常見中頻電源的故障及其排除建議

南京高等職業技術學校 楊 進

1 引言

中頻電源作為一種變頻設備，適用范圍很廣泛，多用于金屬的煅燒、熔煉、淬火、透熱、凈化以及熱處理等。其工作原理為利用三相橋式整流電路，將交流電變為直流電，再通過電抗器使其輸出恒定直流電流源，其標準輸出頻率為30kW-4000kW。由于其負載能力較強，因此能在工農業生產的各個領域得以應用。通常情況下，中頻電源發生的故障分為完全不能啟動和能夠啟動但不能正常工作兩大類。按照工作原則，一旦發生故障要立刻切斷電源，對整個系統做全面排查，主要包括以下幾個方面：電源、整流器、逆變器、變壓器和電容器等。電源故障宜用萬用表測電路開關和保險絲是否帶電，將元件斷路的可能性排除。整流器的結構包括晶閘管、熔斷器、變壓器以及熔斷管，熔斷管上有指示器，當正常運行時指示器是縮在殼的里面的，當出現故障時它會彈出，這時要用萬用表測試快熔，觀察其是否燒斷。中頻電源的變壓器有若干個，每組都是相通的，原邊阻值為30-70歐姆之間，次級小于10歐姆。電壓互感器的原邊與負載是并聯的，其電阻應該為0，否則疑似有故障。電容器的故障排查應先確定被擊穿電容器所在的組，當電容器匯流與主流的連接處斷開時，電阻應為無限大，這樣可以找到壞的組，逐組檢查后則可找到擊穿的電容器。逆變器的排查與上述類似。下面，我們就以下幾方面針對常見故障進行詳細分析。

2 中頻電源的常見故障

2.1 電源無法正常啟動

針對電源啟動故障，我們要先行斷電，對電源故障進行分析。首先，對電源進行檢查，用萬用表監測電路開關是否帶電；其次，對整流器進行檢查，由于中頻電源使用三相橋式電路，因此也用萬用表對熔斷器進行檢測；第三，檢查晶閘管，晶閘管的電阻應小于等于50歐姆，否則代表出現故障；第四，檢查變壓器，用萬用表對其原邊電阻和次邊電阻進行檢測，如果沒有故障，原邊電阻50歐姆左右，次邊電阻為0，否則代表出現故障；最后，檢測電容器，電容器通常容易發生漏油或被擊穿，也可用萬用表檢測出來。

2.2 電源啟動后無法正常運行

中頻電源能夠正常啟動，而啟動后卻無法正常運行，我們通?？紤]以下故障。首先，整流器缺相故障，當電源處有噪音，工作聲音有異常，輸出電流達不到額定電流參數時，說明整流器出現故障。其次，逆變器三橋臂出現故障，當三橋臂的輸出電流較大且不穩定時，電源啟動后往往會出現刺耳的噪音，這時要調節電源功率，使之盡可能的小，若這時電壓比平時高，說明是整流晶閘管的電流存在異常。同時，感應線圈可能發生故障，集中表現為負載量過大導致的漏水、鋼渣發熱、短路等異常。其中，整流電路故障的發生概率較高，占所有故障的一半以上，如果設備在運行過程中電抗器出現雜音，并且設備啟動后自動停止，大多是由整流橋輸出不平衡導致的，可調節控制電路板的電位器進行調節。同時，電流突增也屬于整流電路故障，中頻電壓的正常值在1.3-1.5之間，當電流突增時，電壓會急劇下降，遠低于正常值。這時需要檢查電源三相是否有缺相，回路的保險是否燒壞等。

3 中頻電源常見故障的解決方略

針對以上問題，下面，我們就中頻電源常見故障的解決辦法提出以下幾點建議。

3.1 中頻電源無法啟動的故障解決辦法

通常情況下，萬用表能夠檢測出大部分因中頻電源無法啟動而導致的故障，受損的電路元件進行更換即可。若是整個模塊電路出了問題，則要更換整個模塊，但這種情況不太常見，最常見的是負載電容被擊穿的問題，因此檢修過程中，可將其作為重點。

3.2 中頻電源啟動后無法正常運行的解決辦法

電源能啟動但無法正常工作大多是由整流器缺相以及逆變電路故障所致。前者需要用示波器深入檢測各個門極的電阻，將電阻過大和過小的都換新處理。逆變器的故障較為復雜，分為3種情況：第一，中頻功率低，由于低功率時對運行影響不大，但只要升高電壓，設備就會進行過流保護，根本原因是由于負載交流等效電阻小導致的。尤其是當設備長時間運行時，爐襯厚度變薄，啟動后電流大卻電壓小，功率得不到提升造成的。出現這種類似問題要去掉爐襯，換上新的絕緣墊片，使絕緣值大于2MΩ。第二，中頻電源在低功率運行中發生異常，噪音低沉，中頻電壓高于直流電壓數十倍，這種現象往往是由于長期沒有更換逆變電路中的可控硅所致。可控硅的老化、關斷使得功耗增高，若水冷套管的冷卻效果失靈就會導致可控硅被燒壞。但由于可控硅成本較高，不建議經常更換可控硅，而是要確保冷卻水的清澈、潔凈，不至于造成管路的堵塞，就會提升使用壽命。第三，中頻電源在爐料1000°以上時產生過流保護。這種現象一方面是冷卻循環水溫過高，另一方面是可控硅的關斷時間較長。夏天天氣炎熱，水溫在自然情況下比其他季節高，如果水冷效率低，會影響可控硅的性能，使其無法滿足回路原有的更換頻率導致過流保護。因此首先要保障冷卻水的效果，及時檢查管理是否堵塞，其次要在阻抗允許的前提下，降低諧振頻率，提高電容補充。

3.3 日常維護注意事項

要使中頻電源能夠高效、安全的使用，科學的操作和精心的日常維護是不可或缺的。首先，要用專用防靜電刷對配電柜力的塵土、雜質進行定期清理，設備在高溫環境下易出現故障，因此要設立專用機房，配備空調等降溫設施，確保設備的安全運行。其次，爐況對中頻電源的正常運行有直接影響，要重視清潔工作，每天都要用壓縮空氣對其進行吹掃，避免絕緣故障，使其絕緣值大于2MΩ。同時，要定期對電源的各個部位進行巡檢，如各個部位的螺栓，用測量儀監測額定電壓等。同時，還要關注設備的水冷問題，平時要定期檢查配電柜外匯水排的水流量，避免因水流過少而導致裝置發熱。

4 總結

綜上所述，對中頻電源常見故障的分析有利于我們發現問題并解決問題，能進一步將問題歸類，與相對應的解決方案聯系起來，而不是毫無目的的檢測，從而提高中頻電源的使用壽命和工作效率。

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