電牽引采煤機電氣維護與故障診斷分析研究

摘 要：采煤機是具有截煤、破煤、碎煤及裝煤功能的機械，是綜合機械化采煤設備的核心，其工況性能的穩定性、可靠性直接制約著礦井生產。采煤機故障一般可劃分為機械傳動故障、液壓系統故障、電氣系統故障，機械傳動故障、液壓系統故障相對于電氣系統故障從故障的表現性型式上來講，比較直觀，較易分析處理。研究電牽引采煤機電氣系統的維護及故障分析，是提高采煤機穩定性、可靠性的有效手段，對于降低采煤機突發故障、縮短采煤機故障處理時間、提高礦井綜采工作面開機率，保障礦井生產任務有著非常重要意義。

關鍵詞：電牽引采煤機 維護 故障分析 開機率

中圖分類號： TD42 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（b）-0000-00

陳家山煤礦自2002年開始使用西安煤礦機械有限公司生產的交流電牽引采煤機，現主要使用機型為MG300/700-WD、MG300/730-WD1兩種機型，本文以MG300/730-WD型電牽引采煤機（以下簡稱采煤機）為例，結合采煤機使用維護實踐，重點探討研究電牽引采煤機的電氣維護及電氣故障診斷相關內容，希望對從事煤礦綜采設備管理的人員有一定的借鑒價值。

1 采煤機電氣控制系統簡介及組成

1.1 電氣控制系統簡介

MG300/700-WD型采煤機是一種多電機驅動，電機橫向布置，交流變頻調速無鏈雙驅動電牽引采煤機，采煤機由左、右牽引部，聯接框架、左、右搖臂及滾筒組成。其電控控制系統結構上由三個獨立的電控箱共同組成，系統上采用了可編程控制器（PLC），直接轉矩（DTC）變頻調速技術和信號傳輸技術，來共同控制兩臺300KW的截割電機，兩臺40KW的牽引電機、一臺7.5KW的泵電機運行狀態，使采煤機控制和保護性能得到了進一步的完善，操作方便、可靠。牽引驅動系統采用了“一拖一”，即兩個變頻器分別拖動兩個牽引電機，提高了采煤機牽引行走的可靠性。

1.2 電氣控制系統結構組成介紹

電氣控制系統有三個獨立的電控箱組成，分別是開關箱、變頻器箱、變壓器箱。

其中開關箱作用是將1140V的電源引入采煤機并將電源進行分配，其主要組成部分為兩個接線腔、一個隔爆腔和兩個隔離手把。隔爆腔內安裝有2臺GM2-400隔離開關和1臺控制變壓器（1140V/220V，42V），隔離開關用來控制截割電機主回路，控制變壓器輸出220V為PLC及非本安開關電源供電；42V為本安電源模塊供電，本安電源模塊輸出DC12V為左右端頭站供電。

變頻器箱由一個隔爆腔和一個接線腔組成，隔爆腔在前，接線腔在后，隔爆腔底面有冷卻水槽，安裝有2臺水冷式ABB變頻器。接線腔通過2個9×25mm2的過線組和3個21芯過線組與隔爆腔相連，2個2個9×25mm2的過線組的主要作用是引入變頻器的進線和引出變頻器的出現。該箱體正面有兩個蓋板，左面蓋板上安裝有14個操作按鈕，用于控制采煤機動作，右面蓋板上安裝有中文顯示窗，可實時顯示采煤機的工作參數、工作狀態及信息，同時，2臺變頻器的參數顯示窗也安裝在該蓋板上，顯示變頻器的工作狀態及故障原理。

變壓器箱由前面的一個隔爆腔和后面的一個接線腔組成。隔爆腔頂面有一個大蓋板，底面和兩側面有冷卻水槽，變壓器安裝在隔爆腔內。變壓器箱的主要作用是將～1140V電源引入，并變成～400V為兩個變頻器提供電源。

同時，該煤機電控系統具有截割電機恒功率自動控制保護、過零保護、電機溫度保護、瓦斯保護、變壓器溫度保護、變頻器故障保護。

2 采煤機常見電氣故障診斷及處理方法

下面我簡單介紹一下采煤機故障處理方法：

2.1 采煤機啟動先導回路故障分析及處理方法：

（1）按下“啟動“按鈕，整機不動作故障分析及處理方法是：檢查啟動二極管是否擊穿或斷路，檢查各電機的溫度保護線接點是否閉合，檢查蓋板其、停按鈕及其連接線，檢查進線電纜是否斷線、檢查順槽電氣控制開關是否正常。

（2）啟動后，機組不能自保故障分析及處理方法是：檢查PLC相應輸出指示燈亮否；檢查控制變壓器高、低壓保險是否熔斷；若通過繼電器自保，檢查自保繼電器吸合是否正常；檢查瓦斯是否超限；若有端頭站，檢查端頭站是否誤發“總?！毙盘?；檢查蓋板上總停按鈕及其線路是否誤動作；檢查變壓器、截割電機是否溫度超限。

2.2 采煤機搖臂升降系統故障分析及其處理方法

（1）開機后搖臂自動上升或下降故障分析及處理方法是：檢查PLC輸入部分是否有接點粘連等現象造成誤動作；檢查PLC輸出繼電器是否正常工作；檢查電磁閥及其線路；檢查電磁閥閥芯是否堵卡，以致不能回到中位；檢查制動閥閥芯是否堵卡，以致不能回到中位。

（2）搖臂升降不動作故障分析及處理方法：檢查按鈕、遙控器等PLC輸入信號是否正常，可以通過PLC輸入指示燈來判斷；檢查PLC輸出是否正常；檢查電磁閥工作電源是否正常；檢查液壓系統壓力，管路等是否正常；檢查電磁閥線圈是否短路、開路，可用正常的一路來“替換”查找。

2.3 采煤機不牽引故障原因分析及處理方法：根據采煤機牽引送電回路的情況，檢查各控制按鈕觸電、牽引真空接觸器、牽引控制電路模塊；檢查是否是過載、過流保護；檢查電機是否完好；檢查變頻系統是否存在故障；檢查牽引啟動控制回路是否正常。

2.4 瓦斯斷電儀、傳感器故障分析及處理方法：

（1）瓦斯斷電儀顯示值不準確故障分析及處理方法，更換瓦斯斷電儀，及時聯系廠家或有資質的部門進行調校。

（2）開機不自保，再開機顯示瓦斯超限故障分析及處理方法，如煤機周圍瓦斯沒有超限，檢查瓦斯傳感器是否處于開路或短路狀態；瓦斯傳感器誤動作，更換瓦斯傳感器。

本文以MG300/730-WD型電牽引采煤機（以下簡稱采煤機）為例，結合采煤機使用維護實踐，重點探討研究電牽引采煤機的電氣維護及故障分析相關內容；同時，考慮研究電牽引采煤機電氣系統的維護及故障分析，是提高采煤機穩定性、可靠性的有效手段，對于降低采煤機突發故障、縮短采煤機故障處理時間、提高礦井綜采工作面開機率，保障礦井生產任務有著非常重要意義。鑒于此，希望本文對從事煤礦綜采設備管理的人員有一定的參考價值。

參考文獻

[1] 張軍輝.我國煤礦采煤機的研制現狀以及發展[J].煤礦機械.29（3）；1—3.