中频感应加热装置的故障处理

某钢管厂管加工前区芯棒淬火中频感应加热装置是80年代末期从德国bbc公司引进的，芯棒原设计直径：d=φ65～φ150mm，炉膛温度：750℃～1300℃。由于生产需要轧制x70、x80管线钢，芯棒的直径有时需要提高到172mm，必然提高了中频装置的负荷。该控制系统采用模拟控制，控制器件为分立元件，设备已运行二十年，控制参数劣化严重。在加热φ160mm的芯棒时，出现功率上不去，系统过电流跳电，屡次烧逆变侧晶闸管，严重影响生产的正常运行。

2 系统介绍

主回路包括整流变压器、整流器、直流电抗器、逆变器、电容器与感应加热线圈组成的并联负载谐振回路，见图1。整流变压器750kva，10kv/550v;采用晶闸管三相全控整流;电抗器具有平滑作用，滤去高次谐波;逆变器由单相全控桥组成，输出功率600kw，输出电压800v，电流880a，最大频率2000hz。

图1 主回路电路图

控制系统采用电压、电流双闭环控制，控制框图如图2所示。通过对中频电压的检测，来控制中频输出电压的大小，电压调节器的输出作为电流给定。通过检测三相交流进线电流来作为电流反馈，电流调节器的输出控制整流器的脉冲移相。控制系统检测中频电压、电容器支路电流，通过计算与比较，来控制逆变晶闸管的触发，保证反压时间tβ大于晶闸管关断时间tq。

图2 中频控制系统简图

3 故障处理

通过对系统进行调查，可知在加热φ160芯棒时，中频电压开始大约为250v时，输入电流冲击大，随着加热的进行，输入电流基本徘徊在600a左右。随着给定功率的增加（即给定电压的增加），输入电流增大，但输入电流不会随着加热的进行而逐步减少，芯棒加热缓慢。为什么在加热初期电流冲击大？为什么随着加热装置的运行，输入电流没有逐步减少？为什么随着给定功率的增加，加热效果不明显，而系统频繁报警过电流？

（1）针对逆变回路频繁烧晶闸管，初步怀疑主回路晶闸管不良或主回路存在接地或短路现象，导致交流输入电流大，输出功率上不去。通过对中频主回路以及线圈的绝缘进行检查，没有发现异常;对晶闸管进行检查，发现晶闸管的参数有劣化趋势。我们对逆变侧晶闸管全部进行了更换，以彻底排除主回路的异常;但再次运行中频时，现象依旧。

（2）对负载进行检查，在中频感应加热装置中，如果负载不匹配，如电容与感应线圈不匹配，也会出现输入电流大，输出功率小的现象。我们对感应线圈的感抗进行测试，没有发现异常，对并联电容进行简单检查，也没有发现异常;然后逐步切电容或投电容，启动中频装置，即进行负载阻抗的匹配试验，故障现象依旧，说明负载阻抗匹配不存在问题。