淺談中頻感應(yīng)加熱電源常見故障處理

劉瑞鑫

（遼源方大鍛造有限公司，吉林遼源 136600）

淺談中頻感應(yīng)加熱電源常見故障處理

劉瑞鑫

（遼源方大鍛造有限公司，吉林遼源 136600）

中頻感應(yīng)加熱電源廣范應(yīng)用于熔煉透熱淬火等不同的應(yīng)用領(lǐng)域，本文著重論述中頻感應(yīng)加熱電源設(shè)備在熱模鍛生產(chǎn)透熱領(lǐng)域的應(yīng)用。中頻設(shè)備在實(shí)際的生產(chǎn)過程中常會有故障發(fā)生，設(shè)備自身并沒有特定的警告信息，設(shè)備的自我診斷功能也比較有限，根據(jù)個(gè)人在公司自動化鍛壓生產(chǎn)線的設(shè)備管理過程，結(jié)合日常中頻感應(yīng)加熱電源設(shè)備維修診斷經(jīng)驗(yàn)，對中頻感應(yīng)加熱電源常見故障處理分析和總結(jié)。

中頻 故障 維修

1　引言

中頻感應(yīng)加熱電源作為自動化鍛壓生產(chǎn)線的主要設(shè)備，在生產(chǎn)過程中起十分重要的作用，若中頻設(shè)備故障率高，會嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行。在熟練掌握中頻電源的基本工作原理和功率元器件的基本特性的基礎(chǔ)上，才能快速準(zhǔn)確地分析判斷故障原因，采取有效的措施排除故障。

2　系統(tǒng)介紹

中頻電源的基本工作原理（如圖1）：將三相50hz的交流電經(jīng)過三相全控橋式整流變成脈動的直流電路后經(jīng)平波電抗器變成平滑直流電，最后經(jīng)過逆變橋?qū)⒅绷髯兂蓡蜗嘀蓄l交流電。負(fù)載部分由感應(yīng)線圈（包括加熱工件）及補(bǔ)償電容器組成的LC并聯(lián)振蕩電路。輸出頻率取決于LC電路的諧振頻率f。逆變調(diào)節(jié)控制部分能夠自動采集逆變可控硅的導(dǎo)通周期變換單相交流電的頻率，起到自動調(diào)頻的作用。同時(shí)可以通過調(diào)功電位器改變給定的電壓值，控制整流控制角α，從而控制整流輸出電壓，得到所需的中頻電壓值。

3　故障分析與排查

（1）一般情況下，可以把中頻電源的故障按照故障現(xiàn)象分為完全不能啟動和啟動后不能正常工作兩大類。作為一般的原則，當(dāng)出現(xiàn)故障后，應(yīng)在斷電的情況下對整個(gè)系統(tǒng)作全面檢查，它包括以下幾個(gè)方面：1）電源：用萬用表測主電路開關(guān)（接觸器）和控制回路是否帶電，排除元件斷路的可能性。2）整流器：整流器采用三相全控橋式整流電路包括六個(gè)快速熔斷器、六個(gè)晶閘管、六個(gè)脈沖變壓器和一個(gè)續(xù)流二極管。可以用萬用表通斷檔測一下快熔，以判斷它是否損壞。晶閘管可用萬用表電阻擋（200Ω擋）測量門極—陰極電阻，一般應(yīng)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(dǎo)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(shí)用萬用表二極管擋測其二端，正向時(shí)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，可按上述方法檢查。4）變壓器：變壓器的繞組一般原邊阻值約有幾十歐姆，次極阻值幾歐姆。應(yīng)該注意的是中頻電壓互感器的原邊與負(fù)載并聯(lián)，所以其電阻值為零。5）電容器：檢查電容器是否被擊穿。斷開每組電容器的匯流母排與主匯流排之間的連接點(diǎn)，測量每組電容器兩個(gè)匯流排間的電阻，正常時(shí)應(yīng)為無窮大。確認(rèn)壞的組后，再斷開每臺電熱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。6）接通控制電源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(yīng)為雙脈沖，幅度應(yīng)大于2V。按一下停止按鈕，脈沖將立即消失。重復(fù)六次，將每個(gè)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。7）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(yīng)大于2V，通過示波器的時(shí)標(biāo)讀出脈沖周期，算出觸發(fā)脈沖頻率，正常時(shí)應(yīng)比電源柜的標(biāo)稱頻率高約20%，這個(gè)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(shí)應(yīng)比電源柜的標(biāo)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。

（2）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(gè)方面：1）整流器缺相：故障表現(xiàn)為工作時(shí)聲音不正常，最大輸出電壓升不到額定值，且電源柜怪響聲變大，這時(shí)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(yīng)置于電源同步），正常時(shí)輸入電壓波形每周期有六個(gè)波形，缺相時(shí)會缺少二個(gè)。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(dǎo)通引起的。2）逆變器三橋臂工作：故障表現(xiàn)為輸出電流特別大，空載時(shí)也很大，且電源柜工作時(shí)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(shí)高。用示波器依次觀察四個(gè)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。3）感應(yīng)線圈故障：感應(yīng)線圈匝間短路，一般是由于爐襯局部掉落貨線圈通水不暢導(dǎo)致，故障表現(xiàn)為電流較大，工作頻率比平常時(shí)高。

圖1　

4　結(jié)語

為了能采用正確的方法進(jìn)行中頻電源的故障維修，就必須熟悉中頻電源常見故障的特點(diǎn)及原因，才能少走彎路，盡快的將故障排除，恢復(fù)中頻電源的正常運(yùn)行，從而保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。