杭鋼轉(zhuǎn)爐行車變頻器總包服務(wù)淺析

夏文富 俞哲旦

摘要：變頻器的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)杭鋼轉(zhuǎn)爐行車非常重要。變頻器總包服務(wù)包括建立設(shè)備檔案、對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)、維修變頻器以及應(yīng)急響應(yīng)，能夠有效降低故障率、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、更好地保障轉(zhuǎn)爐行車變頻器的穩(wěn)定運(yùn)行，為順利生產(chǎn)保駕護(hù)航。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐行車;變頻器;總包

1.引言

轉(zhuǎn)爐變頻行車主要承擔(dān)兌鐵水、精煉鋼水上連鑄機(jī)等吊運(yùn)工作，是銜接轉(zhuǎn)爐各生產(chǎn)車間的大動(dòng)脈。近幾年來隨著轉(zhuǎn)爐廠改造工作不斷深入，冶煉工藝不斷優(yōu)化、生產(chǎn)節(jié)奏不斷加快、各工序之間配合日益緊湊，變頻技術(shù)的使用彌補(bǔ)了普通行車操作性能、穩(wěn)定性能相對(duì)較差的劣點(diǎn)，提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。但由于轉(zhuǎn)爐冶煉環(huán)境溫度高、金屬粉塵多，變頻器很容易出現(xiàn)不可預(yù)見性故障而導(dǎo)致停工，給轉(zhuǎn)爐廠安全、穩(wěn)定、高效的生產(chǎn)組織帶來負(fù)面的影響，甚至?xí)斐蛇B鑄機(jī)堵流、斷澆。因此，保證變頻器的安全運(yùn)行就顯得尤為重要。經(jīng)前期技術(shù)交流，公司招標(biāo)確定的杭州三倍速機(jī)電有限公司提供的變頻器總包服務(wù)能夠很好地解決變頻器在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題，保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

2.變頻器總包服務(wù)簡(jiǎn)介

圖一所示為變頻器使用壽命的澡盆曲線。圖中A階段為新產(chǎn)品磨合期，B階段為高效穩(wěn)定生命期，C階段為性能衰退失效期。在A階段，設(shè)備尚處在磨合期，會(huì)出現(xiàn)一些問題，但是持續(xù)時(shí)間較短;B階段是變頻器的穩(wěn)定期，在這個(gè)階段變頻器性能可靠，運(yùn)行穩(wěn)定;而在C階段，變頻器已經(jīng)使用一段時(shí)間，變頻器內(nèi)部會(huì)積累許多油污、導(dǎo)電粉塵等，并且元器件也開始老化，故障率遠(yuǎn)高于B階段。變頻器總包服務(wù)的目的是為了延長(zhǎng)變頻器的B階段時(shí)間，并保證C階段出現(xiàn)的問題及時(shí)解決，從而達(dá)到保證生產(chǎn)的計(jì)劃性與安全性，降低設(shè)備總使用成本之目的。

圖一 澡盆曲線

變頻器總包服務(wù)主要包括：①科學(xué)配置備機(jī)備件并建立完善的設(shè)備檔案，制定設(shè)備故障應(yīng)急預(yù)案，最大程度地保障生產(chǎn)連續(xù)性;②對(duì)在線的變頻器進(jìn)行有計(jì)劃、專業(yè)、全面的預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)以減少非計(jì)劃停機(jī)并延長(zhǎng)使用壽命;③芯片級(jí)翻新式維修已損壞的變頻器及備件以提高設(shè)備利用率;④當(dāng)在線設(shè)備出現(xiàn)突發(fā)狀況停止工作，現(xiàn)場(chǎng)電工無法及時(shí)恢復(fù)的情況下，總包方技術(shù)人員將會(huì)在雙方約定時(shí)間內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行搶修，保證以最快的速度恢復(fù)生產(chǎn)，降低停產(chǎn)損失。

通過變頻器的總包服務(wù)可以優(yōu)化備機(jī)備件配置、優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)并做好應(yīng)急預(yù)案，可以有效降低故障率、延長(zhǎng)變頻器使用壽命，從而最大限度地減少計(jì)劃外停機(jī)，有效保障生產(chǎn)的計(jì)劃性與安全。

3.變頻器總包在杭鋼轉(zhuǎn)爐行車的實(shí)踐

3.1 建立設(shè)備檔案

杭鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼廠總共有10臺(tái)變頻行車，共計(jì)31臺(tái)在線變頻器。在這些設(shè)備中，有17臺(tái)變頻器是2005年之前生產(chǎn)投入使用的，服役時(shí)間較長(zhǎng)，容易出現(xiàn)故障，需要重點(diǎn)維護(hù)。

在倉庫中有12臺(tái)備機(jī)，其中3臺(tái)為全新備機(jī)，9臺(tái)為有故障的舊機(jī)，經(jīng)三倍速公司維修測(cè)試后可以作為備機(jī)使用。這些備機(jī)已經(jīng)能夠滿足日常應(yīng)急響應(yīng)的需要，無需添加其他備機(jī)。

3.2 制定維保方案以及應(yīng)急預(yù)案

維保分為一級(jí)維保、二級(jí)維保和三級(jí)維保。其中，三級(jí)維保為普通維保，隨著維保等級(jí)的提高，做的項(xiàng)目也會(huì)增多。三級(jí)維保項(xiàng)目如表一所示。

表一 三級(jí)維保項(xiàng)目

序號(hào) 檢查維護(hù)項(xiàng)目 維護(hù)要求 判斷標(biāo)準(zhǔn) 使用工具

1 變頻器外觀和運(yùn)行環(huán)境檢查 檢查環(huán)境以及變頻器外觀等設(shè)備基本情況，了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài) 外觀無油污，無鐵銹，如有鐵銹做防銹處理，環(huán)境溫度，濕度，結(jié)露點(diǎn) /

2 柜門濾網(wǎng)清洗 清洗或更換濾網(wǎng) 通風(fēng)以及過濾正常 /

3 導(dǎo)電粉塵以及油污清理 對(duì)變頻器內(nèi)外導(dǎo)電粉塵油污進(jìn)行清理 清理后設(shè)備比較干凈，元器件上沒有明顯導(dǎo)電粉塵及油污殘留 吹風(fēng)機(jī)，刷子，布等

4 傳動(dòng)內(nèi)部接插件檢查 檢查接插件有無松動(dòng)和腐蝕等情況 接插件沒有錯(cuò)插漏插情況 /

5 整流單元測(cè)量 測(cè)量整流橋性能 三相平衡 萬用表

6 逆變單元測(cè)量 測(cè)量IGBT性能 三相平衡 萬用表

7 風(fēng)機(jī)測(cè)量 檢查風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況以及風(fēng)量 風(fēng)機(jī)運(yùn)行無異響，風(fēng)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn) 風(fēng)速儀

8 直流母線測(cè)量 直流母線充放電檢測(cè) 充放電正常 萬用表

9 接線端子檢查 檢查接線是否擰緊，有發(fā)熱，松動(dòng)現(xiàn)象 查看是否有變色松動(dòng) /

二級(jí)維護(hù)是在三級(jí)維護(hù)的基礎(chǔ)上增加表二中的項(xiàng)目。

表二 二級(jí)維護(hù)增加的項(xiàng)目

序號(hào) 檢查維護(hù)項(xiàng)目 維護(hù)要求 判斷標(biāo)準(zhǔn) 使用工具

1 電機(jī)絕緣測(cè)量 測(cè)量電機(jī)絕緣 100M以上 絕緣表

2 充電回路檢查 檢查充電電阻阻值 阻值是否正常 萬用表

3 電路板腐蝕老化檢查 檢查電路板狀況 有無腐蝕點(diǎn)或者元器件老化 /

4 風(fēng)機(jī)啟動(dòng)電容檢查 測(cè)量風(fēng)機(jī)啟動(dòng)電容容量 容量為額定的70%以上 電橋

5 整流觸發(fā)檢查 測(cè)量整流橋觸發(fā)角 三相平衡 萬用表

6 IGBT觸發(fā)檢查 測(cè)量IGBT觸發(fā)角 三相平衡 萬用表

7 功率板觸發(fā)檢查 測(cè)量觸發(fā)角 三相平衡 萬用表

8 散熱模塊檢查及清理 對(duì)散熱模塊通道疏通以及清理 模塊通風(fēng)良好 /

9 備品備件 備品備件檢測(cè) 檢查備品備件齊全以及完好 /

10 設(shè)備檔案 完善設(shè)備檔案 完善設(shè)備檔案 /

一級(jí)維護(hù)是在二級(jí)維護(hù)的基礎(chǔ)上增加表三的項(xiàng)目。

表三 一級(jí)維護(hù)增加的項(xiàng)目

序號(hào) 檢查維護(hù)項(xiàng)目 維護(hù)要求 判斷標(biāo)準(zhǔn) 使用工具

1 直流電容檢查 測(cè)量直流電容容量 容量達(dá)到額定的90%以上 電橋

2 導(dǎo)熱硅脂檢查 查看導(dǎo)熱硅脂性能，必要時(shí)重新涂裝導(dǎo)熱硅脂 模塊散熱良好 /

3 進(jìn)線電抗器絕緣檢測(cè) 測(cè)量電抗器絕緣 100M以上 絕緣表

4 端口檢測(cè) 主板輸入輸出端口檢測(cè) AI，AO，DI，DO正常 信號(hào)發(fā)生器

5 參數(shù)備份 通過專業(yè)軟件備份參數(shù) 備份參數(shù) drivewindow

6 參數(shù)優(yōu)化 優(yōu)化運(yùn)行參數(shù) 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化 /

7 輸出波形檢查 對(duì)輸出波形測(cè)量 波形輸出符合要求 示波器

8 運(yùn)行溫度監(jiān)控 測(cè)量變頻器運(yùn)行時(shí)溫度 溫度正常，沒有明顯發(fā)熱過高的點(diǎn) 熱成像儀

9 運(yùn)行監(jiān)控 監(jiān)控運(yùn)行情況 對(duì)重要運(yùn)行參數(shù)通過專業(yè)軟件進(jìn)行監(jiān)控 drivewindow

10 運(yùn)行記錄統(tǒng)計(jì) 統(tǒng)計(jì)運(yùn)行記錄 是否存在規(guī)律性 /

11 故障記錄統(tǒng)計(jì) 統(tǒng)計(jì)故障記錄 同一故障是否經(jīng)常出現(xiàn) /

12 軟件版本升級(jí) 檢測(cè)軟件版本 根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行軟件升級(jí) /

13 易損元器件更換 檢測(cè)易損元器件 必要時(shí)提前更換老化易損元器件 /

變頻器內(nèi)部組件的維護(hù)周期如表四所示[1]。

表四 組件維護(hù)周期

維護(hù)內(nèi)容 維護(hù)周期 維護(hù)內(nèi)容 維護(hù)周期

內(nèi)部冷卻風(fēng)扇 視品質(zhì)及時(shí)更換 光纖（接線） 定期檢查

附加冷卻風(fēng)扇 視品質(zhì)及時(shí)更換 灰塵、腐蝕和溫度 定期檢查

電解電容（直流回路） 視品質(zhì)及時(shí)更換 供電電壓質(zhì)量 定期檢查

AINT+扁平電纜、CINT、NRED、放電電阻 視使用環(huán)境與品質(zhì)及時(shí)更換 備機(jī)直流回路電容器激活 定期檢查

端子的緊固 定期檢查 接觸器的狀況 定期檢查

每年的例行維保在設(shè)備停機(jī)檢修的時(shí)候見縫插針地進(jìn)行，盡最大可能地保障生產(chǎn);在設(shè)備其他停機(jī)檢修時(shí)進(jìn)行三級(jí)維保，將故障率降到最低。

由于倉庫備機(jī)充足，因此在非正常停機(jī)的狀況下的應(yīng)急預(yù)案為：排除了外部原因之后換上備機(jī)，將出故障的變頻器拿回公司進(jìn)行維修。

3.3 維護(hù)保養(yǎng)

3.3.1 維保前準(zhǔn)備工作

首先對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備及環(huán)境進(jìn)行檢查。發(fā)現(xiàn)行車變頻器所在艙內(nèi)溫度較高，有較多的導(dǎo)電粉塵，并且設(shè)備使用年限較長(zhǎng)，需要經(jīng)常性維護(hù)并做好日常巡視工作。

在進(jìn)行維保前要在設(shè)備明顯位置懸掛靜止合閘標(biāo)志，安全工作.并做好個(gè)人相關(guān)安全工作，穿工作服，穿絕緣鞋，佩戴安全帽，帶防靜電手套進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作（如圖二所示）。

圖二 維保前準(zhǔn)備工作

3.3.2變頻器維保和測(cè)量

在準(zhǔn)備工作做好后就可以開始對(duì)變頻器進(jìn)行維保了。維保包括：①將變頻器面板和風(fēng)扇拆下，清洗變頻器內(nèi)部板件、接線端子等的導(dǎo)電粉塵和油污。②風(fēng)扇是變頻器中最重要的器件之一，風(fēng)扇工作不正常會(huì)導(dǎo)致變頻器報(bào)故障甚至炸機(jī)，因此需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)風(fēng)扇進(jìn)行清理或者更換。③仔細(xì)查看變頻器內(nèi)部板件是否有腐蝕及損傷，如果有需要更換板件。④用萬用表對(duì)整流和逆變單元進(jìn)行測(cè)量（如圖三所示），確保整流和逆變單元三相平衡。用萬用表對(duì)直流母線進(jìn)行充放電測(cè)量，確保其充放電正常。⑤檢查變頻內(nèi)部螺絲以及內(nèi)部接線插口是否插緊、緊固。⑥根據(jù)設(shè)備狀況按照維保計(jì)劃進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)與保養(yǎng)。

圖三 用萬用表進(jìn)行參數(shù)測(cè)量

3.3.3上電測(cè)試

在維保期間的測(cè)量都是不帶電測(cè)量，維保完成后需要上電進(jìn)行測(cè)試。上電后需要用風(fēng)速儀測(cè)量風(fēng)扇的風(fēng)速，確保風(fēng)扇運(yùn)行正常，并且要確保變頻器使用正常后才能整理工具離開現(xiàn)場(chǎng)。

今年的1月20日至3月20日，杭州三倍速機(jī)電有限公司對(duì)杭鋼轉(zhuǎn)爐行車的變頻器進(jìn)行了一次全面維保，圖四為維保前后變頻器內(nèi)部對(duì)比圖。從圖中可以看出維保后的變頻器導(dǎo)電金屬粉塵清除的非常干凈。

a 變頻器維保前 ?b 變頻器維保后

圖四 ?變頻器維保前后對(duì)比

3.4 總包取得的成績(jī)

截至到2014年6月，維修人員已經(jīng)修復(fù)9臺(tái)已損壞的變頻器，存放在杭鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼廠行車車間倉庫作為備機(jī)。

經(jīng)過第一階段維保，故障率明顯有降低：從總包前平均每月2-3次故障，下降到一個(gè)季度2次故障。截至到2014年6月，技術(shù)人員共進(jìn)行2次應(yīng)急響應(yīng)：第一次為2014年5月16日，12號(hào)行車小車變頻器上端快熔燒毀，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量變頻器主回路正常，由于在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工具以及時(shí)間有限，因此更換了變頻器整機(jī)，運(yùn)行一段時(shí)間正常后工程師返回，將損壞的變頻器拉回公司由維修部進(jìn)行修理;第二次為2014年6月24日，14號(hào)行車小車變頻器報(bào)2340故障，更換備機(jī)后運(yùn)行正常。

4.結(jié)論

杭鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼廠行車變頻器總包半年以來，總包方杭州三倍速機(jī)電有限公司充分體現(xiàn)了服務(wù)的專業(yè)性與責(zé)任心，經(jīng)過專業(yè)的預(yù)防性維護(hù)使得變頻器故障率降低超過了70%，經(jīng)過對(duì)備機(jī)備件的檢查測(cè)試與維修確保備機(jī)備件的充足，在發(fā)生故障時(shí)應(yīng)急響應(yīng)及時(shí)，很好地保障了生產(chǎn)的連續(xù)性，提高了生產(chǎn)的安全性與效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]ACS800-01/U1 傳動(dòng)單元硬件手冊(cè)