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軟啟動器控制中出現的故障分析
張家口變頻器   2009-05-20 03:18:21 作者:SystemMaster 來源:宏遠工控 文字大小:[][][]

一般電動機的控制裝置采用接觸器直接啟停的方式,是因為它控制方式簡單、經濟,但是它對系統的沖擊大,控制元件易于損壞,維護工作量大。近年來,隨著計算機控制技術的日趨成熟,采用雙向可控硅為主回路的智能化新型控制器軟啟動器已經普遍應用于該領域。這不僅是因為它對系統沖擊小、保護功能比較完善、不易損壞控制元件,而且它比變頻控制器經濟。但是在使用過程中,如果不了解它的控制原理和控制方式以及所連接負載的運行工況,出現故障時可能會分析不全面,造成不必要的經濟損失。某電廠的大型露天設備斗輪堆取料機上的斗輪電動機采用軟啟動器(型號:150-A180NBD)進行控制,現對由此在啟動和運行過程中可能發生的故障進行分析并提出處理原則。

1 啟動前故障現象及原因分析

1.1 故障現象

轉動啟動按鈕,斗輪在規定的延時沒有啟動(啟動稀油泵延時2 min斗輪啟動,以保證斗輪減速機能得到充分潤滑)。故障指示:LINE(線路)、START(啟動)、STALL(失速)、TEMP(溫度)中1個或多個故障指示燈亮。

1.2 故障分析

1.2.1 控制電源故障

判斷故障時,首先查看控制電壓狀態指示燈是否正常,如果控制電源消失,應檢查控制電源供電回路。控制電源恢復后沒有故障指示可再啟動一次。

1.2.2 啟動故障

啟動故障指示的原因可能是:門電路開路應檢查電阻,必要時更換電源電極;或者是門導線松動可加以緊固。

1.2.3 失速故障

失速故障指示的原因有:

(1) 電動機轉動部分卡澀、連接負載機械部分卡澀或者過載嚴重。因為該廠的斗輪堆取料機屬于露天設備,冬季寒冷,最低溫度可達-19℃,導致稀油泵供油不暢,對減速機高速齒輪潤滑不良,引起啟動力矩過大,軟啟動器保護動作,解決的方法是冬季選用150號工業齒輪油,經常檢查油質、油位,保證供油暢通。另外也可能存在斗輪過載嚴重的現象,如斗輪吃煤過深或者被煤埋住,斗輪根本無法啟動;

(2) 失速功能選取不當,如果不選用此功能則該軟啟動器的3號雙列開關應置OFF位;

(3) 軟啟動器控制組件的問題,應檢查軟啟動器本身。

1.2.4 溫度故障

溫度故障指示的原因有:

(1) 軟啟動器通風堵塞或者風扇故障,因為軟啟動器采用可控硅進行控制,存在發熱的問題,正常運行溫度必須在0~50℃之間,保證可靠的通風,及時排除可控硅工作時散發的熱量;

(2) 環境溫度過高、過低或者電動機啟動瞬間過載嚴重,引起溫度保護動作。這是因為在軟啟動器內部采用內熱敏電阻監視可控硅整流的溫度,當達到電源極的最大額定溫度時,將關閉可控硅整流器,門信號關閉,軟啟動器停止工作。如果環境溫度過高加上啟動瞬間存在負荷過載,整流器溫度會急劇升高,引起保護跳閘,因此應該盡量降低它的環境溫度。如果環境溫度過低,在-10℃以下,稀油泵對斗輪的潤滑不良,啟動力矩很大,同樣也會引起溫度故障,導致軟啟動器不能工作。在解決溫度故障時必須從環境溫度和所連接負載的工況兩方面考慮,如果機械部分存在過載,可控硅整流器也會在瞬間過熱嚴重,無法啟動。

1.2.5 線路故障

線路故障指示的原因可能有:

(1) 動力電源供電消失或者熔斷器熔斷;

(2) 供電電源三相不平衡或者與電動機連接的三相電源線松動或者電動機故障;

(3) 軟啟動器本身故障,如:控制組件故障或者門電阻器開路。

在實際生產過程中多數是失速和溫度故障,軟啟動器本身出現的問題很少。

2 啟動后出現故障

2.1 故障現象

斗輪啟動后,電流表指針在0到最大值之間來回擺動。故障指示:STALL、TEMP中1個或2個。

2.2 故障分析

根據軟啟動器的參數設定,該軟啟動器采用斜坡電壓軟啟動控制,電動機電壓先上升到一個初始力矩值,此值可以鎖定轉子力矩在50%~90%的范圍內進行調整,電動機在速度斜升期間電壓逐漸增加,直至額定電壓,斜升時間可在2~30 s的范圍調整。與全電壓啟動比較,電動機可以在較低的啟動電流下更加平穩地啟動,它可以降低啟動電流,避免電源中的壓降和電壓的驟降,可以平滑啟動,保護設備,延長機械部件的使用壽命。這里需要注意的是:初始電壓值的設定要適當,如果設定過高會造成機械沖擊和啟動電流太大;設定太低會導致電動機的啟動時間太長。在該軟啟動器中采用了出廠設定值7,即轉子力矩的70%。出現電流異常擺動的原因是軟啟動器已經輸出,但是啟動的力矩超出了設定的范圍,同時存在啟動過電流保護動作,引起可控硅停止工作,然而啟動信號一直保持,結果故障自行復位后又再啟動,這樣就會從0到最大值擺動,最終導致STALL或者TEMP保護動作。動作機理與前面分析相同。

3 斗輪在正常運行中出現停頓或者停轉

3.1 故障現象

斗輪在正常運轉平穩后,經過一段時間出現了偶爾停頓或完全停轉的情況。故障指示:LINE、START、STALL和TEMP 4個中的1個或多個。

3.2 故障分析

線路和啟動故障原因都屬于電氣和軟啟動器的問題,可如上所述逐一排除;對運行中發生的線路和溫度故障,則有可能是如下原因:

(1) 線路故障基本上是機械部分引起,可能是個別零件損壞導致機械卡阻引起保護動作,也可能是運行操作過程中斗輪突然被埋住或吃煤太多,瞬間又減小,于是出現停頓或者不轉的情況;

(2) 溫度故障的原因是軟啟動器沒有旁路功能,運行時間過長或者環境溫度突變都可能造成,可以等待自然冷卻或外部強制冷卻后再啟動。

4 總 結

對于采用軟啟動器進行控制的電動機,必須充分了解連接負載的運行情況,不能單一考慮電氣方面的原因,該廠的斗輪設備運行環境差,冬季換用150號的工業齒輪油并加裝保溫設施,夏季更換220號的工業齒輪油,減少了機械方面的故障。在安裝軟啟動器的電氣室加裝空調和電加熱器保證它的環境溫度在適宜的范圍。另外在運行操作上要有防范措施,比如,在冬季夜間作業氣溫變化大,應適時空載運行斗輪,防止油的粘稠度過大,啟動困難。對啟動時存在力矩較大的設備,在控制方式上要進行調整,如增加啟動突跳功能,合理調整突跳時間。在生產過程中,只要我們采用科學的方法,從軟啟動器故障指示入手,從機械傳動、電氣控制、環境條件、運行操作、控制方式、控制原理多方面考慮可能出現的原因,就能順利解決各種問題,保證設備的健康穩定運行。

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