葉承祥,李維江,陳萬軍
(中鹽吉蘭泰鹽化集團有限公司純堿廠,內蒙古阿拉善 750333)
變頻器在交流拖動系統(tǒng)應用中呈現優(yōu)良的控制性,可以實現軟起動和無級調速,進行加減速控制,使電動機獲得高性能,而且具有顯著的節(jié)能效果。所以,應用變頻調速可以提高生產機械的控制精度、生產效率和產品質量,從而實現生產過程的自動化。因此,變頻器近年來在工業(yè)生產各環(huán)節(jié)得到了廣泛的應用。
變頻器能夠保護附屬電氣設備,還可以避免直接啟動給機械設備造成的沖擊引起的機械故障,是理想的調速和控制裝置。 在實際應用中,變頻器的節(jié)能效果明顯。但變頻器本身也是電氣設備,需要維修和日常的維護。在實際應用和維護檢修中也暴露出一些問題需要引起重視。
中鹽吉蘭泰鹽化集團有限公司純堿廠(以下簡稱“堿廠”)重堿工段2臺160 kW廢液泵2010-07因生產工藝要求需進行技術改造,更換廢液泵及電動機。電動機由原來160 kW更換為220 kW,電源電纜更換為VV22-(3×120+1×70)×2型電力電纜;并用ABB ACS800-04-0320-3+D501+P901型變頻器進行控制。由于重堿廢液泵房變頻器室空間狹小,兩臺變頻器柜離窗戶距離又很近,太陽直曬后柜內溫度高且灰塵較大引出線已老化開裂,尤其變頻器本身散熱量非常大,加上室內溫度很高,給變頻器的正常運行及安全運行帶來較大的安全隱患。在安裝好配電柜后,堿廠又在兩臺配電柜頂部制作了倒V型通風道,加裝了一臺軸流風機以加強通風。2009-05為了降低室內溫度和變頻器的安全平穩(wěn)運行,堿廠又在廢液泵房變頻器室內安裝了一臺1.5 P空調機,用以降低配電室內溫度。
2016-08兩臺廢液泵頻繁報警,代碼均為4210(傳動的IGBT溫度過高)。變頻器使用說明書中解決方法為(檢查環(huán)境條件、檢查通風條件和風機運行狀態(tài)、檢查散熱器的散熱片并清除灰塵)。按要求清理了配電柜、通風道內灰塵;檢查軸流風機;清理、保養(yǎng)空調均無明顯效果。
查看參數01.10(計算的IGBT溫度)和01.30(在逆變器1中檢測的散熱器最高溫度值)。在變頻器未運行時01.10最高28 ℃,01.30最高40 ℃;變頻器運行時01.10最高91 ℃,01.30最高113 ℃。判斷為變頻器內部散熱不良造成。拆開變頻器,檢查風機并使用壓縮空氣吹掃變頻器內部、風機葉輪及散熱片,吹出大量灰塵?;謴秃笤囘\行,再無報警現象。查看參數01.10最高44 ℃和01.30最高57 ℃故障消除。
2016-12-13熱電車間2#鍋爐引風機變頻器頻繁報警IGBT溫度過高故障,造成變頻器無輸出,引風機失去拖動動力。鍋爐停爐影響生產,更換變頻器內置風機后故障消除投入運行恢復生產。
分析原因認為:變頻器機柜室密封不好,運行時導電元件周圍產生電磁場吸附許多灰塵,清理不徹底內部鎮(zhèn)流元件、IGBT模塊積灰嚴重散熱不良,會使變頻器內部IGBT模塊的溫升過高導致變頻器故障停機;變頻器內置風機損壞,由于變頻器工作時有電流通過變頻器元件產生熱效應,散熱片熱量及時得不到換熱,為保護變頻器整流元件和調頻率元件不被熱損壞,熱敏元器件動作,使變頻器停止輸出電動機失電。
溫度是電子器件使用壽命及可靠性的重要因素,特別是半導體器件,應根據裝置要求的環(huán)境條件安裝空調或避免日光直射。變頻器里面有著很多大功率的電子器件,非常容易受環(huán)境溫度影響,機器通常在0 ℃~55 ℃時能正常運作,要是想運作更安全、放心,就要考慮有升溫空間,環(huán)境溫度在40 ℃以下最適合。定期檢查變頻器的空氣濾清器及冷卻風扇也是非常必要的。
(1)散熱問題。變頻器的發(fā)熱是由內部的損耗產生的。在變頻器中各部分損耗中主要以主電路為主,約占98%,控制電路占2%。為了保證變頻器正常可靠運行,必須對變頻器進行散熱。通常采用風扇散熱;變頻器的內裝風扇可將變頻器的箱體內部散熱帶走,若風扇不能正常工作,應立即停止變頻器運行;大功率的變頻器還需要在控制柜上加風扇,控制柜的風道要設計合理,所有進風口要設置防塵網,排風通暢,避免在柜中形成渦流,在固定的位置形成灰塵堆積;根據變頻器的通風量來選擇匹配的風扇,風扇安裝要注意防震問題。
(2)防塵問題。在多粉塵場所,特別是多金屬粉塵、絮狀物的場所使用變頻器時,建造單獨的變頻器低壓間,內部安裝空調,保持保持清潔溫度控制在15 ℃~20 ℃之間。周圍不允許發(fā)熱配件或易發(fā)熱的配件安裝在變頻器的附近。總體要求控制柜整體密封,專門設計進風口、出風口進行通風;控制柜頂部應該有防護網和防護頂蓋出風口;控制柜底部應該有底板和進風口、進線孔,并且安裝防塵網。
(3)防潮問題。變頻器屬于電子器件裝置;潮濕、腐蝕性氣體及塵埃等將造成電子器件生銹、接觸不良、絕緣降低而形成短路,作為防范措施,應對控制板進行防腐防塵處理,并采用封閉式結構;對于特殊的高寒潮濕場合,為防止微處理器因溫度過低不能正常工作,應采取設置空間加熱器等必要措施。
(4)防振問題。振動是對電子器件造成機械損傷的主要原因,對于振動沖擊較大的場合,應采用橡膠等避振措施。
為保證安全生產穩(wěn)定運行確保變頻器正常運行,制定變頻器維護管理制度:(1)設專人每半年使用清潔干燥的壓縮空氣對變頻器的接線端子、控制電路板、散熱片及電氣元件進行清掃、吹灰,保持變頻器內部的清潔及風道的暢通。(2)保持變頻器周圍環(huán)境清潔、干燥。嚴禁在變頻器附近放置雜物.(3)每次維護變頻器后,要認真檢查有無遺漏的螺絲及導線等,防止小金屬物品造成變頻器短路事故。(4)測量變頻器(含電機)絕緣時,應當使用500 V兆歐表。如僅對變頻器進行檢測,要拆去所有與變頻器端子連接的外部接線。清潔器件后,將主回路端子全部用導線短接起來,將其與地用兆歐表試驗,如果兆歐表指示在5 MΩ以上,說明是正常的,這樣做的目的是減少搖測次數。有足夠的散熱條件和清潔運行環(huán)境,確保變頻器正常運行杜絕此類故障再次發(fā)生。