采煤機變頻的常見故障及處理方法

摘要：文章介紹了幾種常見的采煤機變頻故障類型及其處理辦法，并簡要敘述了變頻器正確的使用方法和維護措施，旨在使變頻器的使用規(guī)范化，降低故障發(fā)生率，確保采煤工作順利開展。

關(guān)鍵詞：采煤機 變頻故障 處理方法

目前，煤礦井下采煤機主要通過變頻器來實現(xiàn)左右行走和變速。電牽引采煤機應(yīng)用變頻器替代了傳統(tǒng)的液壓牽引操作模式，不僅牽引力強，而且操作和后續(xù)維修非常便捷。變頻器的保護功能齊全，工作效率高，且操作靈活，有助于采煤機穩(wěn)定、可靠地運行。采煤機變頻器主要采用ABB公司的ACS800系列變頻器，筆者通過大量的現(xiàn)場實踐，總結(jié)出一些采煤機變頻的常見故障及處理方法，保證了電牽引采煤機的正常運行。

1 采煤機變頻故障處理的步驟、原則和過程

1.1 采煤機變頻故障處理的步驟 首先應(yīng)詳細了解采煤機變頻故障的現(xiàn)象和發(fā)生過程，其次分析引起變頻故障的原因，判斷查找出故障點，然后做好排除故障的準備工作。

1.2 采煤機變頻故障處理的原則 在處理變頻故障時，根據(jù)故障現(xiàn)象和發(fā)生過程對故障原因做出正確的分析判斷是一項十分重要而復(fù)雜的工作。對比較復(fù)雜的故障分析判斷沒有十分把握時，可以按照先簡單后復(fù)雜、先外部后內(nèi)部的原則來處理。

1.3 采煤機變頻故障處理的過程

1.3.1 在排查變頻器故障前，變頻器電源要持續(xù)供應(yīng)。

1.3.2 檢查變頻控制盤能否正常工作。若僅有一個控制盤不亮，可將連接線、控制盤互換判斷其是否損壞。若控制盤數(shù)據(jù)顯示為：

CDP312（R） PANEL Vx.xx

……………

光標不停地閃爍，則表示變頻器主板損壞，變頻器需換新。若連接線、控制盤互換后該控制盤仍然不亮，就應(yīng)該對進線側(cè)三個快速熔斷器進行檢查，若其工作狀態(tài)正常，便可確定故障點在變頻器RMIO控制板上，需立即換新RMIO控制板。

1.3.3 觀察控制盤顯示內(nèi)容，警告及故障顯示分別如下：

變頻器型號、容量：

ACS800-01-0070-3 ACS800-01-0070-3

警告或故障的英文：

***WARNING*** ***FAULT***

警告或故障內(nèi)容：

DC BUS LIM（3211） MOTOR STALL（7121）

（3211）表示警告或故障對應(yīng)的號碼。（下文將具體闡述各種警告、故障對應(yīng)的中文解釋。）

1.3.4 控制盤顯示的內(nèi)容中，SPEED速度、CURRENT電流、TORQUE轉(zhuǎn)矩對于故障類型的判定及定位十分重要，因此必須嚴格檢查這幾項內(nèi)容。

2 采煤機變頻的常見故障及處理方法

2.1 牽引間斷

2.1.1 故障現(xiàn)象。采煤機運行時停止牽引，截割和油泵電機正常運行，牽引電機無法二次啟動，顯示屏無故障顯示，重復(fù)操作時出現(xiàn)故障消失牽引正常現(xiàn)象。

2.1.2 故障分析。認真觀察故障發(fā)生時，顯示屏顯示兩變頻器都沒有直流母線電壓通過，而且變頻器控制盤無故障顯示，這說明變頻器屬非故障停車，無直流母線電壓，初步判定變頻器電源或整流部分出現(xiàn)了故障。

2.1.3 現(xiàn)場檢查及處理。①打開變頻器快速熔斷器檢查其能否正常使用。②拆開變頻器的電源輸入線，檢查整流部分，先確定變頻器內(nèi)部直流電源的N、P兩端，調(diào)節(jié)萬用表電阻到x10檔，P端連接紅表棒，R、S、T端分別連接黑表棒，阻值大致平衡，約為幾十歐。然后P端連接黑表棒，R、S、T端分別連接紅表棒，由此得到的阻值便接近于無窮大。完成上述操作后，再將N端與紅表棒連接，重復(fù)上述連接操作，若得到的結(jié)果相同，則初步判定故障點不在變頻器整流部分。③檢查變頻器外圍電路。兩個變頻器電源并聯(lián)，故障幾乎同步發(fā)生，因此初步鎖定三個故障點：變壓器、接觸器、電源連接端子。為了保障井下安全操作，煤安規(guī)程明令禁止除專業(yè)檢修人員以外的工人在未切斷設(shè)備工作電源的情況下自行開蓋檢修井下設(shè)備。若設(shè)備出現(xiàn)故障，可通過排除法一一排查故障點，檢查變壓器引出線柱及連接端子是否燒損、虛接，甩開變頻器送電接觸器，變頻器直接通電試運行，徹底排除設(shè)備故障。然后拆解接觸器，發(fā)現(xiàn)接觸器吸合線圈的整流電路中有一處虛接的整流管，因此接觸器吸合力達不到設(shè)計要求，變頻器也就無法通過接觸器正常接收三相電源，導(dǎo)致采煤機出現(xiàn)間斷不牽引的問題。④接觸器換新，排除故障。

2.2 不牽引

2.2.1 故障現(xiàn)象。交接班之前采煤機正常運行，交接班后采煤機重新通電，機組不能牽引，加速裝置無法給定速度，顯示變頻器通訊故障。

2.2.2 故障分析。通訊故障通常涉及兩種狀況：①主控PLC或變頻器故障；②主控PLC與變頻器的通訊電纜故

障。當其他控制功能無故障時，可基本斷定故障點在主控PLC與變頻器的通訊電纜處。

2.2.3 現(xiàn)場檢查及處理。井下設(shè)備開蓋檢查，發(fā)現(xiàn)1號、2號變頻器工作狀態(tài)穩(wěn)定，但無法聯(lián)機運行。1號作主機，1號工作狀態(tài)穩(wěn)定，2號不工作，無故障顯示；2號作主機，兩個變頻器都不工作，顯示通訊故障。查看通訊光纖無故障。對1、2號變頻器進行故障檢測，發(fā)現(xiàn)1號運行狀態(tài)穩(wěn)定，2號顯示FF52失去電動機參數(shù)，由此斷定故障點在2號。更換備用變頻器（3號變頻器）后，1、3號可以單機運行，但聯(lián)機運行不穩(wěn)定。聯(lián)機后，1、3號分別作主機時，主機運行狀態(tài)穩(wěn)定，但從機無法正常運行，且無故障顯示。因此，初步判定主機與從機的工作參數(shù)不一致。于是分別檢查了主機與從機的參數(shù)設(shè)置，結(jié)果一切正常。工程人員將3號變頻器主板換新，雖排除了故障，單機運行穩(wěn)定，聯(lián)機后3號變頻器作主機時能夠穩(wěn)定運行，作從機時不工作，且顯示從機通訊故障。由此進一步判定故障點出現(xiàn)在變頻器主從通訊模塊處，但通訊模塊換新后故障仍未排除，于是判定故障點在1號主板，1號主板換新后機組牽引故障徹底排除。原機組1、2、3號變頻器主板都存在結(jié)露現(xiàn)象，這是由于井下通風(fēng)條件不好，潮濕的空氣進入變頻器腔，設(shè)備工作時腔內(nèi)溫度升高，潮濕的空氣變成水蒸氣，停機后水蒸氣遇冷凝結(jié)成水珠附著在集成電路板上，設(shè)備再次通電電路板就會短路。為防止這一現(xiàn)象再次發(fā)生，變頻器內(nèi)的吸潮劑必須換新。

2.3 通訊故障

2.3.1 故障現(xiàn)象?？刂票P均顯示如下：

ACS800-01-0070-3

***FAULT***

COMM MODULE（7510）

2.3.2 故障分析。當兩個控制盤均顯示以上內(nèi)容時，則可以判斷是主變頻器沒有接到調(diào)用主用戶命令，兩臺變頻器均變?yōu)閺挠脩艉?，都在等待主變頻器給它發(fā)送指令。當只有一個控制盤顯示以上內(nèi)容時，則要對主從通訊光纖及通訊模塊RDCO-03或02進行檢查。采煤機工作時振動幅度較大，可能使通訊模塊RDCO-03或02松動。

2.3.3 現(xiàn)場檢查及處理。檢查PLC到主變頻器X22端子的連線特別是圖紙中注明“調(diào)宏”的那根線，如有問題更換這根線。采取更換的方法判斷通訊模塊是否損壞，如果損壞更換通訊模塊。

2.4 逆變模塊輸出故障

2.4.1 故障現(xiàn)象。逆變電路輸出突發(fā)故障后，設(shè)備顯示短路故障。

2.4.2 故障分析。當變頻器驅(qū)動電路故障或電纜、電機損壞，會導(dǎo)致逆變模塊損壞。

2.4.3 現(xiàn)場檢查及處理。檢測逆變電路運行狀態(tài)是否正常。先將萬用表的紅表筆與直流電源的正端接觸，黑表筆分別與U、V、W端接觸，所測得的電阻值應(yīng)達到幾十歐姆，且各相阻值幾乎無差別，反相應(yīng)為無窮大，則判定逆變模塊運行穩(wěn)定，反之則模塊被損壞。檢查并排除上述故障后，更換IGBT模塊。

3 變頻器使用和維護

3.1 定期檢查和維護 待印刷板的電荷指示燈熄滅后開始對設(shè)備進行檢查與維護。借助萬用表等儀器對變頻器主回路端子間P、N的電壓進行量測，確保其不超過DC30V后再開始后續(xù)工作。①查看冷卻系統(tǒng)運行狀態(tài)，將空氣過濾器清理干凈。②查看緊固螺栓、螺釘?shù)染o固部位，如有松動應(yīng)立即旋緊。③查看導(dǎo)體、絕緣體，及時更換破損、老化或嚴重腐蝕的元部件。④查看端子排有無故障，確保其不粗糙、不破損。⑤測試絕緣電阻：a通過兆歐表對外部回路絕緣電阻施測時，必須全部拆掉變頻器端子，確保變頻器不受測試電壓的干擾；b通過兆歐表對變頻器機身絕緣電阻施測時僅在主回路中實施，將變頻器接線拆掉，W、V、U、R、T、S各端子全部短路，借助500VDC兆歐表對其與接地端子之間的電阻施測，電阻值應(yīng)大于5MΩ；c宜采用萬用表的高阻檔對控制回路的通斷施測，而不宜采用兆歐表與蜂鳴器。⑥及時更換損壞或老化的零部件（如接觸器、冷卻風(fēng)扇及濾波電容器）。⑦每隔一段時間需指派專人清理變頻器，使設(shè)備內(nèi)部保持清潔、干燥。⑧控制電壓要根據(jù)設(shè)備運行參數(shù)而定。另外要開展順序保護動作試驗，以確保保護回路、顯示回路穩(wěn)定運行。⑨變頻器單機運行時輸出電壓的平衡度應(yīng)符合設(shè)計要求。⑩檢查逆變器模塊和整流橋模塊：a萬用表的電阻測量檔設(shè)定為1Ω；b將連接外部連接的電源線（R、S、T）及電機連接線（U、V、W）拆掉；c在變頻器的端子排R、S、T、U、V、W、P、N處，交換萬用表的極性對其導(dǎo)通狀態(tài)施測。若萬用表顯示電阻值為幾十歐，則為導(dǎo)通；萬用表顯示∞值表示不導(dǎo)通。施測時，必須選擇型號符合模塊類型的萬用表，所測得的電阻值各不相同，如果各項阻值幾乎無太大差異，則斷定導(dǎo)通狀態(tài)良好。

3.2 使用維護及注意事項 ①采煤機啟動前先查看冷卻水的水量與水壓，確保通水后再啟動煤機。②采煤機停機操作順序：停止牽引→關(guān)停整機電源。切斷牽引裝置的電源后，當變頻器指示燈完全熄滅后才能再次供電。③切斷變頻器與牽引電機的連接電纜后，再對牽引電機的絕緣狀態(tài)進行檢查，以免損壞變頻器。④在設(shè)備維護階段，為防止靜電等一系列因素的干擾，主電源斷電超過5分鐘，且電路電容放完電才能對設(shè)備進行維護。靜電干擾是ACS800變頻器控制電路板故障的誘發(fā)因素，在設(shè)備檢修維護的過程中要特別注意這一細節(jié)。⑤在維護和檢修變頻器時，為防止變頻器遭受永久性破壞，嚴禁將變頻器主電源與輸出端子相連。⑥開蓋檢修的過程中，要重點檢查元件外觀，確保其外觀無異常，電解電容不變形，不漏液，充電電阻無過熱現(xiàn)象，導(dǎo)線導(dǎo)通狀態(tài)正常，絕緣體無腐蝕、老化現(xiàn)象，及時擰緊松脫的螺釘和螺栓。⑦井下粉塵量和空氣濕度較大，容易侵蝕變頻器集成電路板破壞其導(dǎo)通功能。因此井下作業(yè)必須采取一定的防潮除塵措施，并且變頻器腔內(nèi)的吸潮劑要定期換新，不宜在粉塵量超標的情況下開啟防爆殼蓋。

4 結(jié)語

采煤機變頻器屬于采煤機核心部件，對其進行維護和檢修不僅需要一定的專業(yè)技術(shù)，而且操作復(fù)雜。處理事故時除了熟悉故障的類型和特點，還必須高度關(guān)注各種顯示，熟練掌握操作工序，以靈活應(yīng)對各類突發(fā)狀況。維護時先理清思路，按部就班地進行拆卸工作。要擴大事故范圍，通過現(xiàn)象分析，準確定位故障點。加強維護和保養(yǎng)，積累豐富現(xiàn)場經(jīng)驗，確保采煤生產(chǎn)的正常進行。

參考文獻：

[1]王泰基.淺談連續(xù)采煤機機載變頻器的抗干擾措施[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2010（26）.

[2]周少金.降低變頻故障停機率，提高節(jié)能效果[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2012（11）.

[3]劉軍，王忠賓，牛可，朱雯川.電牽引采煤機變頻牽引單元全參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2011（03）.