Trong lĩnh vực xử lý nhiệt công nghiệp hiện đại, Lò cảm ứng đóng vai trò không thể thiếu do hiệu quả cao của nó, sạch sẽ, và độ chính xác. Tuy nhiên, Khi thiết bị phức tạp này không thành công, Công việc bảo trì không chỉ là “Thắt chặt một vài ốc vít.” Một kỹ thuật viên lò nung cảm ứng hiện đại nổi bật phải có kiến thức chuyên sâu trải dài cả miền điện và thủy lực để chẩn đoán nhanh chóng và chính xác và giải quyết các vấn đề, Đảm bảo sản xuất liên tục.
Phần 1: Chẩn đoán và bảo trì nguồn cung cấp năng lượng IGBT
Trái tim của một lò nung cảm ứng là nguồn cung cấp năng lượng tần số trung bình của nó, và IGBT (Transistor lưỡng cực có cổng cách điện) là cốt lõi của nguồn cung cấp năng lượng tần số trung bình hiện đại. Tính ổn định của IGBT trực tiếp xác định xem lò cảm ứng có thể hoạt động bình thường. Vì thế, Nắm vững chẩn đoán cung cấp điện IGBT là kỹ năng chính cho kỹ thuật viên bảo trì.
1. Hiểu các nguyên tắc làm việc của IGBT và các chế độ thất bại chung
Một IGBT là một tổng hợp, được kiểm soát đầy đủ, Thiết bị bán dẫn năng lượng điều khiển điện áp kết hợp trở kháng đầu vào cao của MOSFET với mức giảm điện áp trạng thái thấp của GTR. Trong một nguồn cung cấp năng lượng lò cảm ứng, IGBT chuyển đổi công suất DC được chỉnh lưu thành công suất AC tần số trung bình ở tần số cụ thể thông qua chuyển đổi tần số cao, do đó tạo ra một từ trường xen kẽ mạnh mẽ trong cuộn dây cảm ứng.
Các chế độ thất bại phổ biến bao gồm:
- Thiệt hại quá dòng: Đây là nguyên nhân phổ biến nhất của sự thất bại. Cho dù đó là một dòng điện đột biến khi khởi động hoặc tải ngắn mạch hoặc không phù hợp trong quá trình hoạt động, hiện tại chảy qua IGBT có thể vượt quá giá trị định mức của nó, Đốt cháy con chip trong một thời gian cực kỳ ngắn.
- Thiệt hại quá điện áp: Lưới điện tăng lên, Lightning Strikes, hoặc thay đổi tải trọng mạnh có thể tạo ra các đột biến điện áp trên các thiết bị đầu cuối bộ sưu tập IGBT, vượt quá điện áp chịu được của nó, dẫn đến sự cố.
- Thiệt hại nhiệt: IGBT tạo ra mất điện dưới dạng nhiệt trong quá trình chuyển đổi. Nếu hệ thống làm mát trục trặc hoặc nếu thiết bị hoạt động trong điều kiện quá tải trong một thời gian dài, Nhiệt độ ngã ba sẽ liên tục tăng, Cuối cùng dẫn đến sự cố nhiệt.
- Thất bại của người lái xe: Mạch lái xe chịu trách nhiệm cung cấp tín hiệu chuyển đổi chính xác cho cổng IGBT. Điện áp trình điều khiển quá cao hoặc quá thấp, hoặc tín hiệu ổ đĩa không ổn định hoặc ồn ào, có thể ngăn IGBT chuyển đổi chính xác và thậm chí có thể gây ra một vụ bắn xuyên qua (cả hai igbts trong một chân tiến hành đồng thời), dẫn đến một đường ngắn và sự kiệt sức.
2. Kỹ thuật chẩn đoán nâng cao
Khi phải đối mặt với sự thất bại của IGBT, Một kỹ thuật viên không nên hài lòng khi chỉ đơn giản là thay thế bộ phận mà nên sở hữu khả năng phân tích nguyên nhân gốc rễ của lỗi.
- Kết hợp thử nghiệm tĩnh với phân tích động: Có thể sử dụng cài đặt diode đa kế để kiểm tra tĩnh sơ bộ mô-đun IGBT để xác định xem mạch ngắn hay mở giữa C-E và G-E. Tuy nhiên, Một thử nghiệm tĩnh bình thường không đảm bảo trạng thái không có vấn đề trong quá trình hoạt động động. Các đội có thiết bị phù hợp nên sử dụng máy hiện sóng trong khi đảm bảo an toàn (Sử dụng các đầu dò vi sai điện áp cao)Để quan sát hình dạng sóng điện áp cổng IGBT, (VGE) và dạng sóng điện áp bộ sưu tập của bộ thu (VCE).
- VGE Dạng sóng Chẩn đoán: Một dạng sóng ổ đĩa bình thường phải là một dốc, Sóng vuông ổn định. Nếu dạng sóng hiển thị dao động, vượt quá, hoặc một cạnh tăng/giảm chậm, nó chỉ ra một vấn đề với mạch trình điều khiển, Yêu cầu kiểm tra các thành phần như IC trình điều khiển, cung cấp điện, OPTOCOUTHERS, và điện trở cổng.
- VCE Dạng sóng Chẩn đoán: Quan sát điện áp tăng đột biến tại thời điểm IGBT tắt để xem nó có nằm trong khu vực vận hành an toàn. Một tăng đột biến điện áp quá cao thường liên quan đến thiết kế hoặc sự thất bại của các thành phần mạch snubber.
- Giải thích chuyên sâu về mã lỗi: Nguồn cung cấp năng lượng lò cảm ứng hiện đại thường được trang bị các chức năng bảo vệ toàn diện và hiển thị các mã tương ứng khi xảy ra lỗi. Kỹ thuật viên cần phải làm nhiều hơn là chỉ tìm kiếm ý nghĩa hời hợt của mã (ví dụ., “Quá dòng”) trong hướng dẫn. Họ nên phân tích bối cảnh xảy ra lỗi, Tăng sức mạnh, hoặc hoạt động năng lượng ổn định để thu hẹp phạm vi điều tra.
Phần 2: Hiểu và áp dụng PLC trong kiểm soát lò
Nếu IGBT là trái tim, sau đó plc (Bộ điều khiển logic lập trình) là bộ não của lò nung cảm ứng. Nó chịu trách nhiệm cho toàn bộ hệ thống hoạt động tự động, Giám sát trạng thái, lỗi đáng báo động, và sự an toàn lồng vào nhau. Hiểu logic PLC là rất quan trọng để chẩn đoán “lỗi mềm” không phải do thiệt hại phần cứng trực tiếp.
1. Nắm vững quy trình làm việc PLC cơ bản
PLC hoạt động trong quá trình quét theo chu kỳ: Đầu vào Quét -> Thực hiện chương trình -> Đầu ra Cập nhật. Điều này có nghĩa là PLC đọc tất cả các tín hiệu đầu vào (ví dụ., nút, trạng thái cảm biến), Thực hiện các tính toán dựa trên logic chương trình đặt trước, và cuối cùng cập nhật tất cả các tín hiệu đầu ra (ví dụ., lái xe tiếp xúc, Van điện từ, Đèn báo).
2. Hiểu logic kiểm soát cốt lõi
Trong khi các kỹ thuật viên có thể không cần phải viết các chương trình PLC phức tạp từ đầu, Họ phải có khả năng đọc và hiểu sơ đồ thang hoặc sơ đồ khối chức năng liên quan đến các chức năng cốt lõi của lò nung cảm ứng.
- Bắt đầu và dừng logic: Hiểu các điều kiện cần thiết cho bộ tiếp xúc mạch chính để tham gia, trong đó bao gồm một loạt các khóa liên động an toàn như nút dừng khẩn cấp, Rơle áp lực nước, và rơle nhiệt độ, Tất cả đều phải được thỏa mãn.
- Logic quy định quyền lực: Biết làm thế nào PLC điều khiển cài đặt nguồn của nguồn điện IGBT thông qua các đầu ra tương tự (ví dụ., 0-10V hoặc tín hiệu 4-20ma). Điều này rất cần thiết để chẩn đoán các vấn đề như “sức mạnh won tăng tăng” hoặc “Sức mạnh là không thể kiểm soát.”
- Báo động và logic khóa liên động: Đây là chìa khóa để khắc phục sự cố. Khi PLC phát hiện tín hiệu bất thường (ví dụ., lưu lượng nước làm mát ở dưới điểm đặt, nhiệt độ cơ thể quá cao), Nó sẽ thực hiện logic báo động tương ứng và có thể kích hoạt khóa liên động để giảm điện hoặc tắt hệ thống.
3. Sử dụng PLC để chẩn đoán lỗi hiệu quả
- Giám sát trực tuyến: Kết nối với PLC với phần mềm lập trình để theo dõi trạng thái của các điểm I/O và các biến dữ liệu nội bộ trong thời gian thực. Ví dụ, Khi a “Áp lực nước thấp” báo động xảy ra, Bạn có thể thấy trực tiếp trong phần mềm công tắc áp suất (Điểm đầu vào) tín hiệu không được kích hoạt, cho phép bản địa hóa nhanh chóng của cảm biến bị lỗi hoặc hệ thống dây điện.
- Giải thích thông tin báo động: HMI (Giao diện người máy) của một lò nung cảm ứng hiện đại thường cung cấp một lịch sử báo động chi tiết. Kỹ thuật viên cần phân tích cẩn thận loại báo thức, thời gian nó xảy ra, và liệu nó có đi kèm với các báo thức khác. Điều này thường cung cấp manh mối cho giải pháp. Ví dụ, MỘT “Lỗi biến tần” báo động xảy ra ngay sau khi “Nhiệt độ nước làm mát cao” Báo động cho thấy mạnh mẽ rằng nguyên nhân gốc nằm trong hệ thống làm mát.
Phần 3: Thiết kế và bảo trì mạch nước làm mát
Đối với một lò nung cảm ứng có thể tiêu thụ hàng trăm kilowatt hoặc thậm chí là megawatt của sức mạnh, Một hệ thống làm mát hiệu quả và đáng tin cậy là huyết mạch của nó. Sơ suất trong bất kỳ phần nào của quá trình làm mát có thể dẫn đến sự thất bại thảm khốc của nguồn điện IGBT hoặc cuộn dây cảm ứng.
1. Hiểu các nguyên tắc thiết kế mạch làm mát
Hệ thống làm mát của một lò nung cảm ứng thường được chia thành hai phần chính:
- Nguồn điện làm mát: Mạch này chủ yếu làm mát các thành phần điện tử công suất cao như mô-đun IGBT, Cầu chỉnh thẳng, và tụ điện cộng hưởng. Phần này có các yêu cầu cực kỳ cao về chất lượng nước và thường sử dụng Hệ thống lưu thông nước khử ion khép kín Để ngăn chặn sự tích tụ quy mô và rò rỉ điện do độ dẫn cao.
- Thân máy (Xôn xao) Làm mát: Mạch này chủ yếu làm mát cuộn dây cảm ứng và các bộ phận cấu trúc của lò. Do tải trọng nhiệt lớn, Phần này thường sử dụng một mở- hoặc hệ thống lưu thông vòng kín với tốc độ dòng chảy lớn hơn.
Thông số thiết kế chính:
- Tốc độ dòng chảy: Lưu lượng đủ phải được đảm bảo để mang đi nhiệt được tạo ra. Mỗi nhánh làm mát nên có một màn hình dòng chảy lồng vào nhau với PLC.
- Áp lực: Áp lực nước đầy đủ là cần thiết để vượt qua khả năng chống điện trở và đảm bảo nước đạt đến tất cả các điểm làm mát cần thiết.
- Nhiệt độ: Nhiệt độ nước đầu vào không nên quá cao, Khi nó làm giảm hiệu quả làm mát. Đồng thời, Nên tránh nhiệt độ quá thấp để ngăn chặn sự ngưng tụ trong những tháng mùa hè, có thể gây ra các vấn đề về điện.
- Chất lượng nước: Độ dẫn điện, Giá trị pH, và độ cứng của nước được quy định nghiêm ngặt, Đặc biệt đối với mạch làm mát nguồn điện. Nước có độ dẫn cao làm tăng nguy cơ rò rỉ hiện tại, Mặc dù nước cứng dễ dàng hình thành tỷ lệ có thể chặn các kênh làm mát tinh tế.
2. Chẩn đoán và bảo trì lỗi hệ thống làm mát
- Lỗi phổ biến:
- Dòng chảy không đủ: Có thể được gây ra bởi một máy bơm bị lỗi, Bộ lọc bị tắc, Ống tỷ lệ, hoặc rò rỉ.
- Nhiệt độ nước cao: Có thể được gây ra bởi hiệu quả giảm của tháp/máy làm lạnh, vây tản nhiệt bẩn, một người hâm mộ gặp trục trặc, hoặc nhiệt độ môi trường cao.
- Áp lực nước bất thường: Có thể là do rò rỉ, vấn đề bơm, hoặc không khí bị mắc kẹt trong hệ thống.
- Phương pháp chẩn đoán:
- Kiểm tra có hệ thống: Theo a “nguồn để kết thúc” nguyên tắc, Kiểm tra bể nước, bơm, lọc, bộ trao đổi nhiệt, và các van và đồng hồ đo lưu lượng của mỗi nhánh theo trình tự.
- Giám sát sự khác biệt về áp suất và nhiệt độ: Đo áp suất giảm và chênh lệch nhiệt độ trên đầu vào và đầu ra của các bộ lọc và bộ trao đổi nhiệt là một cách hiệu quả để xác định xem chúng có bị tắc hay đã giảm hiệu quả.
- Kiểm tra chất lượng nước thường xuyên: Kiểm tra định kỳ độ dẫn và pH của nước làm mát và thay thế nhựa trao đổi ion hoặc chất làm mát bổ sung khi cần thiết là cốt lõi của bảo trì phòng ngừa.
Phần kết luận: Sự chuyển đổi từ người thực thi sang người giải quyết vấn đề
Việc duy trì các lò cảm ứng hiện đại từ lâu đã phát triển vượt ra ngoài phạm vi của cơ học và thợ điện truyền thống. Nó đòi hỏi các kỹ thuật viên phải trở thành những tài năng toàn diện, những người có thể tích hợp kiến thức về tự động hóa điện và động lực học chất lỏng. Khi mọi thành viên trong nhóm bảo trì có thể:
- Giải thích dạng sóng ổ đĩa của IGBT, không chỉ thay thế mô -đun;
- Hiểu logic khóa liên động trong PLC, Không chỉ đặt lại báo thức;
- Phân tích Tốc độ dòng chảy và chênh lệch nhiệt độ của hệ thống làm mát, Không chỉ làm sạch màn hình lọc;
Sau đó, Khả năng giải quyết các vấn đề phức tạp của nhóm sẽ đạt được một bước nhảy vọt định tính. Sự chuyển đổi này từ một thụ động “thắt chặt” người thực thi để chủ động “người giải quyết vấn đề” chính xác là nhu cầu mới mà ngành công nghiệp hiện đại đặt ra cho các kỹ thuật viên bảo trì và cũng là chìa khóa để nâng cao giá trị chuyên nghiệp của chính họ.
