礦井提升機直流串聯(lián)12脈動故障分析

中圖分類號：TD534 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

摘要：脈沖調(diào)節(jié)是提升機電控直流調(diào)速系統(tǒng)的核心，在調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下，對脈沖部分的狀態(tài)做出快速準(zhǔn)確判斷，是解決問題的關(guān)鍵。本文結(jié)合實際，提出了兩種快速判斷脈沖故障的方法。

關(guān)鍵詞：提升機；直流調(diào)速；脈沖；判斷方法

大包莊硫鐵礦是座新建礦井，提升機型號為JKMD-2.8×4（Ⅰ）落地多繩提升機，采用平衡錘帶箕斗提升方式，直流電動機拖動。電動機容量為1250KW，轉(zhuǎn)速590rpm，電樞電壓660V，電樞電流2007A，磁場電壓220V，磁場電流33.9A。傳動系統(tǒng)采用SIMENS公司生產(chǎn)的兩臺6RA70作為控制裝置，一主一從。勵磁由一臺獨立6RA70直流調(diào)速裝置供電。組成磁場恒定，電樞反向，串聯(lián)12脈動直流拖動系統(tǒng)，原理框圖如下：

一、 故障現(xiàn)象

設(shè)備調(diào)試初期，先投入6脈動運行，后來將串聯(lián)12脈動投入工作，在箕斗為空的情況下，提升機運行后電動機會發(fā)出“吭、吭、吭”的聲音，電抗器夾雜著不協(xié)調(diào)地“翁翁”聲，接著就出現(xiàn)跳快開的情況。

二、 檢查分析

該現(xiàn)象都是在箕斗為空時出現(xiàn)，由于是帶平衡錘提升，空箕斗提升時，相當(dāng)于重物下放，調(diào)速裝置反組可控硅工作在逆變狀態(tài)；而當(dāng)空箕斗下放時，相當(dāng)于重物提升，仍是這組可控硅工作，不過是工作在整流狀態(tài)（1）。從故障情況看，有可能是觸發(fā)脈沖的問題。采用5只10K電阻接到電機電樞兩端，經(jīng)串聯(lián)接到電壓表上，分壓后接到示波器。當(dāng)上述異常情況出現(xiàn)時，很快就在示波器發(fā)現(xiàn)缺波頭，而且是兩個相鄰的波頭。如下圖：

根據(jù)示波器上波形，對可控硅主回路和觸發(fā)脈沖進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)脈沖線有虛接情況。經(jīng)過處理，調(diào)速系統(tǒng)至今運行良好。

三、缺脈沖情況分析

當(dāng)提升平衡錘時，變流器工作在整流狀態(tài)，電動機和電抗器出現(xiàn)異常聲音，這是由于主回路電抗不是無限大，在連續(xù)兩個晶閘管不導(dǎo)通的情況下，電流可能斷續(xù)，導(dǎo)致電流出現(xiàn)擺動造成的，波形如下圖：

當(dāng)下放平衡錘時，變流器工作在逆變狀態(tài)，若電感不夠大，電流產(chǎn)生斷續(xù)時，波形如下圖所示。

這種情況雖不一定立即會發(fā)生顛覆，但會產(chǎn)生電流波動。而且“電動機電流為零切變點”會隨著速度的提高，β角的減少而后移。隨著負(fù)載電流增大，在線路存在一定程度電感的情況下，逆變電壓的波形可能越過其峰值而不斷減小，一旦逆變電壓減小到一定值，甚至電源逆變電壓變正，與電動機極性相加，造成顛覆（2），產(chǎn)生過流跳快開，情況嚴(yán)重時，還會出現(xiàn)燒快熔的情況。

四、判斷脈沖故障的方法

在設(shè)備現(xiàn)場，當(dāng)電機出現(xiàn)異常聲音時，如果有示波器，通過示波器上的電壓波形，可以很快找到故障的原因。但是有一些設(shè)備現(xiàn)場，并沒有示波器，在分析這種情況時，就顯得力不從心。經(jīng)過多年的工作總結(jié)，在沒有示波器的情況下，通過檢查直流調(diào)速系統(tǒng)的運行參數(shù)也可以對脈沖系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行判斷。

（一）通過比較兩個裝置的觸發(fā)角來判斷?，F(xiàn)在礦井提升機直流調(diào)速系統(tǒng)，脈沖調(diào)節(jié)部分基本實現(xiàn)全數(shù)字調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)部分的數(shù)據(jù)都能通過面板和軟件讀出來。對于12脈動系統(tǒng)來說，正常工作時兩臺裝置的觸發(fā)角是一樣的。如果一個裝置出現(xiàn)缺脈沖的情況，其觸發(fā)角就會不一樣。因為在同一個負(fù)載情況下，比如說整流狀態(tài)，缺脈沖的那個裝置為了達(dá)到負(fù)載所需的速度，就會把觸發(fā)角往小的方向推，這樣就使缺脈沖裝置的觸發(fā)角比不缺脈沖裝置的觸發(fā)角小。這樣就可以判斷出是哪一個裝置有問題，經(jīng)過參數(shù)對比，還可以進(jìn)一步判斷是裝置的正組有問題還是反組有問題。

（二）通過裝置本身直流輸出回路電壓檢測值來判斷。直流調(diào)速裝置都有對直流輸出回路電壓檢測的功能，觀察該電壓值的突變情況也可以判斷裝置脈沖的情況。正常情況下，直流輸出回路的電壓是隨著速度給定的大小來變化的，但不管是高速還是低速，其數(shù)值和極性都不會在瞬間發(fā)生突變。在觸發(fā)脈沖缺失的情況下，該數(shù)值在某一瞬間會突然變大，且極性和正常狀態(tài)時的極性也不一致，對該參數(shù)進(jìn)行觀察，也可以判斷裝置脈沖的情況。

五、總結(jié)

直流傳動系統(tǒng)是整個礦井提升機電控系統(tǒng)的核心，保證脈沖系統(tǒng)正常工作，是整個傳動系統(tǒng)的關(guān)鍵。經(jīng)常檢查這幾個關(guān)鍵參數(shù)，可以為維護(hù)提供依據(jù)，使故障消失在萌芽狀態(tài)，確保提升機的安全運行。

參考文獻(xiàn)：

[1]顧永輝等，〈〈煤礦電工手冊第三分冊〉〉，北京：煤炭工業(yè)出版社，1999年，P384-P385

[2]孫樹樸、李明著，〈〈電力電子技術(shù)〉〉，徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1999年，P140-P143

作者簡介：袁守勝（1971-），男，河南鶴壁人，工程師，畢業(yè)于河南省義馬煤炭技工學(xué)校，現(xiàn)任國投河南新能開發(fā)有限公司機電運行車間主任。