電牽引采煤機(jī)變頻器主要故障分析與維修方法

馮濤

摘要：在我國(guó)采礦行業(yè)中，電牽引采煤機(jī)應(yīng)用廣泛。與此同時(shí)，采煤機(jī)變頻器在使用過(guò)程中受各方面因素的影響，容易出現(xiàn)相應(yīng)的故障問(wèn)題。本文對(duì)ACS800型變頻器進(jìn)行了故障分析，找出故障原因，并給出了相應(yīng)的維修方法以供參考。

關(guān)鍵詞：電牽引采煤機(jī);ACS800型變頻器;故障分析;維修方法

一、概述

為了適應(yīng)綜采工作面的高產(chǎn)量、高效率發(fā)展，電牽引采煤機(jī)作為一種常用的采煤設(shè)備被廣泛地應(yīng)用到采煤工作中，發(fā)揮著重要的作用。目前遼寧鐵法能源有限責(zé)任公司每年安裝的工作面約20個(gè)，除了兩個(gè)刨煤工作面，其余均采用電牽引采煤機(jī)采煤。電牽引采煤機(jī)牽引調(diào)速部分采用變頻器進(jìn)行控制，其使用的變頻器采用的是日本安川公司生產(chǎn)的H1000型變頻器或ABB公司生產(chǎn)的ACS800型變頻器。由于采煤工作環(huán)境惡劣，通風(fēng)差、濕度大，以及在現(xiàn)場(chǎng)使用過(guò)程中，操作、維護(hù)、保養(yǎng)、檢修不當(dāng)或電氣元器件本身老化等問(wèn)題，極易造成采煤機(jī)變頻器的損壞，進(jìn)而導(dǎo)致采煤機(jī)無(wú)法牽引工作。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，集團(tuán)公司各生產(chǎn)礦井每年采煤機(jī)變頻器的損壞量約12臺(tái)，損壞的變頻器需要返回主機(jī)廠家進(jìn)行維修，維修后的變頻器在整機(jī)調(diào)試時(shí)才能得到檢測(cè)。為了更好的保證采煤機(jī)控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行并解決變頻器外委修理檢修周期長(zhǎng)、檢修過(guò)程不可控、檢修后的變頻器無(wú)法單獨(dú)檢測(cè)等問(wèn)題，我公司開(kāi)始自主維修采煤機(jī)變頻器。在生產(chǎn)中維修ACS800型變頻器時(shí)，發(fā)現(xiàn)以下主要故障并采用相應(yīng)的維修方法進(jìn)行解決。

二、變頻器主要故障分析和維修方法

ACS800型變頻器主要由主電路和控制電路兩部分組成，其中主電路的基本結(jié)構(gòu)又包括整流電路、中間直流環(huán)節(jié)和逆變電路。

根據(jù)變頻器的結(jié)構(gòu)組成將其主要故障分為以下幾部分：

（1）整流電路中的整流模塊燒毀：導(dǎo)致整流模塊燒毀的原因與電源電壓和連接電機(jī)的出線電路有關(guān)。

a斷路導(dǎo)致的電源電壓不平衡。當(dāng)電源電路發(fā)生斷路故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電源電壓不平衡。此時(shí)，變頻器的輸入電流的峰值很大，有很大的可能會(huì)造成與變頻器連接的電纜過(guò)熱或者變頻器過(guò)壓、過(guò)流，進(jìn)而燒壞整流塊。

b短路導(dǎo)致的電源有沖擊電壓。因?yàn)椴擅簷C(jī)用的是中高壓供電，電壓電流很大，當(dāng)電源的開(kāi)關(guān)發(fā)生跳閘而停電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大、很快的沖擊電壓而變頻器又不能及時(shí)保護(hù)，會(huì)燒毀整流塊。

c牽引變壓器二次側(cè)繞組損壞或者匝間短路，造成變頻器供電電壓不穩(wěn)定，使整流塊燒毀。

維修方法：在維修過(guò)程中，對(duì)變頻器的各項(xiàng)保護(hù)功能進(jìn)行檢測(cè)，保證外接電源或者牽引變壓器二次側(cè)繞組發(fā)生故障時(shí)能夠及時(shí)起到保護(hù)作用。

（2）變頻器中間直流回路欠壓。故障原因是：變頻器供電電源缺相、快速熔斷器燒壞、或者整流模塊內(nèi)部故障損壞。

維修方法：檢查變頻器控制變壓器是否正常工作。檢查變頻器輸入端快速熔斷器是否燒壞，如若燒壞更換快速熔斷器。

（3）逆變電路中的逆變模塊燒毀：導(dǎo)致逆變模塊燒毀的原因在于牽引電機(jī)故障以及用兆歐表測(cè)量牽引電機(jī)的絕緣時(shí)，變頻器保護(hù)功能失去效果。

a牽引電機(jī)短路。由于牽引電機(jī)的絕緣降低、過(guò)流等等，使電機(jī)內(nèi)部線路發(fā)生短路，逆變器模塊會(huì)被燒毀。

b用兆歐表測(cè)量電機(jī)絕緣。在用兆歐表測(cè)量電機(jī)絕緣時(shí)，逆變模塊會(huì)接收到一個(gè)反向的電壓而被燒壞。

c連接電機(jī)的出線電路有故障。這種故障很常見(jiàn)，其中包括電機(jī)匝間短路、電機(jī)電纜絕緣老化等引起的變頻器輸出短路，變頻器沒(méi)有及時(shí)保護(hù)，這時(shí)逆變模塊也會(huì)被燒毀。

維修方法：在維修過(guò)程中，對(duì)變頻器的各項(xiàng)保護(hù)功能進(jìn)行檢測(cè)，保證電機(jī)、電纜發(fā)生故障時(shí)能及時(shí)保護(hù)。在測(cè)量牽引電機(jī)的絕緣時(shí)，必須把牽引電機(jī)和變頻器的連接電纜從電機(jī)端子上拆下來(lái)。

（4）控制電路中的故障。控制電路中的故障主要集中在以下幾個(gè)方面：接線腔進(jìn)入煤塵、進(jìn)入水氣，驅(qū)動(dòng)板故障。

a接線腔進(jìn)入煤塵、進(jìn)入水氣。由于采煤機(jī)工作在煤塵環(huán)境中，在生產(chǎn)作業(yè)時(shí)采煤機(jī)會(huì)噴出水霧來(lái)降塵，這樣，變頻器的接線腔始終處在一個(gè)多塵、潮濕的工作環(huán)境中。同時(shí)，由于采煤機(jī)在切割煤層過(guò)程中會(huì)不斷的振動(dòng)，使得接線腔端蓋密封效果變差，這樣煤塵、水氣進(jìn)入接線腔，接線端子間由于灰塵、水氣極易造成電氣間隙和爬電距離過(guò)小，進(jìn)而產(chǎn)生電弧和火花放電而被短路燒壞。

b驅(qū)動(dòng)板故障。驅(qū)動(dòng)板在使用過(guò)程中，光纖頭受到振動(dòng)會(huì)發(fā)生松動(dòng)、脫落。

維修方法：在維修時(shí)，緊固采煤機(jī)接線腔的端蓋，在日常維護(hù)過(guò)程中，定期打開(kāi)端蓋檢查里面有無(wú)灰塵、溢水，并除塵清理水氣，及時(shí)更換干燥劑。定期更換光纖電纜或光纖頭。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上對(duì)變頻器的分析，可以看出電牽引采煤機(jī)變頻器在維修過(guò)程中存在的故障點(diǎn)很多，對(duì)高效、高質(zhì)完成采煤工作有著很大的影響。為了保證變頻器穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，我們采用了相關(guān)的技術(shù)手段和維修方法，處理變頻器在使用過(guò)程中存在的故障問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]李宗喜.變頻器維修從入門到精通.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2019.

[2]咸慶信.變頻器電路維修與故障實(shí)例分析.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.