为2M 8 左右(在磁轭不接地的情况下)。(8) 通过检查, 如果认为中频电源柜正常, 电容器也正常, 感应圈及磁轭经过中修, 绝缘都符合要求, 而且炉衬又是新筑的, 而送电仍存在过流现象,则可认为是某一逆变晶闸管热态特性不好, 也就是在不送电的情况, 其特性数据都正常, 但在送电后因发热则出现了强迫性正向转折, 造成过流。此时应逐一更换逆变管, 看是否还过流。玖盛生铁(jiushengshengtie9)　
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