中频加热炉的的故障分析及中频炉维修过程

1、中频加热炉的的故障分析及中频炉维修过程当中频加热炉启动时，突加给定电压，由于电压反馈没有，电压调节器输出迅 速增 加。山于控制参数漂移，使得电流反馈系数减小，同样的中频电流给定使中频 装置输 出的瞬间电流比较大，产生冲击电流，只有当电压环超调后，输出电流才开 始减小， 最终山负载决定。山于中频加热炉中存在很大的电抗，系统调节响应慢。 随着给定电 压的增加，冲击电流更大 ; 对晶闸管的冲击也大，加快晶闸管的劣化， 造成晶闸管疲劳 击穿。随着元器件老化，模拟控制系统参数漂移，使得逆变器控制回路中的晶闸管触 发的 超前角变大 (42. 8?),功率因数低 (0. 733),即使输出同样的中频电压与中

2、频电流，但中频加热炉输出的有功功率不高，加热效果差。正常情况下，在中频加热过 程中，根据欧姆 定律，负载参数随温度升高而变化，如中频等效阻抗增大 ; 但当温 度变化缓慢时，中频 等效阻抗变化不大。当中频给定电压恒定时，尽管随着加热装 置的运行，由于加热效 果差，中频等效阻抗变化不大，电压反馈提高得慢，导致中频电流变化缓慢，即系统长时间工作在大电流状态，也易造成晶闸管的劣化。通过调节定位器，增大电流反馈系数，使电流反馈 600A/6V; 减小了电流冲 击。通 过调节逆变回路晶闸管脉冲控制参数，使中频电流超前中频电压的时间为40 us,既保证能正了晶闸管的可靠关断，乂减少了超前 (24. 4?),

3、提高了功率因数，为 0.91o 由于中频装置的 输出有功功率提高，芯棒加热功率增大。根据欧姆定律，随 着芯棒温度的升高，芯棒 电阻增大，中频等效阻抗增加，在同样的中频电流下，中 频电压反馈提高；当中频电 压给定不变时，电压调节器的输出减少，使中频电炉输 入电流也逐步减小。随着给定 功率的提高，中频电压提高，中频电流开始也提高， 但随着芯棒的加热，中频电流会 逐步减小，减小了晶闸管的负担。中频炉维修的 全过程般情况下，可以把中频炉的故障按照故障现象分为完全不能起动和起动后不常工作两大类。作为一般的原则，当出现故障后，应在断电的情况下对整个系 统作全 面检查，它包括以下儿个方面：（- ）电源 :

4、用万用表测一下主电路开关（接触器）和控制保险丝后面是否 有电，这将排除这些元件断路的可能性。（二）整流器：整流器采用三相全控桥式整流电路，它包括六个快速熔断器、六 个晶闸管、六个脉冲变压器和一个续流二极管。在快速熔断器上有一个红色的指示 器，正常时指示器缩在外壳里边，当快熔烧断后它将弹出，有些快熔的指示器较 紧， 当快熔烧断后，它会卡在里面，所以为可靠起见，可以用万用表通断档测一下快熔，以判断它是否烧断。测量晶闸管的简单方法是用万用表电阻挡 （200Q 挡）测一下其阴极一阳极、门 极 一阴极电阻，测量时晶闸管不用取下来。正常情况下，阳极一阴极间电阻应为无 穷 大，门极一阴极电阻应在 10-50

5、Q 之间，过大或过小都表明这只晶闸管门极失 效，它将 不能被触发导通。脉冲变压器次边接在晶闸管上，原边接在主控板上，用万用表测量原边电阻约 为 50Q。续流二极管一般不容易出现故障，检查时用万用表二极管挡测其二端，正向时万用表显示结压降约有 500mV, 反向不通。（三）逆变器 : 逆变器包括四只快速晶闸管和四只脉冲变压器，可以按上述方法 检 查。（四）变压器 : 每个变压器的每个绕组都应该是通的，一般原边阻值约有儿十欧 姆，次极儿欧姆。应该注意：中频电压互感器的原边与负载并联，所以其电阻值为 零。（五）电容器 : 与负载并联的电热电容器可能被击穿，电容器一般分组安装在电 容器架上，检查时应先

6、确定被击穿电容器所在的组。断开每组电容器的汇流母排与主汇流排之间的连接点，测量每组电容器两个汇流排间的电阻，正常时应为无穷大。确认坏的组后，再断开每台电热电容器引至汇流排的软铜皮，逐台检查即可找 到击穿的电 容器。每台电热电容器由四个芯子组成，外壳为一极，另一极分别通过 四个绝缘子引 到端盖上，一般只会有一个芯子被击穿，跳开这个绝缘子上的引线， 这台电容器可以 继续使用，其容量是原来的 3/4 。电容器的另一个故障是漏油，一 般不影响使用，但要 注意防火。安装电容器的角钢与电容器架是绝缘的，如果绝缘击穿将使主回路接地，测量 电容 器外壳引线和电容器架之间的电阻，可以判断这部分的绝缘状况。（六）

7、水冷电缆 : 水冷电缆的作用是连接中频电源和感应线圈，它是用每根直径0.6-0.8紫铜线绞合而成。对于500公斤电炉，电缆截面积为480平方毫米， 对于 250 公斤电炉，电缆截面积采用 300 至 400 平方毫米。水冷电缆外 胶管采用耐压 5 公斤的压力橡胶管， 里面通以冷却水， 它是负载回路的一部分， 工 作时受到拉力和扭力， 与炉体一起倾动而发生曲折，因此时间长后容易在柔性连接 处断裂开。水冷电缆断裂过 程，一般是先断掉大部分后，在大功率运行时把未断小 部分很快烧断，这时中频电源就 会产生很高的过电压，如果过电压保护不可靠，就 会烧坏晶闸管。水冷电缆断开后，中 频电源无法启动工作。如不

8、检查出原因而反复 启动，就很可能烧坏中频电压互感器。检 查故障时可用示波器，把示波器探头夹在 负载两端，观察按启动按钮时有无衰减波形。 确定电缆断芯时先把水冷电缆与电热 电容器输出铜排脱开， 用万用表电阻挡 （200Q 挡） 测量电缆的电阻值，正常时电阻 值为零，断开时为无穷大。用万用表测量时，应把炉体 翻到倾倒位置，使水冷电缆 掉起，这样使断处彻底脱离，才能正确判断是否断芯。通过以上儿个方面的检查，一般能查出大部分的故障原因，接下来可以接通控制电源，作进一步的检查。中频电源主电路合闸有手动和自动两种。对于自动合闸的系统，应该先将电源线暂时断开，以确保中频电炉的主电路不会合上。接通控制电源后，

9、可以作下面儿个方面的检查。1（ 将示波器探头接在整流晶闸管的门极和阴极上，示波器置于电源同步，按下启动按钮后即可看到触发脉冲波形，应为双脉冲，幅度应大于2V。按一下停止按 钮，脉冲将立即消失。重复六次，将每个晶闸管都看一下，如果门极没有脉冲，可以将示波器的探头移到脉冲变压器的原边看一下，如果原边有脉冲而次边没有，说明脉冲变压器损坏，否则问题可能出在传输线或主控板上。2（ 将示波器探头接在逆变晶闸管的门极和阴极上，示波器置于内同步，接通控制电源后可以看到逆变触发脉冲，它是一串尖脉冲，幅度应大于2V,通过示波器 的时标读岀脉冲周期，算出触发脉冲频率，正常时应比电源柜的标称频率高约 20%,这个频率

10、称 为启动频率。按下启动按钮后，脉冲的间距加大，频率变低，正 常时应比电源柜的标 称频率低约 40%, 按一下停止按钮，脉冲频率立即跳回启动频 率。通过上列检查，基本 上能排除完全不能启动的故障。启动以后工作不正常，一 般表现在下列儿个方面：1（整流器缺相：故障表现为工作时声音不正常，最大输出电压升不到额定值，且电源柜怪叫声变大，这时可以调低输出电压在 200Y 左右，用示波器观 察整 流器的输出电压波形（示波器应置于电源同步），正常时输入电压波形每周期有六个波形，缺相时会缺少二个，如图 2 所示。这一故障一般是由于整流器某只晶闸 管没有 触发脉冲或触发不导通引起的，这时应先用示波器看一下六个

11、整流晶闸管的门极脉冲，如果有的话，关机后用万用表 200Q 档测量一下各个门极电阻，将不通 或者门极电 阻特别大的那只晶闸管换掉即可。2（逆变器三桥臂工作：故障表现为输岀电流特别大，空炉时也一样，且电源柜丄作时声音很沉重，启动后把功率旋钮调到最小位置，会发现中频输出电压比正常时高。用示波器依次观察四个逆变晶闸管的阳极一阴极之间的电压波形，正常时每一只管的波的波形都如图 3 所示。如果三桥臂工作，可以看到逆变器中有相邻的二只晶闸 形正常，另外相邻的二只有一只没有波形，另一只为正弦波，如图 4 所示， KK2 触发 不通，其阳极一阴极之间的波形就是正弦波；同时 KK2 不导通会导致 KK1 无法关断， 所以 KK1 二端就没有波形。3（感应线圈故障 : 感应线圈是中频电源的负载，它采用壁卑 3 至 5 毫米的方形 紫铜 管制成。它的常见故障有以下儿种：感应线圈漏水，这可能引起线圈匝间打火，必须及时补焊才能运行。 钢水粘在感应线圈上，钢渣发热、发红，会引起铜管烧穿