提高ACS800系列變頻器風機使用壽命的開發與應用

張慧

摘 要：山鋼股份有限公司萊蕪分公司寬厚板生產線主線有ACS800傳動裝置LSUO至LSU18共19套傳動裝置，主要負責產線電機傳動設備的變頻控制。其中變頻器共裝配逆變風機630臺，由于風機為變頻器配套裝置，設計精密，密封性強，一直以來由原始廠家瑞典ABB公司提供專用變頻器風機備件，單臺風機備件費用就高達12000元。近年來隨著產線變頻器風機在線運行時間的增長，故障率不斷增高，由于風機主要用于變頻器長時間運行的散熱，對變頻器正常運行起至關重要的作用。一旦風機損壞，極易造成變頻器過熱損壞，影響產線正常生產軋制節奏。

關鍵詞：ACS800傳動裝置;變頻器;風機

一、現狀分析

上圖為2017年風機故障數據及因風機故障引起的停機時間統計分析，每次風機故障帶來的備件更換、設備停機、變頻器主機損壞等均造成較長的設備停機時間和昂貴的備件替換費用。

經攻關項目小組研究討論，本次改善的目的如下：

（1）降低因風機損壞帶來的昂貴備件替換維修費用。

（2）降低風機故障損壞率。

綜上得出本次攻關改善目標為：提高產線ACS800系列變頻器風機使用壽命。

運用魚骨圖分析問題原因如下：

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確定原因：

主因：（1） 風機內部控制電路板損壞。由于風機由變頻器內部驅動板和電源板供電，變頻器長時間運行及頻繁起停導致風機及其驅動板、電源板損壞較多，極易造成風機故障。

（2）風機本體硬件損壞。大部分風機由于長時間運行導致風機密封內部兩端軸承磨損損壞嚴重，而電機本身線圈損壞幾率較小。

（3）傳動監控軟件DRIVEWINDOW風機故障報警被激活，變頻器被迫停止運行。由于寬厚板產線于10年投產運行，產線800系列傳動變頻器大部分風機上線運行累計均超過5萬小時激發傳動內部計數器報警fan on time（超過累計運行時間，更換風機）。

二、對策制定及實施

根據確定的主因，有針對性地逐項進行改善。

（1）風機內部控制電路板損壞——對策：產線800系列變頻器風機工頻改造。由于此前此類變頻器風機廠家設計為變頻運行，由變頻器內部檢測現場運行溫度，發出變頻運行指令，控制風機運行速度。根據現場實際環境，變頻器風機基本都處在最高頻率50HZ運轉，無需變頻控制。采取工頻改造后，可杜絕因風機變頻控制驅動板、電源板損壞帶來的風機故障停機。

（2）風機本體硬件損壞——對策：故障風機軸承國產化替代修復。通過前期對線上損壞電機拆解研究，大部分風機損壞部位集中在軸承兩端，由于長時間運行導致風機密封內部兩端軸承磨損損壞嚴重，而電機本身線圈損壞幾率較小，因此制作專用工具對風機軸承進行國產化替代修復，避免風機損壞整體更換備件局面的發生。

（3）變頻器內部報警——對策：變頻器參數優化。針對產線變頻器風機多數累積運行時間超過4萬小時，達到變頻器默認運行極限時間，誘發變頻器裝置報“FAN ON-TIME更換風機”告警提示，對變頻器參數1.44設置，重置風機運行時間。

三、績效評價

經過產線800系列變頻器風機工頻改造后電源板及驅動板可節約不用，節省備件費用。電源板及驅動板預計每年可節省損壞替換費用60余萬，同時改造后風機故障排查時間大大降低，更換風機時間大大降低，從而大幅度減少停機時間。

通過對故障風機軸承的國產化替代修復和變頻器闡述優化，可實現故障風機的再度修復利用。2017年上半年風機故障次數統計如下圖所示：