JP2-500型中频电源装置是一种利用可控硅把三相工频交流电源通过整流器、滤波器及逆变器变换成中频交流电的设备,它广泛应用于感应加热熔炼金属,煅造钢球、煅造铸件,铬合钢材等。由于其是由可控硅组成的静止“变频电路”,没有旧式中频发电机组体积大、噪声大、维护困难等缺点,它具有噪声小、结构简单、没有机械振动、维护方便,便于实现自动控制等优点,因而是生产实践中应用较为广泛的电力电子设备。
1 工作原理
JP系列中频电源主回路组成:三相工频电源、三相全控整流桥、滤波电抗器、逆变桥、LC组成负载。
基本原理:通过三相桥式可控硅整流电路,直接将三相交流电整流为电压可调的直流电,经过直流电抗器滤波、逆变、单相桥式并联逆变器、由逆变器将直流电再变换为中频交流电供给负载,是一种交流-直流-交流变换系统。
2 常见故障原因及处理
JP系列中频电源结构虽然简单,但由于其二次控制回路较为复杂,常见故障多为逆变失败、过流保护动作、控制回路元件烧损或集成块损坏等等。现就实际使用中常见
故障的原因进行分析及应采取处理方法简述如下。
2.1 整流部分直流电压升不到额定值
原因分析:工作电压不能达到所需值;采用带尖脉冲正弦波作为同步电压的装置,其尖脉冲位置偏右或尖脉冲基部宽度过大;工频电网电压低于额定值。
处理方法:调整工作电压达所需值;调整尖脉冲形成电路中的RC微分电路参数或前一级RC移相参数;调整供电变压器的分接头到适当位置使电网电压升高到额定值。
2.2 逆变电路无法启动
原因分析:启动可控硅管已击穿,造成主电路不完全短路。因为不完全短路点会随着振荡电压的增加,而变成完全短路,产生大电流,从而造成过电流保护动作。
处理方法:调整过电流保护整定值。
在脉冲触发板的信号输入端,并联等值电容以使逆变触发器免受干扰。
2.3 整流部分主回路快速熔断器熔断
现象:快速熔断器的红色标柱弹出。直流电压波形异常,直流电压表指示值减小,直流滤波电抗器有连续异常声音。
原因分析:整流桥中已有晶闸管损坏或有干扰脉冲或硬开通造成相间短路,保护电路动作时拉逆变失败。
处理方法:停机。
用万用表检查管子的阳-阴极电阻,判定出晶闸管已短路时,则应更换。也可用示波器观察管子的电压波形,若是一条直线,则说明管子已损坏。
检查拉逆变时的整流控制角是否α>150°,应重新整定140°<α<150°。从供电变压器到中频电源的供电系统中三相开关是否有触头拉弧、接触不良等现象。
2.4长时间不开机易造成可控硅击穿现象:无法正常开机,装置发出沉闷的蜂鸣声。
原因:长时间运行,温度很高,元件难免老化引起参数改变。尤其在冻炉情形下启动电源,逆变器槽路电流很大,中频电压很低,因而中频电压互感器的二次侧电压也很低,整流二极管正向电阻增大,电容器的电容量减少,若此时调高主回路直流电压,则逆变后的中频电压亦升高,于是电压叠加于可控硅上将其击穿,亦即是阻容保护过热造成。
处理方法:选用正向电阻小的可控硅,另在电容器上并联一只等容量的新电容,故障可消除。
由于中频电源装置是电力电子设备,其故障范围涉及面广,既有动力电源方面故障,又有电子线路及控制回路方面故障。
本文仅对JP系列中频电源在冶炼钢球及铸件实际应用中遇到一些典型故障原因进行分析,并提出了处理措施,有效地解决中频电源在生产中存在的问题。在工作中总结出一套快速检测故障的方法,只要遵循遂级检测方法,必能很快查找出故障原因并采取相应措施将其消除。