WK—35電鏟DC母線過(guò)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(wèn)題，主從AFE電源接觸器在運(yùn)行中斷開(kāi)，AFE的電源的電壓超出了規(guī)定的運(yùn)行范圍，主從AFE的某些參數(shù)不正確這幾個(gè)方面原因出發(fā)，闡述了WK-35電鏟DC母線過(guò)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(dòng)部分采用西門(mén)子masterdrives 6SE70變頻器。其電源部分采用主從兩個(gè)AFE輸出并聯(lián)，逆變部分采用IGBT作為開(kāi)關(guān)元件組成PWM脈寬調(diào)制逆變器。通過(guò)總線PROFIBUS-DP與電鏟輔助部分西門(mén)子STEP7-300PLC的通訊，完成對(duì)電鏟各部驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。WK-35電鏟在運(yùn)行過(guò)程中，有時(shí)會(huì)頻繁的出現(xiàn)惱人的DC母線過(guò)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(wèn)題

高壓?jiǎn)?dòng)后，真空接觸器一閉合的常開(kāi)輔助觸點(diǎn)通過(guò)PLC輸送給主、從AFE一個(gè)信號(hào)，在與PLC通訊等正常情況下，主從AFE會(huì)由開(kāi)機(jī)封鎖轉(zhuǎn)為開(kāi)機(jī)準(zhǔn)備就緒狀態(tài)。系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，若真空接觸器該觸點(diǎn)接觸不良或相關(guān)電路出現(xiàn)問(wèn)題，主從AFE與PLC通訊出現(xiàn)不良時(shí)，AFE將故障關(guān)機(jī)停止工作。此時(shí)系統(tǒng)若處于電動(dòng)狀態(tài)，AFE及逆變器會(huì)報(bào)DC母線欠壓故障；系統(tǒng)若處于發(fā)電狀態(tài)，若制動(dòng)單元沒(méi)有投入運(yùn)行，AFE及逆變器會(huì)報(bào)DC母線過(guò)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(yùn)行不再受真空接觸器輔助觸點(diǎn)的控制，這時(shí)AFE控制部分通電后就會(huì)直接進(jìn)入系統(tǒng)準(zhǔn)備好009狀態(tài)。讓電鏟運(yùn)行工作，觀察這個(gè)故障是否還在繼續(xù)出現(xiàn)。如果故障不再出現(xiàn)，說(shuō)明故障是AFE的外圍電路出現(xiàn)問(wèn)題引起的。檢查真空接觸器相關(guān)的輔助觸點(diǎn)及該觸點(diǎn)到PLC輸入的線路連接，由該點(diǎn)所控制的PLC輸出到相應(yīng)AFE的線路連接，必要時(shí)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(jí)站的DP插頭的線路接線，必要時(shí)考慮更換DP頭及CBP板。

2.2 主從AFE的電源接觸器在運(yùn)行中斷開(kāi)

啟動(dòng)AFE后，繼電器K4吸合，母線電容開(kāi)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(cè)板VSB一個(gè)信號(hào)，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(kāi)觸點(diǎn)相連的接線頭X2的1號(hào)和3號(hào)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(wèn)題，都將導(dǎo)致運(yùn)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(guò)壓故障。

解決辦法：

運(yùn)行中AFE的電源接觸器線圈頻繁出現(xiàn)斷電現(xiàn)象，一般來(lái)說(shuō)，在AFE啟動(dòng)時(shí)也應(yīng)時(shí)常出現(xiàn)該接觸器不吸合或吸合后又?jǐn)嚅_(kāi)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(huì)導(dǎo)致主從AFE的電源接觸器斷開(kāi)。此種情況呈現(xiàn)的故障現(xiàn)象一種為主或從AFE的PMU上報(bào)出F079，而在其他的逆變器上報(bào)出DC母線欠壓或過(guò)壓故障，另一種為主或從AFE及其它逆變器同時(shí)報(bào)出DC母線欠壓或過(guò)壓故障。在不啟動(dòng)高壓真空接觸器的情況下，在主AFE的操作盤(pán)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(kāi)機(jī)準(zhǔn)備就緒009狀態(tài)，按動(dòng)主AFE的操作盤(pán)PMU上的啟動(dòng)鍵，若主從兩AFE之間的通訊正常，主從AFE的操作盤(pán)PMU上應(yīng)同時(shí)顯示010，此時(shí)由于高壓沒(méi)有啟動(dòng)，盡管繼電器K4吸合，但沒(méi)有預(yù)充電，最后在主從AFE的操作盤(pán)PMU上會(huì)報(bào)F002故障，此屬于正常現(xiàn)象。若通訊不正常，或盡管上面檢測(cè)證明主從AFE之間的通訊沒(méi)有問(wèn)題，但對(duì)其是可能造成原因的懷疑仍無(wú)法排除時(shí)，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(shí)要考慮更換主從AFE的SCB板。

接下來(lái)分別單獨(dú)啟動(dòng)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(duì)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(dòng)，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(gè)，在啟動(dòng)高壓后，按動(dòng)主AFE的操作盤(pán)PMU上的啟動(dòng)鍵，主AFE的操作盤(pán)PMU上，應(yīng)顯示900多伏的電壓。對(duì)于從AFE的單獨(dú)啟動(dòng)，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(dòng)高壓后，按動(dòng)從AFE的操作盤(pán)PMU上的啟動(dòng)鍵，從AFE的操作盤(pán)PMU上，應(yīng)顯示900多伏的電壓。反復(fù)啟動(dòng)幾次，看是否有異常的情況出現(xiàn)。如果在單獨(dú)啟動(dòng)主從AFE的過(guò)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(wèn)題還是相關(guān)控制板塊的問(wèn)題，可在高壓不啟動(dòng)的情況下，人為的將VSB上的接線頭X2的1號(hào)和3號(hào)端子連通，若繼電器K10、K7正常，此時(shí)AFE的電源接觸器會(huì)閉合，反復(fù)測(cè)試幾次。繼電器K10、K7沒(méi)問(wèn)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(wèn)題。首先應(yīng)檢查板塊間線路的連接是否正常，必要時(shí)考慮更換相關(guān)的板塊。若試驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)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(duì)無(wú)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(diǎn)短接，嘗試逐個(gè)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(shuō)的是，電源板PSU出現(xiàn)故障以及主從AFE的24伏電源的開(kāi)關(guān)接觸不良也是導(dǎo)致該故障的常見(jiàn)原因之一。

此外，主從AFE的電源接觸器長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，也會(huì)出現(xiàn)主觸點(diǎn)接觸不良的現(xiàn)象，導(dǎo)致運(yùn)行中的主從AFE或DC母線出現(xiàn)過(guò)壓、欠壓故障。

2.3 AFE的電源的電壓超出了規(guī)定的運(yùn)行范圍

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

解決辦法：

利用萬(wàn)用表檢查主變二次電壓，根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果若懷疑是因?yàn)锳FE的電源的電壓超出了規(guī)定的運(yùn)行范圍而導(dǎo)致時(shí)，可改變主變一次電壓分接頭來(lái)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(shí)，可用帶有電流探頭的雙蹤示波器，在電鏟工作時(shí)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(duì)稱(chēng)的三相正玄波。如果兩AFE的電流波形不是對(duì)稱(chēng)三相正玄波，且兩AFE對(duì)應(yīng)相的電流波形相同，說(shuō)明主變壓器的一次線路某處有問(wèn)題，應(yīng)對(duì)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(gè)不正常，則表明問(wèn)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(wèn)題，首先應(yīng)對(duì)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(cè)試盒對(duì)該AFE各IGBT等進(jìn)行檢測(cè)，若IGBT檢測(cè)結(jié)果正常，問(wèn)題應(yīng)是IGBT的控制電路出問(wèn)題所導(dǎo)致，更換相關(guān)的控制板塊，直至三相電流波形對(duì)稱(chēng)。

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(guò)程中，出現(xiàn)DC母線報(bào)出欠壓或過(guò)壓故障。

解決辦法

重輸主從AFE參數(shù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

母線過(guò)壓或欠壓故障是WK-35電鏟運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的次數(shù)較為頻繁問(wèn)題，對(duì)該問(wèn)題若沒(méi)有一個(gè)全面正確的認(rèn)識(shí)，處理時(shí)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(gè)參考和借鑒的作用，對(duì)提高檢修效率，提高設(shè)備的出動(dòng)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。