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中频炉故障分析与处理
作者：贾宝玲
来源：《科技资讯》2012年第06期
摘要：通过对中频炉工作原理和常见故障的分析，总结排除故障的方法及方向，提高利用率。
关键词：整流逆变晶闸管击穿
包钢无缝厂顶头车间在线使用的1吨中频炉电源为KGPS-500型中频并联逆变装置。该电源主电路的工作原理如图一所示： 图一中频并联逆变线路主回路原理框图
本装置的主电路的工作原理是将从电网输入的三相50HZ交流电经过三相全控整流桥整流成电压可调的脉动直流电，通过电抗器 Ld滤波成平滑的直流电，送至单相逆变桥，逆变桥的输出端接负载。其负载是由感应线圈（包括加热元件）及中频电热电容器组成的LC振荡电路。本装置的输出频率是决定于LC并联振荡器的谐振频率f，由于逆变桥的触发脉冲信号取自负载回路，所以当负载回路LC参数发生变化时，逆变桥的输出频率也发生变化，起到自动调频的作用。本装置的输出功率可以通过调节整流触发α来改变整流输出电压，以达到调功率的目的。晶闸管中频电源容量大、频率高、使用条件较差，且往往需要持续满功率运行，因此需要加强清理尘埃、畅通水路等检查性保养工作。中频电源的控制形式较多，在熟悉以上工作原理的基础上，才能有效地分析、判断故障原因。中频炉发生故障后，应首先对系统的绝缘进行检查，用万用表1KΩ档检查对地电阻，整流主回路应≧100 KΩ，逆变主回路应≧30 KΩ，换炉开关、感应圈、水冷电缆应≧10 KΩ。
1 整流部分故障
（1）输入的三相电流不平衡，平波电抗器振动噪音大，功率无法上升。这一故障现象的主要原因是快熔烧。发现快熔烧后，应先检查损坏的快熔是否发热烫手，排除快熔自身的原因后，再检查整流晶闸管是否有击穿。（2）直流电压下降并不稳，平波电抗器振动噪音大，功率无法上升。这一故障现象的主要原因是整流晶闸管击穿。发现整流晶闸管击穿后，应先检查快熔是否有问题，再更换整流晶闸管。（3）平波电抗器冲击声大。这一故障现象的原因较复杂，应先检查中频电压与直流电压比是否在1.3-1.5之间，如果在正常比值范围内，应检查整流晶闸管触发脉冲放大板指示灯是否正常，平波电抗器自身绝缘是否正常；如果不在正常比值范围内，应检查逆变侧。（4）整流直流电压偏低或电压跳动。这一故障有可能是触发脉冲宽
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度不够、或整流晶闸管性能不良、或整流触发板有虚焊、或调功率电位器接触不良。（5）三相断路器保护动作，整流晶闸管击穿，严重时损坏大部分整流电路元件。这一故障属于整流电路的恶性故障，怀疑脉冲变压器原副边击穿短路，先用万用表电阻档R×1Ω档测三相全控式整流触发电路中的六支晶闸管，电阻为0，更换晶闸管后不急于送电，检测脉冲变压器，看其是否起到变压和隔离的作用，更换。
2 逆变部分故障 2.1 无电压，中频电流大
该故障为逆变直通，先检查逆变晶闸管是否有击穿，如异常更换逆变晶闸管；如正常，通常为中频电容器击穿，应逐个将电容器从电路脱离，直到电源正常。 2.2 正常熔炼过程中逆变晶闸管频繁烧损，且无规律,其原因如下
（1）晶闸管本身发热使关断时间增大而不能关断，造成逆变颠覆，导致发热的原因可能是冷却水不通畅；（2）检查外部负载是否有虚接点，主要检查连接螺丝，（括电容组的连板螺丝）并且还有电容电流的电流互感器二次侧联接处松动，有似通非通的现象，以上两种情况均出现过。（3）主回路连接处接触不良，特别是负载回路及主接触器、低压配电柜的接触件接触不良，造成大电流下突然断开回路。（4）水冷却电缆断裂，靠近炉子端的电缆端头因倾炉频繁，易引起部分断裂，引起晶闸管损坏。
3 电容器的故障
（1）电容内部打火，机器运行时，里边有响声，是绝缘击穿，更换新的。（2）电容外部打火，机器运行时，外部打火，电容器壳对地绝缘不好。电容器绝缘电阻的测定通常只做两级及多级对外壳绝缘的电阻测定，遥测前先放电，以750V为例，用1000V的兆欧表，遥测时，应先将摇表摇至规定转速，待指针平稳后，将摇表接至电容器两级，继续摇表，开始充电，指针下降。后来慢慢升至稳定，一般1000V不低于1兆欧。读完数后，撤表，将电容器放电，以免触电。（3）冷却水不通导致发热绝缘损坏，应及时处理。
中频电源的主电路采用晶闸管器件，这类器件承受过电压，过电流的能力很差，中频电源运行情况也比较复杂，负载变化强烈，出现短路、开路、过电压、过电流的几率较高，必须妥善采取保护措施，以确保装置安全运行。可以在适当的地方安装保护器件如在工频电源进线侧安装RC吸收电路，或在晶闸管上串接快速熔断器以保护电流，此方法在实际中常用。
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中频炉在使用过程中可能出现很多的故障和问题，值得我们不断探索和学习，我们要不断总结，以提高检修速度和质量。 参考文献
[1] 中国工程学会设备与维修工程分会.机械设备维修问答丛书编委会工业炉维修问答[M].北京:机械工业出版社,2006.
[2] 苏州工业园区振吴电炉有限公司.中频电源感应加热用晶闸管中频电源[N].电世界,1999. [3] 宋文林.感应炉炼钢问答[M].北京:冶金工业出版社,1997.