WK—35電鏟DC母線過壓、欠壓故障原因分析及解決辦法

母占霞

摘 要：文章從主從AFE的外圍電路出現(xiàn)某些問題，主從AFE電源接觸器在運行中斷開，AFE的電源的電壓超出了規(guī)定的運行范圍，主從AFE的某些參數(shù)不正確這幾個方面原因出發(fā)，闡述了WK-35電鏟DC母線過壓、欠壓故障具體解決辦法。

關(guān)鍵詞：WK-35電鏟；主從AFE；DC母線；逆變器

1 前言

WK-35電鏟由太原重型機(jī)械廠制造，單斗容量35m?，驅(qū)動部分采用西門子masterdrives 6SE70變頻器。其電源部分采用主從兩個AFE輸出并聯(lián)，逆變部分采用IGBT作為開關(guān)元件組成PWM脈寬調(diào)制逆變器。通過總線PROFIBUS-DP與電鏟輔助部分西門子STEP7-300PLC的通訊，完成對電鏟各部驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動。WK-35電鏟在運行過程中，有時會頻繁的出現(xiàn)惱人的DC母線過壓或欠壓故障。

2 故障原因及解決辦法

2.1 主從AFE的外圍電路出現(xiàn)某些問題

高壓啟動后，真空接觸器一閉合的常開輔助觸點通過PLC輸送給主、從AFE一個信號，在與PLC通訊等正常情況下，主從AFE會由開機(jī)封鎖轉(zhuǎn)為開機(jī)準(zhǔn)備就緒狀態(tài)。系統(tǒng)運行過程中，若真空接觸器該觸點接觸不良或相關(guān)電路出現(xiàn)問題，主從AFE與PLC通訊出現(xiàn)不良時，AFE將故障關(guān)機(jī)停止工作。此時系統(tǒng)若處于電動狀態(tài)，AFE及逆變器會報DC母線欠壓故障；系統(tǒng)若處于發(fā)電狀態(tài)，若制動單元沒有投入運行，AFE及逆變器會報DC母線過壓故障。

解決辦法：

將主從兩AFE的參數(shù)P555、P556、P557的數(shù)值改為1后，兩AFE的運行不再受真空接觸器輔助觸點的控制，這時AFE控制部分通電后就會直接進(jìn)入系統(tǒng)準(zhǔn)備好009狀態(tài)。讓電鏟運行工作，觀察這個故障是否還在繼續(xù)出現(xiàn)。如果故障不再出現(xiàn)，說明故障是AFE的外圍電路出現(xiàn)問題引起的。檢查真空接觸器相關(guān)的輔助觸點及該觸點到PLC輸入的線路連接，由該點所控制的PLC輸出到相應(yīng)AFE的線路連接，必要時考慮更換PLC相應(yīng)的輸入輸出模塊。

檢查AFE自身及其相連的上一級站的DP插頭的線路接線，必要時考慮更換DP頭及CBP板。

2.2 主從AFE的電源接觸器在運行中斷開

啟動AFE后，繼電器K4吸合，母線電容開始預(yù)充電。當(dāng)母線電壓達(dá)到規(guī)定的預(yù)充電電平，CUSA發(fā)送給電壓探測板VSB一個信號，使VSB上控制AFE的電源接觸器線圈的小繼電器吸合，VSB上與該繼電器常開觸點相連的接線頭X2的1號和3號連通，使繼電器K10閉合，繼電器K7閉合，AFE的電源接觸器閉合。若AFE的電源接觸器線圈這控制回路中的某一器件出現(xiàn)問題，都將導(dǎo)致運行中的AFE的電源接觸器線圈斷電，出現(xiàn)主從AFE或DC母線欠壓、過壓故障。

解決辦法：

運行中AFE的電源接觸器線圈頻繁出現(xiàn)斷電現(xiàn)象，一般來說，在AFE啟動時也應(yīng)時常出現(xiàn)該接觸器不吸合或吸合后又?jǐn)嚅_的情況。可先檢查主從兩AFE之間的通訊是否正常，它們之間的通訊不正常，也會導(dǎo)致主從AFE的電源接觸器斷開。此種情況呈現(xiàn)的故障現(xiàn)象一種為主或從AFE的PMU上報出F079，而在其他的逆變器上報出DC母線欠壓或過壓故障，另一種為主或從AFE及其它逆變器同時報出DC母線欠壓或過壓故障。在不啟動高壓真空接觸器的情況下，在主AFE的操作盤PMU上，將參數(shù)P554的值由1001改為1010，將主從兩AFE的參數(shù)P555、P556、P557的數(shù)值都改為1，以保證主從AFE都處于開機(jī)準(zhǔn)備就緒009狀態(tài)，按動主AFE的操作盤PMU上的啟動鍵，若主從兩AFE之間的通訊正常，主從AFE的操作盤PMU上應(yīng)同時顯示010，此時由于高壓沒有啟動，盡管繼電器K4吸合，但沒有預(yù)充電，最后在主從AFE的操作盤PMU上會報F002故障，此屬于正常現(xiàn)象。若通訊不正常，或盡管上面檢測證明主從AFE之間的通訊沒有問題，但對其是可能造成原因的懷疑仍無法排除時，可先用酒精清洗主從AFE的SCB板的光電轉(zhuǎn)換器的插座及光纜頭，必要時要考慮更換主從AFE的SCB板。

接下來分別單獨啟動主從AFE，以檢查主從AFE的電源接觸器線圈的控制回路是否正常。對于主AFE，將主AFE的參數(shù)P554的值由1001改為1010，為避免從AFE啟動，將從AFE的參數(shù)P554的值由4501改為1010，P587的參數(shù)值由1改為0，或?qū)554的值與P587的值只改變一個，在啟動高壓后，按動主AFE的操作盤PMU上的啟動鍵，主AFE的操作盤PMU上，應(yīng)顯示900多伏的電壓。對于從AFE的單獨啟動，使從AFE的參數(shù)P554的值由4501改為1010，P587的參數(shù)值由1改為0，在啟動高壓后，按動從AFE的操作盤PMU上的啟動鍵，從AFE的操作盤PMU上，應(yīng)顯示900多伏的電壓。反復(fù)啟動幾次，看是否有異常的情況出現(xiàn)。如果在單獨啟動主從AFE的過程中，存在AFE的電源接觸器不吸合或偶爾不吸合的情況，為了進(jìn)一步的分清是繼電器K10、K7的問題還是相關(guān)控制板塊的問題，可在高壓不啟動的情況下，人為的將VSB上的接線頭X2的1號和3號端子連通，若繼電器K10、K7正常，此時AFE的電源接觸器會閉合，反復(fù)測試幾次。繼電器K10、K7沒問題，導(dǎo)致的原因很可能就是相關(guān)的板塊、板塊間的線路連接出現(xiàn)了問題。首先應(yīng)檢查板塊間線路的連接是否正常，必要時考慮更換相關(guān)的板塊。若試驗過程中沒有出現(xiàn)上面所述的異常現(xiàn)象，但又不能排除故障產(chǎn)生的原因與這些器件絕對無關(guān)的懷疑，可直接嘗試將繼電器K10、K7更換或?qū)⑾嚓P(guān)觸點短接，嘗試逐個更換相關(guān)的板塊，直至相關(guān)連的部件被徹底排查。這里要說的是，電源板PSU出現(xiàn)故障以及主從AFE的24伏電源的開關(guān)接觸不良也是導(dǎo)致該故障的常見原因之一。

此外，主從AFE的電源接觸器長期運行過程中，也會出現(xiàn)主觸點接觸不良的現(xiàn)象，導(dǎo)致運行中的主從AFE或DC母線出現(xiàn)過壓、欠壓故障。

2.3 AFE的電源的電壓超出了規(guī)定的運行范圍

AFE的電源電壓的波動上限為+10%，下限波動為-35%，但持續(xù)的時間不能超過1分鐘，超過了這個限制，AFE的PMU操作屏上就可能報AFE電源電壓過壓（F003）、AFE電源電壓欠壓（F004或F009）或者DC母線過壓（F006）、欠壓（F008）故障。

解決辦法：

利用萬用表檢查主變二次電壓，根據(jù)檢測的結(jié)果若懷疑是因為AFE的電源的電壓超出了規(guī)定的運行范圍而導(dǎo)致時，可改變主變一次電壓分接頭來使AFE的電源的電壓滿足要求。如果懷疑是因主變一次或二次某處線路虛接導(dǎo)致AFE電源出現(xiàn)欠壓（F004或F009）或DC母線欠壓（F008）故障時，可用帶有電流探頭的雙蹤示波器，在電鏟工作時分別觀察主從兩AFE的電源電流波形，正常的情況下，兩AFE三相電流的波形應(yīng)當(dāng)是對稱的三相正玄波。如果兩AFE的電流波形不是對稱三相正玄波，且兩AFE對應(yīng)相的電流波形相同，說明主變壓器的一次線路某處有問題，應(yīng)對主變壓器一次線圈及其所連的高壓線路的連接進(jìn)行檢查。如果兩AFE的電流波形只是其中的一個不正常，則表明問題應(yīng)當(dāng)是其AFE本身及相連的主變壓器的二次繞組線路有問題，首先應(yīng)對該AFE的電源線路進(jìn)行檢查。若主變二次繞組及線路正常，可應(yīng)用測試盒對該AFE各IGBT等進(jìn)行檢測，若IGBT檢測結(jié)果正常，問題應(yīng)是IGBT的控制電路出問題所導(dǎo)致，更換相關(guān)的控制板塊，直至三相電流波形對稱。

2.4 主從AFE的某些參數(shù)不正確

主從AFE內(nèi)的某些參數(shù)設(shè)置不正確，可能造成電鏟工作過程中，出現(xiàn)DC母線報出欠壓或過壓故障。

解決辦法

重輸主從AFE參數(shù)。

3 結(jié)束語

母線過壓或欠壓故障是WK-35電鏟運行過程中出現(xiàn)的次數(shù)較為頻繁問題，對該問題若沒有一個全面正確的認(rèn)識，處理時常使人們陷入深深的困惑之中，幾天都不能將其徹底解決。這里將其整理歸納展示給維修人員，目的是為今后這種故障的維修能起到一個參考和借鑒的作用，對提高檢修效率，提高設(shè)備的出動率也是本文的意義所在。

參考文獻(xiàn)

[1]WK-35電鏟隨機(jī)資料。