电气百科:中频电炉逆变桥晶闸管烧损故障解决

更新时间:2018-08-26 09:12    分类:宝运莱娱乐平台   

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  另外的主要原因是电流和大电压失控,引起的高电压失控中频电炉原理的电压升到一定的值时,逆变器颠覆,无法在高阻抗下运行,元件的耐压降低或冷却效果不 好,系统的绝缘性能降低,宝运莱娱乐:中频感应电炉电压升高时机器对地短路,检查中频电容和炉子。干扰也可能引起,逆变触发线要高主电路一些。另外就是大电流失控, 中频电压的反压角过小,触发电路是否接触不良,另外还要注意关断时间的一直性。

  我们以3吨中频电炉为例,举例说明一下中频电源的工作原理:3吨中频电炉的电源供给是公司电网经过变压器,将570V工频50Hz交流电输送到电炉控制电 源,经过三相桥式整流,将570V交流电,整流成为 约750V直流电,经过电抗器滤波后,到逆变电路,经过逆变晶闸管2个桥臂交替导通,得到 1000V的中频电源,经过补偿电容倍压后,将约为2000V的中频交流电源输送到感应线圈,通过磁轭聚磁,涡流原理熔化铁水。

  在采用滞环比较器的瞬时值比较方式中,滞环的宽度通常是固定的,由此导致主电路中电力半导体器件的开关频率是变化的。尤其是当ic变化的范围较大时,一方面,在ic 值小的时候,固定的环宽可能使补偿电流的相对跟随误差过大;另一方面,在ic值大的时候,固定的环宽又可能使器件的开关频率过高,甚至可能超出器件允许的最高工作频率而导致器件损坏。另外,由于开关频率不固定,增加了高通滤波器及连接电抗器参数设计的难度。

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  逆变管的阻容吸收回路,重点检查吸收电容器是否断路。这时,应该采用能够测量电容量的数字万用表检测电容器,仅仅测量它的通断是不够的。如果逆变吸收回路断线,极易损坏逆变管。

  以下总结出了维修技术人员在检修逆变晶闸管时可按照如下步骤,逐步进行排查,缩小故障范围。

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  5)在不影响启动的情况下,适当加大中频逆变电源至炉体的中频回路接线电感,可以缓解因逆变管承受过大的di/dt造成的损坏。

  图11为三角波比较器的控制框图,图12 为三角波比较示意图。其中图12给出了在并联型有源电力滤波器中经常采用的一种数字模拟混合控制器的模拟部分。其中参考电流信号由微处理器通过D/A转换变成模拟信号送到模拟控制部分。有源电力滤波器的补偿电流与参考电流进行比较,通过比例积分环节后成为调整信号,与三角波发生电路产生的作为载波信号的三角波进行比较,获得驱动有源滤波器逆变器的PWM驱动脉冲。图12中,当控制信号大于锯齿波,则PWM脉冲信号为高电平;相反,则为低电平。与瞬时值比较方式相比,该方式具有的特点:硬件较为复杂;跟随误差较大;输出电压中所含谐波较少,但是含有与三角载波相同频率的谐波;器件的开关频率固定,且等于三角载波的频率;电流响应比瞬时值比较方式的慢。

  4)运行角度偏大或偏小,都会引起逆变管频繁过流,从而损伤管子,容易造成永久性的损坏。

  高压线圈为连续式线图主变压器总图一一下油箱一一出线装置一一密封圈一一列车供电出线端子一上油箱一一呼吸器一一储油柜一一主变压器铭牌一一油位表一温度表一一平波电抗器铭牌一一滤波电抗器铭牌一一密封圈一一风机一一潜油泵一一油冷却器一波纹管一活门一一油样活门2仓一一套管一一套管一一温度计座23一一接地座一油流继电器一一波纹管。

  针对采用滞环比较器的瞬时值比较方式在环宽固定时的这一缺点,一种解决的方法是将滞环比较器的宽度H 设计成可随ic 的大小而自动调节的;另一种方法是采用定时控制的瞬时值比较方式,该方式中,用一个由时钟定时控制的比较器代替滞环比较器。每个时钟周期对ic 变化量判断一次,使得PWM信号需要至少一个时钟周期才会变化一次,器件的开关频率最高不会超过时钟频率的一半。这样时钟信号的频率就限定了器件的最高工作频率,从而可以避免器件开关频率过高的情况发生。该方式的不足是,补偿电流的跟随误差不是固定的,从波形上看,就是毛刺忽大忽小。

  (1)电炉完好时,把主板给晶闸管的各个参数手抄一份,等电炉出现故障时,对照参数是否一致,有无出现漂移,进行调整

  第一个条件在设计有源滤波器时通过考虑容量即可满足,而第二条常常是衡量有源滤波器性能好坏的关键。因为非线性负荷种类很多,需要补偿电流的变化率可能完全不一样,为了保证有源电力滤波器的跟踪能力,在设计时必须非常重视其电流变化率。因此为了提高dic(t)/dt,要么减小有源滤波器的等效电感L,要么提高逆变器输出电压U(c t)。有源滤波器的等效电感L 越小,其电流跟踪能力越强,但是L 过小,有源滤波器输出电流中基于开关频率的特征谐波会很大,而且一旦有源滤波器本身出现故障,会产生较大的过电流,从而影响系统。因此有源滤波器的等效电感不能选择过小。通常,如果以有源滤波器的电流容量作为电流基值,接入电压作为电压基值,则等效电感对应的基波电抗的标幺值约为20%,电感值通常为mH级别。

  对于并联型有源电力滤波器,其主要功能是补偿电流ic(t)快速跟踪负荷电流中的谐波电流,从而使流入配电系统的谐波电流很小,避免对系统的污染。为了使ic (t)能够快速跟踪要补偿的电流,需要有源滤波器产生的ic(t)具有两个条件:首先,ic(t)的大小要满足补偿电流的要求,即逆变器补偿的电流必须大于等于补偿电流,也即有源滤波器的补偿容量满足负荷补偿的要求;其次,有源滤波器输出电流的变化率即dic(t)/dt 要大于等于补偿电流的变化率,只有这样有源滤波器才能快速跟踪补偿电流的变化。

  2)逆变电路的水冷套及其他冷却水路是否堵塞,虽然这种情况比较少,但确实出现过,容易忽略。

  在介绍中频电炉逆变晶闸管烧损常见故障之前,我们先简单的了解一下可控硅中频电源的基本工作原理:交流电通过一个三相桥式整流电路,把50Hz的工频交流 电流整流成直流,再经过一个滤波器(直流电抗器)进行滤波,最后经逆变器将直流变为单相中频交流(200Hz~8000Hz)以供给负载。因此这种中频电 源的工作原理实际就是:电网交流--整流直流--中频交流。

  3)注意负载有无对地打火的现象,这种情况会形成突变的高电压,造成逆变管击穿损坏。

  逆变晶闸管烧损,是中频电炉最常见,但最难排除的故障。不管是过压还是过流引起的晶闸管烧损,一般情况都需要用排除法,缩小故障范围,排除故障。

  滞环比较控制采用滞环比较器,把检测出的补偿电流信号ie 与实际产生的补偿电流ic进行比较,两者的偏差作为滞环比较器的输入,通过滞环比较器产生控制主电路中开关通断的PWM 信号,从而控制补偿电流ic的变化。此类控制器中由于滞环比较器产生的补偿电流参考信号能够快速准确地跟踪谐波电流变化,具有很好的实时性,所以在有源滤波器中得到了广泛的应用。滞环比较控制的特点可归结为:硬件电路十分简单;属于实时控制方式,电流响应很快;不需要载波,输出电压中不含特定频率的谐波分量;属于闭环控制方式;若滞环的宽度固定,则电流跟随误差范围是固定的,但是电力半导体器件的开关频率是变化的。

  3)根据接入点的电压等级及负荷的结构确定有源电力滤波器的电压等级及相应的主电路结构。对于380 V 系统,一般选择通过电抗器直接接入三相系统。而对于10 kV的系统,通常选择通过耦合变压器接入系统。

  张乃迁教授说:“中国农业大学的名字这样出现在美国农业与生物工程师协会网站的首页是很不一般、很了不起的,就连美国本土的大学都很少有过,更不用说美国以外的大学,更是从来没有过的,中国农业大学用实力证明了自己。”

  4)根据选择的电压等级及谐波电流的次数、容量以及所选择的主电路结构,参照开关器件的开关频率、电压等级、电流等级等选择合适的开关器件,确定有源滤波器直流侧合理的工作电压及连接电抗器的参数。

  近年来,在电力电子工程师和研究人员的不断努力下,有源电力滤波技术取得了长足的发展,有源电力滤波器的价格也不断降低。随着人们对谐波污染认识的不断加深,有源电力滤波器的应用前景是相当光明的,在国内的应用也将越来越广泛。

  因为提高直流侧电容电压Ud c(t)可以提高有源电力滤波器电流跟踪能力。因此设计有源滤波器时,应该根据最恶劣的条件估算出需要补偿的负荷电流的最大变化率,选择合适的直流侧电压。直流侧电压选定后,在保证安全裕度的前提下选择开关器件的电压、电流等级。直流侧电容容量在允许的范围内(电容容量应避免与电抗产生谐振)当然越大越好,但电容过大增加了装置的成本。直流侧电容容量的选择主要是防止直流电容电压的波动,计算电容电压波动时必须考虑谐波引起的电容电压波动。

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  1)检查管子的电气参数是否满足要求,杜绝使用不合格厂家流入的元件。

  然而,现在制造的电子元件质量已经过关,如果工艺良好,可靠性已经非常高。逆变可控硅相对来讲是比薄弱的部件。频繁的损坏逆变晶闸管,也可以着重检查。

  目前,有源滤波技术已在日本、美国等少数工业发达国家得到应用,有许多工业装置投入运行;国内对有源电力滤波器的研究尚处于起步阶段。

  此类控制器中滞环比较器由于产生的补偿电流参考信号能够快速准确地跟踪谐波电流变化,具有很好的实时性,所以在有源滤波器中得到了广泛的应用。滞环比较器的控制框图如图9所示,图10为滞环比较示意图。

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