生产管理知识_纸浆厂降低生产中变频器的故障率概论

云景林纸股份有限公司 降低生产中变频器的故障率纸浆厂电仪QC小组2011年7月15日 发表人 黎祥 前言 20世纪50年代末开始 电气传动领域进行了一场重要的技术变革 将原来只用于恒速传动的交流电动机实现速度控制 以取代制造复杂 价格昂贵 维护不便的直流电动机 近十多年来 随着电力电子技术 微电子技术及现代控制理论向交流电气传动领域的渗透 变频器已经广泛应用于交流电动机的速度控制 其最主要的特点是具有高效率的驱动性能及良好的控制特性 在风机 水泵 压缩机等流体机械上应用可以节约大量的电能 在纺织 化纤 塑料 化学等工业领域 利用变频器的自动控制性能可以提高产品质量和数量 在机械行业中 应用变频器是改造传统产业 实现机电一体化的重要手段 从数百瓦的伺服系统到数万千瓦的特大功率高速传动系统 从一般要求的小范围调速传动到高精度 快响应 大范围的调速传动 从单机传动到多机协调运转 都可以采用交流调速装置 随着变频器运用范围扩大 使用的数量不断增加 其故障率一直居高不下 降低了产量和质量 对分厂及公司了盈利造成影响 为此我们QC小组选择该课题 一 QC小组概况 制表人 黎祥制表时间 2011年7月 二 选题理由 生产需求 症结 课题 变频器的故障率为1 即故障停机时间不超过433分钟 月 2011年1 6月份变频器故障引起停机时间平均为1170分钟 月 其故障率为2 7 降低生产中变频器的故障率 三 活动计划 计划 实际 四 现状调查 2011年1月 6月变频器故障引起停机时间统计表如下 2011年1月 6月变频器故障引起生产停机时间的折线图如下 由表可见 3月份控制较好为140分钟 月 接近厂部目标130分钟 月 五 确定目标 1170分钟 月 433分钟 月 六 原因分析 降低整流变的故障率 人 机 参数设置不对 中间电路 专业技能不够 整流器 控制电路 逆变器 转矩控制 给定信号的选择 变频器的启动方式 变频器控制方式 电机参数 抗晃电功能选择 IGBT逆变模块 整流桥 料 法 环 过热 变频器的日常维护 日常检修 环境恶劣 过流 电源异常 过载 外部电磁干扰 欠压 过压 雷击 感应雷电 七 要因确认 确认一 电气技术员培训情况调查表 确认内容 电机参数设置不对 确认二 确认人 丰国章确认时间 2011年7月 确认内容 变频器采取的控制方式不对 确认三 确认人 丰国章确认时间 2011年7月 确认内容 设定变频器的启动方式不对 确认四 确认人 丰国章确认时间 2011年7月 确认内容 给定信号的选择不对 确认五 确认人 丰国章确认时间 2011年7月 确认内容 转矩控制设置不对 确认六 确认人 丰国章确认时间 2011年7月 确认内容 抗晃电功能选择不对 确认七 确认人 丰国章确认时间 2011年7月 确认内容 整流桥损坏 确认八 确认人 丰国章确认时间 2011年7月 确认内容 中间电路损坏 确认九 确认人 丰国章确认时间 2011年7月 确认内容 IGBT逆变模块损坏 确认十 确认人 丰国章确认时间 2011年7月 确认内容 控制电路损坏 确认十二 确认人 丰国章确认时间 2011年7月 确认内容 过压 确认十三 确认人 丰国章确认时间 2011年7月 确认内容 欠压 确认十四 确认人 丰国章确认时间 2011年7月 确认内容 过流 确认十五 确认人 丰国章确认时间 2011年7月 确认内容 过载 确认十六 确认人 丰国章确认时间 2011年7月 确认内容 过热 确认十七 确认人 丰国章确认时间 2011年7月 确认内容 变频器的日常维护不到位 确认十八 确认人 丰国章确认时间 2011年7月 确认内容 日常检修方法不正确 确认十九 确认人 丰国章确认时间 2011年7月 确认内容 外部电磁干扰 确认二十 确认人 丰国章确认时间 2011年7月 确认内容 雷击 感应雷电 确认二十一 确认人 丰国章确认时间 2011年7月 确认内容 环境恶劣 确认二十二 确认人 丰国章确认时间 2011年7月 要因确认 1 变频器电路中整流桥和IGBT逆变模块的损坏主要是由于电路板上的积灰 元器件老化引起 2 变频器跳闸 主要是由于欠压 过压 过流 过载和过热引起 3 外部电磁干扰 主要是由于外部没有采取噪声抑制干扰措施 清除干扰源 八 制定对策 九 实施对策 实施一 定期对变频器进行清灰 接线检查 定期对变频器控制板进行清灰 对控制线路 插件 接线紧固情况进行检查 避免由于灰尘和线路接触不良损坏变频器控制模块 对于长时间不投入使用的变频器定期进行通电 避免电气元件老化 实施二 排查变频器电路中欠压故障 检查变频器电源输入部分 电源输入进线开关选用欠压脱扣型 设定变频器运行电源参数 排出故障后才可以通电运行 实施三 排查变频器电路中过压故障 过电压有两类 1 输入交流电源过压这种情况是指输入电压超过正常范围 一般发生在节假日负载较轻 电压升高或降低而线路出现故障 此时最好断开电源 检查 处理 2 发电类过电压这种情况出现的概率较高 主要是电机的同步转速比实际转速还高 使电动机处于发电状态 而变频器又没有安装制动单元 有两起情况可以引起这一故障 当变频器拖动大惯性负载时 其减速时间设的比较小 在减速过程中 变频器输出的速度比较快 而负载靠本身阻力减速比较慢 使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高 电动机处于发电状态 而变频器没有能量回馈单元 因而变频器支流直流回路电压升高 超出保护值 出现故障 处理这种故障可以增加再生制动单元 或者修改变频器参数 把变频器减速时间设的长一些 实施四 排查变频器电路中过流故障 过流故障可分为加速 减速 恒速过电流 其可能是由于变频器的加减速时间太短 负载发生突变 负荷分配不均 输出短路等原因引起的 这时一般可通过延长加减速时间 减少负荷的突变 外加能耗制动元件 进行负荷分配设计 对线路进行检查 如果断开负载变频器还是过流故障 说明变频器逆变电路已环 需要更换变频器 实施五 排查变频器电路中过载故障 过载故障包括变频过载和电机器过载 其可能是变频器选型过小 加速时间太短 直流制动量过大 电网电压太低 负载过重等原因引起的 一般可通过延长加速时间 延长制动时间 检查电网电压等 负载过重 所选的电机和变频器不能拖动该负载 也可能是由于电机润滑不好引起 如前者则必须更换大功率的电机和变频器 如后者则要对电机进行检修 实施六 排查变频器电路中过热故障 确认变频器温度保护参数设置 检查变频器散热风扇运行及通风情况 对于环境温高的控制室安装空调 由于品牌型号不同的变频器配置不同 查看电动机功率是否与变频器的功率匹配 若不匹配 应及时更换 实施七 降低变频器的外部电磁干扰 在变频器抗干扰能力一定的情况下 可在外部采取噪声抑制措施 消除干扰源 具体的方法如下 1 尽量缩短控制回路的配线距离 并使其与主回路分离 2 指定采用屏蔽线的回路 必须按规定进行 若线路较长 应采用合理的中继方式或加装信号隔离器 3 变频器的接地端子应按规定进行 不能同电焊 动力接地混接 4 变频器输入端安装滤波器 避免由电源进线引入干扰 十 效果检查 2011年8 12月份变频器故障停机时间统计表如下 QC小组活动前后变频器月平均故障停机时间对比图 活动前1月 6月的变频器故障平均停机时间为1170分钟 月活动后8月 12月的变频器故障平均停机时间为126分钟 月 通过QC小组活动前后变频器月平均故障停机时间的统计图 可见我们的目标已经实现了 1170 分钟 月 126 分钟 月 433 分钟 月 十一 效益分析 1直接经济效益 小组活动的5个月间 有效节约了5220分钟的变频器故障停机时间 即节省3天半时间 按平均每天生产360吨纸浆计算 可多生产1296吨纸浆 活动前 1月 6月 维护变频器成本平均为2000元 月 活动后 8月 12月 维护变频器成本平均为200元 月 所产生经济效益为 6X2000元 5X200元 11000元 2间接效益 1 通过本次活动降低了由于变频器故障引起的停机时间 降低生产成本 提高了生产效率 为完成今年生产任务奠定了基础 2 通过此次活动不仅小组成员从中得到了锻炼 而且增强了大家分析 解决问题的能力 同时也使我们对变频器的维护方法有了进一步的认识 专业技