WK-35電鏟AFE柜檢查及常見啟動故障分析

皮海平

（江西銅業集團公司 德興銅礦，江西 德興 334224）

WK-35電鏟AFE柜檢查及常見啟動故障分析

皮海平

（江西銅業集團公司 德興銅礦，江西 德興 334224）

隨著德興銅礦采礦日生產量13萬t擴能,2010年首次購買了WK-35型電鏟,與以往的2300XPA/C電鏟相比,最大的區別就是其控制系統采用了更先進的交流變頻調速系統。簡要介紹了變頻調速系統的組成及工作原理。在生產實踐中積累了大量的維修經驗，詳細闡述了AFE柜的上電檢查內容及常見啟動故障解決措施。

WK-35電鏟；AFE柜；檢查；啟動過程；故障說明；解決措施

1 引言

隨著德興銅礦日處理量13萬t生產擴能和露天礦山特大型設備的國產化，2010年首次購買了太原重工集團自主生產制造的WK-35型電鏟，其斗容為35m3。該電鏟采用目前世界上最先進的交流變頻調速系統［1］，它具有調速范圍大且連續，可以與直流調速相媲美，容易實現正反轉切換，啟動電流小，可頻繁啟動與制動的優點［2］。為了充分發揮新設備的生產效率，降低設備的故障率，減少維修時間，掌握AFE柜的上電前檢查及常見啟動故障快速處理是有必要的。

2 WK-35型電鏟變頻調速電控系統

2.1 WK-35型電鏟的變頻調速系統由三個部分組成（1）人機界面；

（2）PLC；

（3）AFE變頻傳動。

2.2 整流回饋單元AFE（Active Front End）特點

（1）AFE［5］可從公用電網獲取清潔（無諧波干擾）的交流能源。

（2）AFE允許功率因數可調。

（3）AFE可以在電壓極度下降期間，輸出電壓仍可平穩過渡。

（4）AFE可使變頻器具有極佳的動態響應,能適應伺服驅動的快速負載變化特性。在弱磁范圍內，還可以承受類似負載沖擊這樣的苛刻條件，DC母線上的波紋可忽略不計，從而可延長電容器的壽命和減少電機的轉矩波動。

（5）AFE可使變頻器具有4象限運行能力，電動和發電狀態之間可以相互平滑轉移。（6）具有100%的能量再生能力。（7）無換相故障。

WK-35型電鏟變頻調速傳動系統，采用AFE主從并聯，公共直流母線掛多個逆變器，實現行走、回轉、提升、推壓功能，WK-35采用2臺AFE并聯。傳動系統示意圖見圖1［3］。

圖1 傳動系統示意圖

3 AFE柜上電前的檢查

3.1 進線柜檢查

（1）測量進線快熔有無損壞；

（2）主開關能否正常開閉（手柄易壞）；

（3）主接觸器是否正常（觸點是否動作靈敏，可以采用單接220V電源進行測試）；

（4）控制回路開關能否正常通斷；

（5）進線電抗器絕緣是否可靠；

（6）上電前對主開關前端進線進行絕緣測試；

（7）校線。

3.2 濾波柜檢查

（1）預充電接觸器K4檢查（觸點動作是否正常，有無粘連；輔助觸點接線，有無虛接）；

（2）濾波接觸器K7檢查（更換K4、K7之后特別注意進線、出線順序以及輔助觸點接線）；

（3）預充電電阻阻值測量（K4的下端和K7的上端之間）；

（4）濾波電容（電容檔測角接電容值、電阻檔有無充放電；電阻標定值）；

（5）R7、R8、R9阻尼電阻（0歐姆）；（6）電抗器絕緣；

（7）VSB板（重點檢查接線）；

（8）24V變壓器（抽頭）；

（9）風機。

3.3 變頻柜檢查

（1）AFE變頻柜同等功率的逆變柜保險有無損壞；

（2）主回路檢查（直流母線之間、直流母線與三相輸出之間、三相輸出之間、直流母線以及三相輸出分別對外殼有無短路，必要時五點短接對外殼進行絕緣測試）；

（3）IGBT功率模塊靜態檢查（直流母線對三相輸出有二極管特性且阻值基本均衡）；

（4）端子以及光纖是否有松動；

（5）風機（機械盤動，測量偏轉電容和風機線圈的阻值，風機保險）；

（6）平衡電阻；

（7）VDU電阻；

（8）溫度傳感器。

4 AFE的啟動過程

當PMU給出ON指令時，X9的4-5端子吸合，K4線圈得電，預充電電阻接觸器吸合，三相進線經過預充電電阻，由AFE續流二極管整流，1s達到終值。CUSA X100 6-7端子開關量輸出2發出指令到VSB X3 1-5用于電網角度檢測回路，沒問題后發出主接觸器使能信號到X2 1-3，K10線圈得電，K10常開點閉合，K7線圈得電，濾波接觸器吸合，K10，K7吸合后，主接觸器K1，K2，K3線圈得電［4］，主接觸器吸合500ms后，預充電接觸器斷開，啟動過程結束。AFE啟動過程主電路見圖2，AFE啟動過程控制電路見圖3，AFE啟動過程流程見圖4。

圖2 AFE啟動過程主電路

圖3 AFE啟動過程控制電路

圖4 AFE啟動過程流程圖

5 AFE啟動中常見故障分析與處理

5.1F002

（1）故障說明：在預充電時間2s內，直流母線電壓未達到最小限值660V。

（2）解決措施：①檢查電網電壓，是否低于設定值P071=660V；②檢查最大預充電時間（P326），是否為2s。

5.2 F004

（1）故障說明：在輸入端子上的電壓小于響應閾值（在運行時的P074和在預充電的P071的50%）如果輸入電壓小于P071的80%和如果產生F013，則激活電網欠電壓故障。如果在傳動系統啟動后（第一次）立即產生故障，則相序可能不正確。電網總是按順時針相序來連接［6］。

（2）解決措施：①檢查電網電壓，運行時是否低于欠電壓響應閾值P074=429V；②檢查電壓相序。

5.3 F039

（1）故障說明：在直流母線預充電期間已檢測出接地故障。

（2）解決措施：檢查所連接的逆變器最大功率是否大于4×AFE變頻器功率。如果不是，檢查直流母線是否短路。

6 結語

WK-35電鏟雖然采用先進的變頻控制技術，

但是必須定期檢查AFE柜和掌握快速解決變頻調速系統頻繁出現故障的方法及措施,才能保證其穩定高效運行發揮其高效率特點。

［1］王兆安, 黃俊. 電力電子技術[M]. 北京: 機械工業出版社, 2005:60-75.

［2］陳伯時. 電力拖動自動控制系統[M]. 北京: 機械工業出版社, 2006:100-110.

［3］苗根蟬, 劉曉星. WK-35電鏟的電氣故障類型與自診斷系統[J]. 機械工程與自動化, 2010(6):125-127.

［4］陳才. 6SE70變頻器AFE在WK35電鏟上的應用及故障分析[J]. 科技風, 2013(22):84,88.

［5］李兆軒. Masterdriver在WK-35電鏟中的應用[J]. 露天采礦技術, 2013(11):49-51.

［6］孟曉芳, 李策. 西門子系列變頻器及其工程應用[M]. 北京： 機械工業出版社, 2008:98-100.

Analysis on WK-35 Shovel AFE Cabinet Inspection and Common Start Fault

PI Hai-ping
（Jiangxi Copper Corporation Dexing Copper Mine, Dexing 334224, Jiangxi, China）

With the day production capacity expansion of 130000 tons in Dexing Copper Mine, the WK-35 type shovel was first purchased in 2010, compared with the previous 2300XPA/C electric shovel, the biggest difference is more advanced AC variable frequency speed regulation system is used for control system. In this paper, the composition and working principle of variable frequency speed regulation system is briefly introduced. Accumulating a large amount of repair experience in practice, the content of power on inspection and common start fault solutions of AFE cabinet are elaborated.

WK-35 cubic shovel；AFE cabinet；inspection；start-up process；fault description; solutions

TD422.4

B

1009-3842（2015）01-0077-04

2015-01-12

皮海平（1981-），男，江西贛州人，學士學位，在職研究生，主要從事采礦設備電氣技術及設備管理工作。E-mail:xiebenshan111@163.com