提高ACS800系列變頻器風(fēng)機(jī)使用壽命的開發(fā)與應(yīng)用

張慧

摘 要：山鋼股份有限公司萊蕪分公司寬厚板生產(chǎn)線主線有ACS800傳動裝置LSUO至LSU18共19套傳動裝置，主要負(fù)責(zé)產(chǎn)線電機(jī)傳動設(shè)備的變頻控制。其中變頻器共裝配逆變風(fēng)機(jī)630臺，由于風(fēng)機(jī)為變頻器配套裝置，設(shè)計(jì)精密，密封性強(qiáng)，一直以來由原始廠家瑞典ABB公司提供專用變頻器風(fēng)機(jī)備件，單臺風(fēng)機(jī)備件費(fèi)用就高達(dá)12000元。近年來隨著產(chǎn)線變頻器風(fēng)機(jī)在線運(yùn)行時(shí)間的增長，故障率不斷增高，由于風(fēng)機(jī)主要用于變頻器長時(shí)間運(yùn)行的散熱，對變頻器正常運(yùn)行起至關(guān)重要的作用。一旦風(fēng)機(jī)損壞，極易造成變頻器過熱損壞，影響產(chǎn)線正常生產(chǎn)軋制節(jié)奏。

關(guān)鍵詞：ACS800傳動裝置;變頻器;風(fēng)機(jī)

一、現(xiàn)狀分析

上圖為2017年風(fēng)機(jī)故障數(shù)據(jù)及因風(fēng)機(jī)故障引起的停機(jī)時(shí)間統(tǒng)計(jì)分析，每次風(fēng)機(jī)故障帶來的備件更換、設(shè)備停機(jī)、變頻器主機(jī)損壞等均造成較長的設(shè)備停機(jī)時(shí)間和昂貴的備件替換費(fèi)用。

經(jīng)攻關(guān)項(xiàng)目小組研究討論，本次改善的目的如下：

（1）降低因風(fēng)機(jī)損壞帶來的昂貴備件替換維修費(fèi)用。

（2）降低風(fēng)機(jī)故障損壞率。

綜上得出本次攻關(guān)改善目標(biāo)為：提高產(chǎn)線ACS800系列變頻器風(fēng)機(jī)使用壽命。

運(yùn)用魚骨圖分析問題原因如下：

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確定原因：

主因：（1） 風(fēng)機(jī)內(nèi)部控制電路板損壞。由于風(fēng)機(jī)由變頻器內(nèi)部驅(qū)動板和電源板供電，變頻器長時(shí)間運(yùn)行及頻繁起停導(dǎo)致風(fēng)機(jī)及其驅(qū)動板、電源板損壞較多，極易造成風(fēng)機(jī)故障。

（2）風(fēng)機(jī)本體硬件損壞。大部分風(fēng)機(jī)由于長時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致風(fēng)機(jī)密封內(nèi)部兩端軸承磨損損壞嚴(yán)重，而電機(jī)本身線圈損壞幾率較小。

（3）傳動監(jiān)控軟件DRIVEWINDOW風(fēng)機(jī)故障報(bào)警被激活，變頻器被迫停止運(yùn)行。由于寬厚板產(chǎn)線于10年投產(chǎn)運(yùn)行，產(chǎn)線800系列傳動變頻器大部分風(fēng)機(jī)上線運(yùn)行累計(jì)均超過5萬小時(shí)激發(fā)傳動內(nèi)部計(jì)數(shù)器報(bào)警fan on time（超過累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，更換風(fēng)機(jī)）。

二、對策制定及實(shí)施

根據(jù)確定的主因，有針對性地逐項(xiàng)進(jìn)行改善。

（1）風(fēng)機(jī)內(nèi)部控制電路板損壞——對策：產(chǎn)線800系列變頻器風(fēng)機(jī)工頻改造。由于此前此類變頻器風(fēng)機(jī)廠家設(shè)計(jì)為變頻運(yùn)行，由變頻器內(nèi)部檢測現(xiàn)場運(yùn)行溫度，發(fā)出變頻運(yùn)行指令，控制風(fēng)機(jī)運(yùn)行速度。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際環(huán)境，變頻器風(fēng)機(jī)基本都處在最高頻率50HZ運(yùn)轉(zhuǎn)，無需變頻控制。采取工頻改造后，可杜絕因風(fēng)機(jī)變頻控制驅(qū)動板、電源板損壞帶來的風(fēng)機(jī)故障停機(jī)。

（2）風(fēng)機(jī)本體硬件損壞——對策：故障風(fēng)機(jī)軸承國產(chǎn)化替代修復(fù)。通過前期對線上損壞電機(jī)拆解研究，大部分風(fēng)機(jī)損壞部位集中在軸承兩端，由于長時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致風(fēng)機(jī)密封內(nèi)部兩端軸承磨損損壞嚴(yán)重，而電機(jī)本身線圈損壞幾率較小，因此制作專用工具對風(fēng)機(jī)軸承進(jìn)行國產(chǎn)化替代修復(fù)，避免風(fēng)機(jī)損壞整體更換備件局面的發(fā)生。

（3）變頻器內(nèi)部報(bào)警——對策：變頻器參數(shù)優(yōu)化。針對產(chǎn)線變頻器風(fēng)機(jī)多數(shù)累積運(yùn)行時(shí)間超過4萬小時(shí)，達(dá)到變頻器默認(rèn)運(yùn)行極限時(shí)間，誘發(fā)變頻器裝置報(bào)“FAN ON-TIME更換風(fēng)機(jī)”告警提示，對變頻器參數(shù)1.44設(shè)置，重置風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間。

三、績效評價(jià)

經(jīng)過產(chǎn)線800系列變頻器風(fēng)機(jī)工頻改造后電源板及驅(qū)動板可節(jié)約不用，節(jié)省備件費(fèi)用。電源板及驅(qū)動板預(yù)計(jì)每年可節(jié)省損壞替換費(fèi)用60余萬，同時(shí)改造后風(fēng)機(jī)故障排查時(shí)間大大降低，更換風(fēng)機(jī)時(shí)間大大降低，從而大幅度減少停機(jī)時(shí)間。

通過對故障風(fēng)機(jī)軸承的國產(chǎn)化替代修復(fù)和變頻器闡述優(yōu)化，可實(shí)現(xiàn)故障風(fēng)機(jī)的再度修復(fù)利用。2017年上半年風(fēng)機(jī)故障次數(shù)統(tǒng)計(jì)如下圖所示：