談煉鋼廠中變頻器設(shè)備的檢修

【摘 要】變頻器是較理想的交流傳動設(shè)備，已被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，在煉鋼廠中變頻器也得到了廣泛應(yīng)用。本文主要闡述了變頻器的工作原理，介紹了變頻器常見故障、診斷方法及維修步驟等。

【關(guān)鍵詞】煉鋼；變頻器；設(shè)備；檢修

一、變頻器概述

變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流、濾波、逆變、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等等。

二、變頻器的工作原理

三相交流電經(jīng)橋式整流變?yōu)橹绷麟?，通過限流電阻R給電容C充電75%時，接觸器M吸合，電阻R被短接，然后直接充電到變頻器的額定電壓。變頻器的CPU當(dāng)接到啟動信號時，發(fā)出觸發(fā)信號，使驅(qū)動電路工作觸發(fā)LGBT，將直流電壓變成頻率可調(diào)的三相交流電，驅(qū)動電機(jī)。

三、變頻器常見故障及診斷

變頻器異常故障分為軟故障和硬故障兩大類，軟故障多是因操作或參數(shù)設(shè)置不當(dāng)造成的，而硬故障則是由于變頻器本身器件損壞造成的，維修起來難度較大。在變頻器日常維護(hù)過程中經(jīng)常遇到各種各樣的問題，如外圍線路問題、參數(shù)設(shè)定不良或機(jī)械故障。下面分別介紹幾種變頻器故障診斷方法。

（一）靜態(tài)測試

1、測試整流電路。找到變頻器內(nèi)部直流電源的P端和N端，將萬用表調(diào)到電阻×10檔，紅表棒接到P， 黑表棒分別依次到R、S、T，應(yīng)該有大約幾十歐的阻值，且基本平衡。相反將黑表棒接到P端，紅表棒依次接到R、S、T，有一個接近于無窮大的阻值。將紅表棒接到N端，重復(fù)以上步驟，都應(yīng)得到相同結(jié)果。如果有以下結(jié)果，可以判定電路已出現(xiàn)異常：A.阻值三相不平衡，可以說明整流橋故障；B.紅表棒接P端時，電阻無窮大，可以斷定整流橋故障或起動電阻出現(xiàn)故障。

2、測試逆變電路。將紅表棒接到P端，黑表棒分別接U 、V、W上，應(yīng)該有幾十歐的阻值，且各相阻值基本相同，反相應(yīng)該為無窮大。將黑表棒接到N端，重復(fù)以上步驟應(yīng)得到相同結(jié)果，否則可確定逆變模塊故障。

（二）動態(tài)測試

在靜態(tài)測試結(jié)果正常以后，才可進(jìn)行動態(tài)測試，即上電試機(jī)，在上電前后必須注意以下幾點：

1、上電之前，須確認(rèn)輸入電壓是否有誤，將380V電源接入220V級變頻器之中會出現(xiàn)炸機(jī)（炸電容、壓敏電阻、模塊等）。

2、檢查變頻器各接駁口是否已正確連接，連接是否有松動，連接異常時可能導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障，嚴(yán)重時會出現(xiàn)炸機(jī)等情況。

3、上電后檢測故障顯示內(nèi)容，并初步斷定故障及原因。

4、如未顯示故障，首先檢查參數(shù)是否有異常，并將參數(shù)復(fù)歸后，進(jìn)行空載（不接電機(jī)）情況下啟動變頻器，并測試U、V、W三相輸出電壓值，如出現(xiàn)缺相，三相不平衡等情況，則模塊或驅(qū)動板等有故障。

5、在輸出電壓正常（無缺相、三相平衡）的情況下，帶載測試。測試時，最好是滿負(fù)載測試。

（三）故障判斷

1、整流模塊損壞。一般是由于電網(wǎng)電壓或內(nèi)部短路引起。在排除內(nèi)部短路情況下，更換整流橋。在現(xiàn)場處理故障時，應(yīng)重點檢查用戶電網(wǎng)情況，如電網(wǎng)電壓、有無電焊機(jī)等對電網(wǎng)有污染的設(shè)備等。

2、逆變模塊損壞。一般是由于電機(jī)或電纜損壞及驅(qū)動電路故障引起。在修復(fù)驅(qū)動電路之后，測驅(qū)動波形良好狀態(tài)下，更換模塊。在現(xiàn)場檢修中更換驅(qū)動板之后，還必須注意檢查馬達(dá)及連接電纜。在確定無任何故障下，運(yùn)行變頻器。

3、上電無顯示。一般是由于開關(guān)電源損壞或軟充電電路損壞使直流電路無直流電引起，如啟動電阻損壞，也有可能是面板損壞。

4、上電后顯示過電壓或欠電壓。一般由于輸入缺相，電路老化及電路板受潮引起。找出其電壓檢測電路及檢測點，更換損壞的器件。

5、上電后顯示過電流或接地短路。一般是由于電流檢測電路損壞。如霍爾元件，運(yùn)放等。

6、啟動顯示過電流。一般是由于驅(qū)動電路或逆變模塊損壞引起。

7、空載輸出電壓正常，帶載后顯示過載或過電流。該種情況一般是由于參數(shù)設(shè)置不當(dāng)或驅(qū)動電路老化、模塊損傷引起。

四、變頻器的維修

從維修變頻器的經(jīng)驗來看，與強(qiáng)電相關(guān)的器件、大功率器件、電源部分以及相應(yīng)的驅(qū)動部分電路損壞頻率較高，當(dāng)然在維修過程中會出現(xiàn)各種各樣的故障現(xiàn)象，表現(xiàn)與其相應(yīng)的電子電路有關(guān)。電子設(shè)備的維修過程就是尋找相應(yīng)故障點的過程。

在維修過程中，應(yīng)該堅持以人為主、設(shè)備為輔的原則，充分發(fā)揮人的主觀能動性，降低維修成本，從故障現(xiàn)象入手，分析電路原理、時序關(guān)系、工作過程，找出各種可能存在的故障點，確定故障元器件，然后借助一些維修檢測設(shè)備，確定故障點，確定故障元器件（包括定性與定量指標(biāo)），然后尋找相應(yīng)的器件進(jìn)行替換，使設(shè)備恢復(fù)其固有的性能指標(biāo)。

維修過程包括以下幾個步驟：詢問變頻器的故障現(xiàn)象，包括故障發(fā)生前后外部環(huán)境的變化。例如電源的異常波動、負(fù)載的變化；根據(jù)故障描述，分析可能造成此類故障的原因；打開被維修的設(shè)備，確認(rèn)被損壞的程序，分析維修恢復(fù)的可行性；根據(jù)被損壞器件的工作位置，通過閱讀電路、分析電路工作原理，從中找出器件損壞的原因，以及一些相關(guān)的電子電路；尋找相關(guān)的器件進(jìn)行替換；在確定所有可能造成故障，所有原因都排除的情況下，通電進(jìn)行實驗，在做這一步的時候，一般要求所有的外部條件都具備，并且不會引起故障的進(jìn)一步擴(kuò)大化；在設(shè)備工作正常的情況下，就可以進(jìn)入下一個程序，系統(tǒng)測試。

五、結(jié)語

綜上所述，變頻器在工業(yè)系統(tǒng)中所起到的作用非常重要，在日常生產(chǎn)檢修中，我們必須提前采用一些有效的故障診斷與容錯控制措施，準(zhǔn)確、快速地診斷出變頻器的故障，使設(shè)備不會突然停機(jī)，將損失降到最低。

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作者簡介：

張文革（1966.8-）：男，漢族，北京朝陽區(qū)人，大學(xué)本科學(xué)歷，首鋼京唐公司，助理工程師，主要從事煉鋼轉(zhuǎn)爐、連鑄設(shè)備維護(hù)檢修工作。