中頻電源廣范應(yīng)用于熔煉、透熱、淬火、焊接等領(lǐng)域，不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)χ蓄l電源有不同的要求，因此，中頻電源的控制電路和主電路有不同的結(jié)構(gòu)形式。只有在熟練掌握這些電路的基本工作原理和功率器件的基本特性的基礎(chǔ)上，才能快速、準(zhǔn)確地分析、判斷故障原因，采取有效的措施排除故障。在此僅對典型電路和常見故障進行探討。

1 開機，設(shè)備不能正常起動：

1.1

故障現(xiàn)象：起動時直流電流大，直流電壓和中頻電壓低，設(shè)備聲音沉悶，過流

保護。

分析處理：逆變橋有一橋臂的晶閘管可能短路或開路，造成逆變橋三臂橋運行。用示波器分別觀察逆變橋的四個橋臂上的晶閘管管壓降波形，若有一橋臂上的晶閘管的管壓降波形為一線，該晶閘管已穿通；若為正弦波，該晶閘管未導(dǎo)通。更換已穿晶閘管；查找晶閘管未導(dǎo)通的原因

1.2

故障現(xiàn)象：起動時直流電流大，直流電壓低，中頻電壓不能正常建立。

分析處理：補償電容短路。斷開電容，用萬用表查找短路電容。更換短路電容。

1.3

故障現(xiàn)象：重載冷爐起動時，各電參數(shù)和聲音都正常，但功率升不上去，過流保護。

分析處理：（1）逆變換流角太小。用示波器觀看逆變晶閘管的換流角，把換流角調(diào)到合適值。（2）爐體絕緣阻值低或短路。用兆歐表檢測爐體阻值，排除爐體的短路點。（3）爐料（鋼鐵）相對感應(yīng)圈阻值低。用兆歐表檢測爐料相對感應(yīng)圈的阻值，若阻值低，重新筑爐。

1.4

故障現(xiàn)象：零電壓它激（無專用信號源）起動電路不好起動。

分析處理：（1）電流負(fù)反饋量調(diào)整得不合適；（2）與電流互感器串聯(lián)的反并二極管是否擊穿；（3）信號線是否過長過細；（4）信號合成相位是否接錯；（5）中頻變壓器和隔離變壓器是否損壞，特別要注意變壓器匝間短路。重新調(diào)整電流負(fù)反饋量；更換已損壞的部件。

1.5

故障現(xiàn)象：零電壓它激掃頻起動電路不好起動。

分析處理：（1）掃頻起始頻率選擇不合適，重新選擇起始頻率。（2）掃頻電路有故障。用示波器觀察掃頻電路的波形和頻率。排除掃頻電路故障。

1.6

故障現(xiàn)象：起動時，各電參數(shù)和聲音都正常，升功率時電流突然沒有，電壓到額定值，過壓過流保護。

分析處理：負(fù)載開路，檢查負(fù)載銅排接頭和水冷電纜。

2. 設(shè)備能起動，但工作狀態(tài)不對。

2.1

故障現(xiàn)象：設(shè)備空載能起動，但直流電壓達不到額定值，直流平波電抗器有沖擊聲并伴隨抖動。

分析處理：關(guān)掉逆變控制電源，在整流橋輸出端上接上假負(fù)載，用示波器觀察整流橋的輸出波形，可看到整流橋輸出缺相波形。缺相的原因可能是：（1）整流觸發(fā)脈沖丟失。（2）觸發(fā)脈沖的幅值不夠、寬度太窄導(dǎo)致觸發(fā)功率不夠，造成晶閘管時通、時不通。（3）雙脈沖觸發(fā)電路的脈沖時序不對或補脈沖丟失。（4）晶閘管的控制極開路、短路或接觸不良。

2.2

故障現(xiàn)象：設(shè)備能正常順利起動，當(dāng)功率升到某一值時，過壓或過流保護。

分析處理：分兩步查找故障原因：（1）先將設(shè)備空載運行，觀察電壓能否升到額定值。若電壓不能升到額定值，并且多次在電壓某一值附近過流保護。這可能是補償電容或晶閘管的耐壓不夠造成的，但也不排除是電路某部分打火造成的。（2）若電壓能升到額定值，可將設(shè)備轉(zhuǎn)入重載運行，觀察電流值是否能達到額定值，若電流不能升到額定值，并且多次在電流某一值附近過流保護，這可能是大電流干擾。要特別注意中頻大電流的電磁場對控制部分和信號線的干擾。

3. 設(shè)備正常運行時，易出現(xiàn)的故障。

3.1

故障現(xiàn)象：設(shè)備運行正常，但在正常過流保護動作時，燒毀多支KP晶閘管和快熔。分析處理：過流保護時，為了向電網(wǎng)釋放平波電抗器的能量，整流橋由整流狀態(tài)轉(zhuǎn)

到逆變狀態(tài)，這時如果а＞150⁰就有可能造成有源逆變，燒毀多支晶閘管和快熔,開關(guān)跳閘，并伴隨有巨大的電流短路爆炸聲。對變壓器產(chǎn)生較大的電流和電磁力沖擊，嚴(yán)重時會損壞變壓器。

3.2

故障現(xiàn)象：設(shè)備運行正常，但在高電壓區(qū)內(nèi)某點附近，設(shè)備工作不穩(wěn)定，直流電壓表晃動，設(shè)備伴隨有吱吱的聲音。這種情況極容易造成逆變橋，燒毀晶閘管。

分析處理：這種故障較難排除，多發(fā)生于設(shè)備的某部件高壓打火：（1）連接銅排接頭螺絲松動造成打火。（2）斷路器主接頭氧化導(dǎo)致打火。（3）補償電容接線樁螺絲松動引起打火，補償電容內(nèi)部放電。阻容吸收電容打火。(4)水冷散熱器絕緣部分太臟或炭化對地打火。(5)爐體感應(yīng)線圈對爐殼、爐底板打火。爐體感應(yīng)線圈匝間距太近，匝間打火或起弧。固定爐體感應(yīng)線圈的絕緣柱因高溫炭化放電、打火。（6）晶閘管內(nèi)部打火。

3.3

故障現(xiàn)象：設(shè)備運行正常，但不時地可聽到尖銳的嘀—嘀聲，同時直流電壓表有輕微地擺動。

分析處理：用示波器觀察逆變橋直流兩端的電壓波形，可看到逆變周期性短暫（一個周波）失敗或不定周期短暫失敗，并聯(lián)諧振逆變電路短暫失敗可自恢復(fù)。周期性短暫失敗一般是逆變控制部分受到整流脈沖地干擾。非周期性短暫失敗一般是由中頻變壓器匝間絕緣不良產(chǎn)生。

3.4

故障現(xiàn)象：設(shè)備正常運行一段時間后，設(shè)備出現(xiàn)異常聲音，電表讀數(shù)晃動，設(shè)備工作不穩(wěn)定。

分析處理：設(shè)備工作一段時間后出現(xiàn)異常聲、工作不穩(wěn)定。主要是設(shè)備的電氣元器件的熱特性不好?？砂言O(shè)備的電氣部分分為弱電和強電兩部分，分別檢測。先檢測控制部分，可預(yù)防損壞主電路功率器件。在不合主電源開關(guān)的情況下，只接通控制部分的電源，待控制部分工作一段時間后，用示波器檢測控制板的觸發(fā)脈沖，看觸發(fā)脈沖是否正常。

在確認(rèn)控制部分沒有問題的前提下，把設(shè)備開起來，待不正常現(xiàn)象出現(xiàn)后，用示波器觀察每支晶閘管的管壓降波形，找出熱特性不好的晶閘管。若晶閘管的管壓降波形都正常，這時就要注意其它電氣部件是否有問題，要特別注意斷路器、電容器、電抗器、銅排接點和主變壓器。

3.5

故障現(xiàn)象：設(shè)備工作正常，但功率上不去。

分析處理：設(shè)備工作正常，只能說明設(shè)備各部件完好。功率上不去說明設(shè)備各參數(shù)調(diào)整不合適。影響設(shè)備功率上不去的主要原因有：（1）整流部分沒調(diào)好，整流管未導(dǎo)通，直流電壓沒達到額定值，影響功率輸出。（2）中頻電壓值調(diào)得過高過低，影響功率輸出。（3）截流、截壓值調(diào)節(jié)得不當(dāng)，使得功率輸出低。（4）爐體與電源不配套，嚴(yán)重影響功率輸出。（5）補償電容器配置得過多或過少，都得不到電效率和熱佳的功率輸出，即得不到的經(jīng)濟功率輸出。（6）中頻輸出回路的分布電感和諧振回路的附加電感過大，也影響功率輸出。

3.6

故障現(xiàn)象：設(shè)備運行正常，但在某功率段升降功率時，設(shè)備出現(xiàn)異常聲音、抖動，電氣儀表指示擺動。

分析處理：這種故障一般發(fā)生在功率給定電位器上，功率給定電位器某段不平滑，跳動，造成設(shè)備工作不穩(wěn)定。嚴(yán)重時造成逆變，燒毀晶閘管。

3.7

故障現(xiàn)象：設(shè)備運行正常，但旁路電抗器發(fā)熱、燒毀。

分析處理：造成旁路電抗器發(fā)熱、燒毀的主要原因有：（1）旁路電抗器自身質(zhì)量不好。（2）逆變電路存在不對稱運行，造成逆變電路不對稱運行的主要原因來源于信號回路。

3.8

故障現(xiàn)象：設(shè)備運行正常，經(jīng)常擊穿補償電容。

分析處理：故障原因：（1）中頻電壓和工作頻率過高。（2）電容配置不夠。（3）在電容升壓電路中，串聯(lián)電容與并聯(lián)電容的容量相差太大，造成電壓不均，擊穿電容。（4）冷卻不好，擊穿電容。

3.9

故障現(xiàn)象：設(shè)備運行正常，但頻繁過流。

分析處理：設(shè)備運行時各電參數(shù)、波形、聲音都正常，就是頻繁過流。當(dāng)出現(xiàn)這樣的故障時，要注意是否是由于布線不當(dāng)產(chǎn)生電磁干擾和線間寄生參數(shù)耦合干擾。如：強電線與弱電線布在一起；工頻線與中頻線布在一起；信號線與強電線、中頻線、匯流排交織在一起等。

4. 直流平波電抗器

故障現(xiàn)象：設(shè)備工作不穩(wěn)定，電參數(shù)波動，設(shè)備有異常聲音。頻繁出現(xiàn)過流保護和燒毀快速晶閘管。

分析處理：在中頻電源維修中，直流平波電抗器故障屬較難判斷和處理的故障。直流平波電抗器易出現(xiàn)的故障有：（1）用戶隨意調(diào)整電抗器的氣隙和線圈匝數(shù),改變了電抗器的電感量，影響了電抗器的濾波功能，使輸出的直流電流出現(xiàn)斷續(xù)現(xiàn)象，導(dǎo)致逆變橋工作不穩(wěn)定，逆變失敗，燒毀逆變晶閘管。隨便調(diào)小電抗器的氣隙和減少線圈匝數(shù)，在逆變橋直通短路時會降低電抗器阻擋電流上升的能力，燒毀晶閘管。隨意改變電抗器的電感量，還會影響設(shè)備的起動性能。（2）電抗器線圈松動：電抗器的線圈若有松動，在設(shè)備工作時，電磁力使線圈抖動，線圈抖動時電感量突變，在輕載起動和小電流運行時易造成逆變失敗。（3）電抗器線圈絕緣不好對地短路或匝間短路，打火放電，造成電抗器的電感量突跳和強電磁干擾，使設(shè)備工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生異常聲音，頻繁過流，燒毀晶閘管。造成線圈絕緣層絕緣不好短路的原因有：a. 冷卻不好，溫度過高導(dǎo)致絕緣層絕緣變差，打火、炭化。b. 電抗器線圈松動，線圈絕緣層與線圈絕緣層之間、線圈絕緣層與鐵心之間相對運動摩擦，造成絕緣層損壞。c. 在處理電抗器線圈水垢時，把酸液滲透到線圈內(nèi)。酸液腐蝕銅管并生成銅鹽，破壞絕緣層。

5. 晶閘管：

5.1

故障現(xiàn)象：更換晶閘管后，一開機就燒毀晶閘管。

分析處理：設(shè)備出故障，燒毀晶閘管。在更換新晶閘管后，不要馬上開機，首先應(yīng)對設(shè)備進行系統(tǒng)檢查，排除故障。在確認(rèn)設(shè)備的情況下，再開機。否則，就會出現(xiàn)一開機就燒毀晶閘管的現(xiàn)象。在壓裝新晶閘管時，一定要注意壓力均衡，否則，就會造成晶閘管內(nèi)部芯片機械損傷，導(dǎo)致晶閘管的耐壓值大幅下降，出現(xiàn)一開機就燒毀晶閘管的現(xiàn)象。

5.2

故障現(xiàn)象：更換新晶閘管后，開機正常，但工作一段時間又燒毀晶閘管。

分析處理：發(fā)生此類故障的原因有：（1）控制部分的電氣元器件熱特性不好。（2）晶閘管與散熱器安裝錯位。（3）散熱器經(jīng)多次使用或壓裝過小臺面晶閘管，造成散熱器臺面中心下凹，導(dǎo)致散熱器臺面與晶閘管臺面接觸不良，而燒毀晶閘管。（4）散熱器水腔內(nèi)水垢太厚，導(dǎo)熱不好，造成元件過熱燒掉。（5）快速晶閘管因散熱不好，溫度升高。同時晶閘管的關(guān)斷時間隨著溫度地升高而增大，最終導(dǎo)致元件不能關(guān)斷，造成逆變，燒掉晶閘管。（6）晶閘管工作溫度過高，門極參數(shù)降低，抗干擾能力下降，易產(chǎn)生誤觸發(fā)，損壞晶閘管和設(shè)備。（7）檢查阻容吸收電路是否完好。

5.3

故障現(xiàn)象：更換新晶閘管后，設(shè)備仍不能正常工作，燒晶閘管。

分析處理：設(shè)備出現(xiàn)故障后燒掉晶閘管，換上新晶閘管后，經(jīng)靜態(tài)檢測設(shè)備一切正常，但仍不能正常穩(wěn)定工作，易燒晶閘管。這時要特別注意脈沖變壓器、電源變壓器、中頻變壓器、中頻隔離變壓器是否出現(xiàn)初級線圈與次級線圈之間、線圈與鐵心之間、匝與匝之間是否絕緣不好。

6. 結(jié)束語

中頻電源的故障現(xiàn)象是多種多樣、千奇百怪的，對具體故障要做具體分析。隨著中頻電源技術(shù)的發(fā)展和功率的增大，中頻電源維修人員必須要具備相當(dāng)?shù)碾娐防碚摶A(chǔ)知識和豐富的實踐經(jīng)驗。