【摘 要】 粗軋 R2 軋機(jī)電機(jī)主傳動(dòng)水冷單元共有 2 臺(tái)循環(huán)泵,一備一用，其向主回路功率元器件提供內(nèi)循環(huán)冷卻水，將功率元器件產(chǎn)生的熱量與外循環(huán)冷卻水進(jìn)行熱交換，并對(duì)內(nèi)循環(huán)冷卻水進(jìn)行不斷的凈化。2016 年 11 月 10 日，主傳動(dòng)因循環(huán)泵出口水壓及壓差低重故障報(bào)警停車，通過(guò)事故現(xiàn)象進(jìn)行原因分析，找出了引發(fā)故障的真正原因，并對(duì)主傳動(dòng)存在的隱患，采取了切實(shí)可行的解決措施。
1 水冷控制單元
1.1 概述
水冷單元向主回路功率元器件提供內(nèi)循環(huán)冷卻水，將功率元器件產(chǎn)生的熱量與外循環(huán)冷卻水進(jìn)行熱交換，并對(duì)內(nèi)循環(huán)冷卻水進(jìn)行不斷的凈化 [1] 。另外，柜體內(nèi)自然空氣交換也參與系統(tǒng)的冷卻。
1.2 主要元器件及控制
水冷控制單元柜體布局如圖 1 所示。
1）水泵：水冷單元配有 2 臺(tái)水泵，一用一備。備用泵可以在變頻器運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行維護(hù)。2 臺(tái)泵定時(shí)進(jìn)行運(yùn)行模式和備
用模式的自動(dòng)切換。
2）熱交換器：水-水熱交換器在內(nèi)循環(huán)去離子水和外循環(huán)冷卻水之間進(jìn)行熱交換。
3）輔助電源：用戶提供的輔助電源連接到水冷單元 WCU，并在內(nèi)部分配到其他單元。
4）水質(zhì)處理回路：為保持去離子水具有較低的電導(dǎo)率，水質(zhì)處理回路對(duì)去離子水冷卻回路不斷地進(jìn)行凈化處理。該回路還包括補(bǔ)水連接頭和流量檢測(cè)儀。
5）冷卻控制：冷卻監(jiān)控系統(tǒng)是整個(gè)變頻控制系統(tǒng)的一部分，位于控制單元。水冷控制單元（CWU）是用于和控制單元COU 進(jìn)行信號(hào)交換的前置電路。只要輔助電源接通且沒(méi)有急停信號(hào)時(shí)，水泵就開(kāi)始運(yùn)行。水泵啟動(dòng)后，經(jīng)過(guò)短暫延時(shí)，壓力監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)始工作。工業(yè)水外循環(huán)冷卻回路中的三通閥是根據(jù)內(nèi)循環(huán)去離子水的溫度進(jìn)行控制的。如果冷卻系統(tǒng)停止工作，內(nèi)循環(huán)去離子水的電導(dǎo)率會(huì)升高。因此，如果冷卻水泵停機(jī)超過(guò) 10min，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)電導(dǎo)率檢測(cè)程序。
2 故障原因排除及解決措施
2016 年 11 月 10 日，R2 主傳動(dòng)因循環(huán)泵出口壓力及壓差低重故障報(bào)警停車，2 # 工作泵自動(dòng)切換為 1 # 工作泵時(shí)，出現(xiàn)異常情況：1 # 工作泵僅工作 2min 即報(bào)出循環(huán)冷卻泵出口水壓及壓差低故障。
2.1 電機(jī)檢查
測(cè)量電機(jī)對(duì)地絕緣阻值大于 50MΩ，電機(jī)繞組三相阻值平衡，可排除電機(jī)本體問(wèn)題。
2.2 工作泵線路檢查
1 # 和 2 # 工作泵供電線路互相供電時(shí)，1 # 工作泵依然有壓差報(bào)警，可排除供電線路問(wèn)題。
2.3 工作泵參數(shù)檢查
由于出口壓力及壓差低導(dǎo)致報(bào)警故障，可先從這 2 個(gè)參數(shù)檢查。需要說(shuō)明的是 2 臺(tái)工作泵的參數(shù)系統(tǒng)默認(rèn)一致。
1）出口水壓壓力低參數(shù)。出口水壓壓力低報(bào)警對(duì)應(yīng)參數(shù)為 CW1 WATER OUTP PRESS ALARM LOW LIMIT=3.5bar（350kPa）, 即當(dāng)循環(huán)泵出口水壓壓力低于 3.5bar （350kPa）時(shí)傳動(dòng)報(bào)警。當(dāng)時(shí) 1 # 工作泵實(shí)際出口水壓壓力 CW1PUMPOUTPUT PRESSURE=3.1，小于 3.0bar （350kPa）低壓報(bào)警值，但大于 CW1 WATER OUTP PRESS FAULT LOW LIMIT=3.0bar。說(shuō)明報(bào)警確實(shí)為 1 # 工作泵出口水壓壓力低引起，但不是 1 # 工作泵重故障停止運(yùn)行的原因。還需繼續(xù)檢查 1 # 工作泵水壓壓差參數(shù)值。
2）工作泵 1 # 出口水壓壓差參數(shù)。shou先，明確水壓壓差定義：水壓壓差=出口水壓力-入口水壓力；但是當(dāng) CW1 WATERINP PRESS SUPERVISION=DISABLED時(shí)，出口水壓力等于水壓壓差。而且 R2 主傳動(dòng)水冷單元只有在出口有擴(kuò)散硅壓力傳感器，而入口處無(wú)壓力傳感器，見(jiàn)圖 2。
由此可知，R2 主傳動(dòng)水冷單元的出口水壓壓差等于出口水壓壓力。但出口水壓壓力低報(bào)故障參數(shù)值 CW1 WATEROUTP PRESS FAULT LOW LIMIT[bar]=3.0bar（300kPa）；而出口水壓壓差低報(bào)故障參數(shù)值 CW1 WATER DIFF PRESSFAULT LOW LIMIT=3.1（310kPa），在數(shù)值上二者矛盾。主傳動(dòng)故障停車時(shí)，1 # 工作泵實(shí)際出口水壓壓力 CW1PUMP OUTPUTPRESSURE=3.1（310kPa）與出口水壓壓差故障參數(shù)值相等。說(shuō)明 ACS6000 傳動(dòng)系統(tǒng)自我保護(hù)時(shí)選擇“取高舍低”原則。將出口水壓壓差故障參數(shù)值設(shè)定為 3.0bar （300kPa）后，1 # 工作泵正常工作未出現(xiàn)跳泵。
3 結(jié)論
通過(guò)本文的分析，得出以下結(jié)論：
1）故障由水冷單元出口水壓壓差參數(shù)值設(shè)置不合理引起；
2）將水冷單元出口水壓壓差參數(shù) 36.21 的值設(shè)定與出口水壓壓力參數(shù) 36.18 的值相等，即 3.0bar （300kPa）。1 # 工作泵正常工作未出現(xiàn)跳泵現(xiàn)象。
3）將 1580 產(chǎn)線所有 ACS6000 水冷單元出口水壓壓差參數(shù) 36.21 的值設(shè)與參數(shù) 36.18 的值相等，消除隱患。
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