劉海斌

[摘 要]介紹了某熱電公司大型離心風(fēng)機變頻改造調(diào)試、試運行時出現(xiàn)的變頻器功率單元IGBT損壞及聯(lián)軸器螺栓斷裂情況，從風(fēng)機電機空載、運行工頻與變頻的不同、螺栓材質(zhì)、力學(xué)特性和強度性能等方面對變頻器功率單元IGBT損壞、聯(lián)軸器螺栓失效原因做了全面的分析，得出了大型離心風(fēng)機變頻改造中的遇到問題的原因分析，最后給出了有效的預(yù)防措施。

[關(guān)鍵詞]IGBT損壞；斷裂；疲勞；受力

中圖分類號：V231.95 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）44-0018-01

0 情況簡介

2014年3月29日#1B一次風(fēng)機進行帶電機空載調(diào)試，空載電機升到50HZ后，在45HZ降速到40HZ的過程中V6功率單元損壞。4月13日發(fā)現(xiàn)1B一次風(fēng)機電機軸向振動最大0.26mm，X向、Y向振動及溫度均為發(fā)現(xiàn)異常，對其停機進行檢查時發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器電機側(cè)連接螺栓有6條斷裂。4月17日1B一次風(fēng)機再次出現(xiàn)上述現(xiàn)象。4月18日1A一次風(fēng)機電機軸向振動最大為0.06mm，對其停機進行檢查時發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器電機側(cè)連接螺栓有10條全部斷裂。隨后對其進行更換螺栓并將其切至工頻運行，工頻運行其未出現(xiàn)此現(xiàn)象。

1 電機空載時變頻器功率單元損壞原因分析

1.1 故障描述：

在調(diào)試時空轉(zhuǎn)電機升到50HZ后，在45HZ降速到40HZ的過程中爆了一個單元，其中左邊并聯(lián)的二個IGBT炸掉并把右邊二個IGBT撐壞，熔斷器燒掉，二極管沒壞，單元板沒壞，IGBT型號GD300HFT170C2S（STARPOWER） IGBT。故障電壓電流曲線?？辙D(zhuǎn)電機時45HZ、50HZ時，母線電壓比較高。

1.2 測試分析

1.2.1 功率單元外觀潔凈，無較大污染。

1.2.2 功率單元各處螺栓緊固，驅(qū)動線接觸良好。

1.2.3 經(jīng)初步測量，功率單元板、整流模塊、濾波電容、電阻器均正常；熔斷器損壞，4支IGBT模塊損壞，4支突波電容因IGBT炸裂導(dǎo)致機械損壞。

1.2.4 將損壞器件更換后功率單元調(diào)試正常，未發(fā)生二次損壞。

1.2.5 損壞器件型號：GD300HFT170C2S（STARPOWER）。

1.3 原因分析

單從損壞功率單元來看，只有4支IGBT損壞，其中左邊的2支IGBT模塊為電氣損壞（連接J1/J2/J3/J4），右邊的2支IGBT為機械損壞（連接J9/J10/J11/J12）。損壞的2支IGBT模塊在同一個H橋中。IGBT損壞原因可大致分為IGBT部損壞、FWD部損壞和可靠性三個部分。其中，IGBT部損壞又可大致分為超出RBSOA、門極過電壓和結(jié)溫上升過大。在超出RBSOA中，電源電壓過大、電機再生運轉(zhuǎn)、過電壓保護不工作以及反向浪涌電壓過大都可能造成IGBT模塊失效。根據(jù)現(xiàn)場描述，功率單元在45赫茲將到50赫茲時IGBT損壞，由于調(diào)試時設(shè)備負載為空載電機，自身慣性較大，降速時會給設(shè)備反饋能量，導(dǎo)致設(shè)備母線電壓升高，超出IGBT模塊RBSOA 導(dǎo)致IGBT炸壞。

2 聯(lián)軸器螺栓斷裂原因分析

2.1 風(fēng)機運行工況與受力分析

投入變頻工況運行，風(fēng)機變頻運行中，由于風(fēng)機轉(zhuǎn)速變化頻繁，螺栓附加的剪切應(yīng)力無形中增加。同時，在實際變頻運行過程中，由于電機的軸向竄動量也明顯增大，造成聯(lián)軸器的軸向竄動量也增大，造成螺栓軸向受力增加。

對于單膜片聯(lián)軸器而言，在運行工程中聯(lián)軸器受到的扭矩與軸線偏斜引起的彎矩、螺栓與膜片質(zhì)量不均引起的離心力和膜片軸向位移引起的彈性推力等力的作用。螺栓因扭矩產(chǎn)生剪應(yīng)力；因彎矩產(chǎn)生拉伸或壓縮應(yīng)力，且應(yīng)力隨著轉(zhuǎn)動循環(huán)交變；因離心力產(chǎn)生剪切應(yīng)力，也隨轉(zhuǎn)速變化；彈性推力使螺栓產(chǎn)生拉伸或壓縮應(yīng)力，聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)時，連桿端部的周期性軸向偏移產(chǎn)生了一種頻率等于軸的旋轉(zhuǎn)頻率、振幅等于角位移乘以螺栓所處的半徑的軸向振動應(yīng)力。很多實踐也表明，膜片聯(lián)軸器的主要失效方式是螺栓和膜片在交變循環(huán)和復(fù)合應(yīng)力作用下的疲勞斷裂。同時，螺栓在安裝時都必須預(yù)先擰緊，因此螺栓也承受靜拉伸載荷。除了受到軸向預(yù)緊拉伸載荷的作用外，通常會在工作過程中受到附加的軸向拉伸載荷、橫向剪切（交替變化）載荷或由此復(fù)合而成的彎曲載荷的作用，有時還受到?jīng)_擊載荷的作用。通常情況下，附加的橫向交變載荷會引起螺栓的松動，軸向交變載荷會引起螺栓的疲勞斷裂，而在環(huán)境介質(zhì)的作用下軸向拉伸載荷則會引起螺栓的延遲斷裂。而通常這種斷裂容易在缺口集中部位，如桿與頭部的過度處或螺紋根部產(chǎn)生。

2.2 金屬檢驗分析

通過對斷裂螺栓的斷口進行形貌觀察，發(fā)現(xiàn)螺栓斷裂發(fā)生在螺栓光滑部分與

螺紋相結(jié)合部位，斷面平齊，斷裂面邊緣未發(fā)生明顯塑性變形，斷口呈現(xiàn)出脆性斷裂現(xiàn)象。螺栓為更換不久的新螺栓，外表面無明顯氧化層，說明運行溫度不高；螺栓表面無明顯被沖擊痕跡，且測量振動在合理范圍內(nèi)，表明螺栓斷裂原因與受到?jīng)_擊力無關(guān)?；谝陨戏治隹沙醪脚袛嘣撀菟伤苄暂^差及疲勞延遲為螺栓斷裂的主要原因。

螺栓外表面雖然無明顯氧化皮，也無明顯外傷痕跡，表明該螺栓運行溫度、振動在正常范圍內(nèi)。但是由于螺栓在長期運行過程中，受到來自扭矩、剪切、拉伸、壓縮、振動、彎曲等各種復(fù)雜的力的相互作用。在這些交變應(yīng)力的作用下，加速了螺栓金屬組織內(nèi)部的夾雜物演變?yōu)榱鸭y源，并逐漸擴展，最終導(dǎo)致斷裂。

3 防范措施

3.1 在變頻調(diào)試前對變頻器及接線情況進行全面檢查，確保無誤后方能進行調(diào)試工作；

3.2 對變頻器帶空載電機調(diào)試過程中，要適當(dāng)增加降頻時間定值，運行人員進行降頻操作時應(yīng)緩慢，待電流穩(wěn)定后方能再次減頻率，防止降速時因電機反饋能量，導(dǎo)致設(shè)備母線電壓升高，超出IGBT模塊RBSOA 導(dǎo)致IGBT損壞；

3.3 螺栓的斷裂不是短時間內(nèi)發(fā)生的，而是逐步積累的疲勞斷裂，這就要求在運行中不斷摸清聯(lián)軸器螺栓斷裂的周期及對軸振進行定期測試，當(dāng)振動異常以便在發(fā)生斷裂之前及時進行預(yù)防性處理。

3.4 該風(fēng)機聯(lián)軸器原來采用的45號鋼螺栓已經(jīng)不能滿足現(xiàn)場使用的要求，需將離心風(fēng)機的膜片聯(lián)軸器螺栓更換為高強螺栓或者抗疲勞性能等級較強的螺栓，如40Cr、25Cr2Mol V（調(diào)質(zhì)處理）等；若出現(xiàn)更換螺栓后聯(lián)軸器本體損壞現(xiàn)象時，需更換系數(shù)更高的聯(lián)軸器，改造設(shè)備所用聯(lián)軸器不但要有高的強度值和硬度值的同時也要求具有良好的塑性和斷裂特性。

參考文獻

[1] 徐甫榮.高壓變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用實踐[M].中國電力出版社.2007（2）

[2] 電氣變頻調(diào)速設(shè)計技術(shù).北京：中國電力出版社，2001

[3] 柬德林.金屬力學(xué)性能[M].北京：機械工業(yè)出版社，1986：63.endprint

[摘 要]介紹了某熱電公司大型離心風(fēng)機變頻改造調(diào)試、試運行時出現(xiàn)的變頻器功率單元IGBT損壞及聯(lián)軸器螺栓斷裂情況，從風(fēng)機電機空載、運行工頻與變頻的不同、螺栓材質(zhì)、力學(xué)特性和強度性能等方面對變頻器功率單元IGBT損壞、聯(lián)軸器螺栓失效原因做了全面的分析，得出了大型離心風(fēng)機變頻改造中的遇到問題的原因分析，最后給出了有效的預(yù)防措施。

[關(guān)鍵詞]IGBT損壞；斷裂；疲勞；受力

中圖分類號：V231.95 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）44-0018-01

0 情況簡介

2014年3月29日#1B一次風(fēng)機進行帶電機空載調(diào)試，空載電機升到50HZ后，在45HZ降速到40HZ的過程中V6功率單元損壞。4月13日發(fā)現(xiàn)1B一次風(fēng)機電機軸向振動最大0.26mm，X向、Y向振動及溫度均為發(fā)現(xiàn)異常，對其停機進行檢查時發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器電機側(cè)連接螺栓有6條斷裂。4月17日1B一次風(fēng)機再次出現(xiàn)上述現(xiàn)象。4月18日1A一次風(fēng)機電機軸向振動最大為0.06mm，對其停機進行檢查時發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器電機側(cè)連接螺栓有10條全部斷裂。隨后對其進行更換螺栓并將其切至工頻運行，工頻運行其未出現(xiàn)此現(xiàn)象。

1 電機空載時變頻器功率單元損壞原因分析

1.1 故障描述：

在調(diào)試時空轉(zhuǎn)電機升到50HZ后，在45HZ降速到40HZ的過程中爆了一個單元，其中左邊并聯(lián)的二個IGBT炸掉并把右邊二個IGBT撐壞，熔斷器燒掉，二極管沒壞，單元板沒壞，IGBT型號GD300HFT170C2S（STARPOWER） IGBT。故障電壓電流曲線?？辙D(zhuǎn)電機時45HZ、50HZ時，母線電壓比較高。

1.2 測試分析

1.2.1 功率單元外觀潔凈，無較大污染。

1.2.2 功率單元各處螺栓緊固，驅(qū)動線接觸良好。

1.2.3 經(jīng)初步測量，功率單元板、整流模塊、濾波電容、電阻器均正常；熔斷器損壞，4支IGBT模塊損壞，4支突波電容因IGBT炸裂導(dǎo)致機械損壞。

1.2.4 將損壞器件更換后功率單元調(diào)試正常，未發(fā)生二次損壞。

1.2.5 損壞器件型號：GD300HFT170C2S（STARPOWER）。

1.3 原因分析

單從損壞功率單元來看，只有4支IGBT損壞，其中左邊的2支IGBT模塊為電氣損壞（連接J1/J2/J3/J4），右邊的2支IGBT為機械損壞（連接J9/J10/J11/J12）。損壞的2支IGBT模塊在同一個H橋中。IGBT損壞原因可大致分為IGBT部損壞、FWD部損壞和可靠性三個部分。其中，IGBT部損壞又可大致分為超出RBSOA、門極過電壓和結(jié)溫上升過大。在超出RBSOA中，電源電壓過大、電機再生運轉(zhuǎn)、過電壓保護不工作以及反向浪涌電壓過大都可能造成IGBT模塊失效。根據(jù)現(xiàn)場描述，功率單元在45赫茲將到50赫茲時IGBT損壞，由于調(diào)試時設(shè)備負載為空載電機，自身慣性較大，降速時會給設(shè)備反饋能量，導(dǎo)致設(shè)備母線電壓升高，超出IGBT模塊RBSOA 導(dǎo)致IGBT炸壞。

2 聯(lián)軸器螺栓斷裂原因分析

2.1 風(fēng)機運行工況與受力分析

投入變頻工況運行，風(fēng)機變頻運行中，由于風(fēng)機轉(zhuǎn)速變化頻繁，螺栓附加的剪切應(yīng)力無形中增加。同時，在實際變頻運行過程中，由于電機的軸向竄動量也明顯增大，造成聯(lián)軸器的軸向竄動量也增大，造成螺栓軸向受力增加。

對于單膜片聯(lián)軸器而言，在運行工程中聯(lián)軸器受到的扭矩與軸線偏斜引起的彎矩、螺栓與膜片質(zhì)量不均引起的離心力和膜片軸向位移引起的彈性推力等力的作用。螺栓因扭矩產(chǎn)生剪應(yīng)力；因彎矩產(chǎn)生拉伸或壓縮應(yīng)力，且應(yīng)力隨著轉(zhuǎn)動循環(huán)交變；因離心力產(chǎn)生剪切應(yīng)力，也隨轉(zhuǎn)速變化；彈性推力使螺栓產(chǎn)生拉伸或壓縮應(yīng)力，聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)時，連桿端部的周期性軸向偏移產(chǎn)生了一種頻率等于軸的旋轉(zhuǎn)頻率、振幅等于角位移乘以螺栓所處的半徑的軸向振動應(yīng)力。很多實踐也表明，膜片聯(lián)軸器的主要失效方式是螺栓和膜片在交變循環(huán)和復(fù)合應(yīng)力作用下的疲勞斷裂。同時，螺栓在安裝時都必須預(yù)先擰緊，因此螺栓也承受靜拉伸載荷。除了受到軸向預(yù)緊拉伸載荷的作用外，通常會在工作過程中受到附加的軸向拉伸載荷、橫向剪切（交替變化）載荷或由此復(fù)合而成的彎曲載荷的作用，有時還受到?jīng)_擊載荷的作用。通常情況下，附加的橫向交變載荷會引起螺栓的松動，軸向交變載荷會引起螺栓的疲勞斷裂，而在環(huán)境介質(zhì)的作用下軸向拉伸載荷則會引起螺栓的延遲斷裂。而通常這種斷裂容易在缺口集中部位，如桿與頭部的過度處或螺紋根部產(chǎn)生。

2.2 金屬檢驗分析

通過對斷裂螺栓的斷口進行形貌觀察，發(fā)現(xiàn)螺栓斷裂發(fā)生在螺栓光滑部分與

螺紋相結(jié)合部位，斷面平齊，斷裂面邊緣未發(fā)生明顯塑性變形，斷口呈現(xiàn)出脆性斷裂現(xiàn)象。螺栓為更換不久的新螺栓，外表面無明顯氧化層，說明運行溫度不高；螺栓表面無明顯被沖擊痕跡，且測量振動在合理范圍內(nèi)，表明螺栓斷裂原因與受到?jīng)_擊力無關(guān)?；谝陨戏治隹沙醪脚袛嘣撀菟伤苄暂^差及疲勞延遲為螺栓斷裂的主要原因。

螺栓外表面雖然無明顯氧化皮，也無明顯外傷痕跡，表明該螺栓運行溫度、振動在正常范圍內(nèi)。但是由于螺栓在長期運行過程中，受到來自扭矩、剪切、拉伸、壓縮、振動、彎曲等各種復(fù)雜的力的相互作用。在這些交變應(yīng)力的作用下，加速了螺栓金屬組織內(nèi)部的夾雜物演變?yōu)榱鸭y源，并逐漸擴展，最終導(dǎo)致斷裂。

3 防范措施

3.1 在變頻調(diào)試前對變頻器及接線情況進行全面檢查，確保無誤后方能進行調(diào)試工作；

3.2 對變頻器帶空載電機調(diào)試過程中，要適當(dāng)增加降頻時間定值，運行人員進行降頻操作時應(yīng)緩慢，待電流穩(wěn)定后方能再次減頻率，防止降速時因電機反饋能量，導(dǎo)致設(shè)備母線電壓升高，超出IGBT模塊RBSOA 導(dǎo)致IGBT損壞；

3.3 螺栓的斷裂不是短時間內(nèi)發(fā)生的，而是逐步積累的疲勞斷裂，這就要求在運行中不斷摸清聯(lián)軸器螺栓斷裂的周期及對軸振進行定期測試，當(dāng)振動異常以便在發(fā)生斷裂之前及時進行預(yù)防性處理。

3.4 該風(fēng)機聯(lián)軸器原來采用的45號鋼螺栓已經(jīng)不能滿足現(xiàn)場使用的要求，需將離心風(fēng)機的膜片聯(lián)軸器螺栓更換為高強螺栓或者抗疲勞性能等級較強的螺栓，如40Cr、25Cr2Mol V（調(diào)質(zhì)處理）等；若出現(xiàn)更換螺栓后聯(lián)軸器本體損壞現(xiàn)象時，需更換系數(shù)更高的聯(lián)軸器，改造設(shè)備所用聯(lián)軸器不但要有高的強度值和硬度值的同時也要求具有良好的塑性和斷裂特性。

參考文獻

[1] 徐甫榮.高壓變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用實踐[M].中國電力出版社.2007（2）

[2] 電氣變頻調(diào)速設(shè)計技術(shù).北京：中國電力出版社，2001

[3] 柬德林.金屬力學(xué)性能[M].北京：機械工業(yè)出版社，1986：63.endprint

[摘 要]介紹了某熱電公司大型離心風(fēng)機變頻改造調(diào)試、試運行時出現(xiàn)的變頻器功率單元IGBT損壞及聯(lián)軸器螺栓斷裂情況，從風(fēng)機電機空載、運行工頻與變頻的不同、螺栓材質(zhì)、力學(xué)特性和強度性能等方面對變頻器功率單元IGBT損壞、聯(lián)軸器螺栓失效原因做了全面的分析，得出了大型離心風(fēng)機變頻改造中的遇到問題的原因分析，最后給出了有效的預(yù)防措施。

[關(guān)鍵詞]IGBT損壞；斷裂；疲勞；受力

中圖分類號：V231.95 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）44-0018-01

0 情況簡介

2014年3月29日#1B一次風(fēng)機進行帶電機空載調(diào)試，空載電機升到50HZ后，在45HZ降速到40HZ的過程中V6功率單元損壞。4月13日發(fā)現(xiàn)1B一次風(fēng)機電機軸向振動最大0.26mm，X向、Y向振動及溫度均為發(fā)現(xiàn)異常，對其停機進行檢查時發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器電機側(cè)連接螺栓有6條斷裂。4月17日1B一次風(fēng)機再次出現(xiàn)上述現(xiàn)象。4月18日1A一次風(fēng)機電機軸向振動最大為0.06mm，對其停機進行檢查時發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器電機側(cè)連接螺栓有10條全部斷裂。隨后對其進行更換螺栓并將其切至工頻運行，工頻運行其未出現(xiàn)此現(xiàn)象。

1 電機空載時變頻器功率單元損壞原因分析

1.1 故障描述：

在調(diào)試時空轉(zhuǎn)電機升到50HZ后，在45HZ降速到40HZ的過程中爆了一個單元，其中左邊并聯(lián)的二個IGBT炸掉并把右邊二個IGBT撐壞，熔斷器燒掉，二極管沒壞，單元板沒壞，IGBT型號GD300HFT170C2S（STARPOWER） IGBT。故障電壓電流曲線?？辙D(zhuǎn)電機時45HZ、50HZ時，母線電壓比較高。

1.2 測試分析

1.2.1 功率單元外觀潔凈，無較大污染。

1.2.2 功率單元各處螺栓緊固，驅(qū)動線接觸良好。

1.2.3 經(jīng)初步測量，功率單元板、整流模塊、濾波電容、電阻器均正常；熔斷器損壞，4支IGBT模塊損壞，4支突波電容因IGBT炸裂導(dǎo)致機械損壞。

1.2.4 將損壞器件更換后功率單元調(diào)試正常，未發(fā)生二次損壞。

1.2.5 損壞器件型號：GD300HFT170C2S（STARPOWER）。

1.3 原因分析

單從損壞功率單元來看，只有4支IGBT損壞，其中左邊的2支IGBT模塊為電氣損壞（連接J1/J2/J3/J4），右邊的2支IGBT為機械損壞（連接J9/J10/J11/J12）。損壞的2支IGBT模塊在同一個H橋中。IGBT損壞原因可大致分為IGBT部損壞、FWD部損壞和可靠性三個部分。其中，IGBT部損壞又可大致分為超出RBSOA、門極過電壓和結(jié)溫上升過大。在超出RBSOA中，電源電壓過大、電機再生運轉(zhuǎn)、過電壓保護不工作以及反向浪涌電壓過大都可能造成IGBT模塊失效。根據(jù)現(xiàn)場描述，功率單元在45赫茲將到50赫茲時IGBT損壞，由于調(diào)試時設(shè)備負載為空載電機，自身慣性較大，降速時會給設(shè)備反饋能量，導(dǎo)致設(shè)備母線電壓升高，超出IGBT模塊RBSOA 導(dǎo)致IGBT炸壞。

2 聯(lián)軸器螺栓斷裂原因分析

2.1 風(fēng)機運行工況與受力分析

投入變頻工況運行，風(fēng)機變頻運行中，由于風(fēng)機轉(zhuǎn)速變化頻繁，螺栓附加的剪切應(yīng)力無形中增加。同時，在實際變頻運行過程中，由于電機的軸向竄動量也明顯增大，造成聯(lián)軸器的軸向竄動量也增大，造成螺栓軸向受力增加。

對于單膜片聯(lián)軸器而言，在運行工程中聯(lián)軸器受到的扭矩與軸線偏斜引起的彎矩、螺栓與膜片質(zhì)量不均引起的離心力和膜片軸向位移引起的彈性推力等力的作用。螺栓因扭矩產(chǎn)生剪應(yīng)力；因彎矩產(chǎn)生拉伸或壓縮應(yīng)力，且應(yīng)力隨著轉(zhuǎn)動循環(huán)交變；因離心力產(chǎn)生剪切應(yīng)力，也隨轉(zhuǎn)速變化；彈性推力使螺栓產(chǎn)生拉伸或壓縮應(yīng)力，聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)時，連桿端部的周期性軸向偏移產(chǎn)生了一種頻率等于軸的旋轉(zhuǎn)頻率、振幅等于角位移乘以螺栓所處的半徑的軸向振動應(yīng)力。很多實踐也表明，膜片聯(lián)軸器的主要失效方式是螺栓和膜片在交變循環(huán)和復(fù)合應(yīng)力作用下的疲勞斷裂。同時，螺栓在安裝時都必須預(yù)先擰緊，因此螺栓也承受靜拉伸載荷。除了受到軸向預(yù)緊拉伸載荷的作用外，通常會在工作過程中受到附加的軸向拉伸載荷、橫向剪切（交替變化）載荷或由此復(fù)合而成的彎曲載荷的作用，有時還受到?jīng)_擊載荷的作用。通常情況下，附加的橫向交變載荷會引起螺栓的松動，軸向交變載荷會引起螺栓的疲勞斷裂，而在環(huán)境介質(zhì)的作用下軸向拉伸載荷則會引起螺栓的延遲斷裂。而通常這種斷裂容易在缺口集中部位，如桿與頭部的過度處或螺紋根部產(chǎn)生。

2.2 金屬檢驗分析

通過對斷裂螺栓的斷口進行形貌觀察，發(fā)現(xiàn)螺栓斷裂發(fā)生在螺栓光滑部分與

螺紋相結(jié)合部位，斷面平齊，斷裂面邊緣未發(fā)生明顯塑性變形，斷口呈現(xiàn)出脆性斷裂現(xiàn)象。螺栓為更換不久的新螺栓，外表面無明顯氧化層，說明運行溫度不高；螺栓表面無明顯被沖擊痕跡，且測量振動在合理范圍內(nèi)，表明螺栓斷裂原因與受到?jīng)_擊力無關(guān)。基于以上分析可初步判斷該螺栓可塑性較差及疲勞延遲為螺栓斷裂的主要原因。

螺栓外表面雖然無明顯氧化皮，也無明顯外傷痕跡，表明該螺栓運行溫度、振動在正常范圍內(nèi)。但是由于螺栓在長期運行過程中，受到來自扭矩、剪切、拉伸、壓縮、振動、彎曲等各種復(fù)雜的力的相互作用。在這些交變應(yīng)力的作用下，加速了螺栓金屬組織內(nèi)部的夾雜物演變?yōu)榱鸭y源，并逐漸擴展，最終導(dǎo)致斷裂。

3 防范措施

3.1 在變頻調(diào)試前對變頻器及接線情況進行全面檢查，確保無誤后方能進行調(diào)試工作；

3.2 對變頻器帶空載電機調(diào)試過程中，要適當(dāng)增加降頻時間定值，運行人員進行降頻操作時應(yīng)緩慢，待電流穩(wěn)定后方能再次減頻率，防止降速時因電機反饋能量，導(dǎo)致設(shè)備母線電壓升高，超出IGBT模塊RBSOA 導(dǎo)致IGBT損壞；

3.3 螺栓的斷裂不是短時間內(nèi)發(fā)生的，而是逐步積累的疲勞斷裂，這就要求在運行中不斷摸清聯(lián)軸器螺栓斷裂的周期及對軸振進行定期測試，當(dāng)振動異常以便在發(fā)生斷裂之前及時進行預(yù)防性處理。

3.4 該風(fēng)機聯(lián)軸器原來采用的45號鋼螺栓已經(jīng)不能滿足現(xiàn)場使用的要求，需將離心風(fēng)機的膜片聯(lián)軸器螺栓更換為高強螺栓或者抗疲勞性能等級較強的螺栓，如40Cr、25Cr2Mol V（調(diào)質(zhì)處理）等；若出現(xiàn)更換螺栓后聯(lián)軸器本體損壞現(xiàn)象時，需更換系數(shù)更高的聯(lián)軸器，改造設(shè)備所用聯(lián)軸器不但要有高的強度值和硬度值的同時也要求具有良好的塑性和斷裂特性。

參考文獻

[1] 徐甫榮.高壓變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用實踐[M].中國電力出版社.2007（2）

[2] 電氣變頻調(diào)速設(shè)計技術(shù).北京：中國電力出版社，2001

[3] 柬德林.金屬力學(xué)性能[M].北京：機械工業(yè)出版社，1986：63.endprint