電牽引采煤機變頻器主要故障分析與維修方法

馮濤

摘要：在我國采礦行業中，電牽引采煤機應用廣泛。與此同時，采煤機變頻器在使用過程中受各方面因素的影響，容易出現相應的故障問題。本文對ACS800型變頻器進行了故障分析，找出故障原因，并給出了相應的維修方法以供參考。

關鍵詞：電牽引采煤機;ACS800型變頻器;故障分析;維修方法

一、概述

為了適應綜采工作面的高產量、高效率發展，電牽引采煤機作為一種常用的采煤設備被廣泛地應用到采煤工作中，發揮著重要的作用。目前遼寧鐵法能源有限責任公司每年安裝的工作面約20個，除了兩個刨煤工作面，其余均采用電牽引采煤機采煤。電牽引采煤機牽引調速部分采用變頻器進行控制，其使用的變頻器采用的是日本安川公司生產的H1000型變頻器或ABB公司生產的ACS800型變頻器。由于采煤工作環境惡劣，通風差、濕度大，以及在現場使用過程中，操作、維護、保養、檢修不當或電氣元器件本身老化等問題，極易造成采煤機變頻器的損壞，進而導致采煤機無法牽引工作。經過統計，集團公司各生產礦井每年采煤機變頻器的損壞量約12臺，損壞的變頻器需要返回主機廠家進行維修，維修后的變頻器在整機調試時才能得到檢測。為了更好的保證采煤機控制系統穩定運行并解決變頻器外委修理檢修周期長、檢修過程不可控、檢修后的變頻器無法單獨檢測等問題，我公司開始自主維修采煤機變頻器。在生產中維修ACS800型變頻器時，發現以下主要故障并采用相應的維修方法進行解決。

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構又包括整流電路、中間直流環節和逆變電路。

根據變頻器的結構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：導致整流模塊燒毀的原因與電源電壓和連接電機的出線電路有關。

a斷路導致的電源電壓不平衡。當電源電路發生斷路故障時，會導致電源電壓不平衡。此時，變頻器的輸入電流的峰值很大，有很大的可能會造成與變頻器連接的電纜過熱或者變頻器過壓、過流，進而燒壞整流塊。

b短路導致的電源有沖擊電壓。因為采煤機用的是中高壓供電，電壓電流很大，當電源的開關發生跳閘而停電時，會產生很大、很快的沖擊電壓而變頻器又不能及時保護，會燒毀整流塊。

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

維修方法：在維修過程中，對變頻器的各項保護功能進行檢測，保證外接電源或者牽引變壓器二次側繞組發生故障時能夠及時起到保護作用。

（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：導致逆變模塊燒毀的原因在于牽引電機故障以及用兆歐表測量牽引電機的絕緣時，變頻器保護功能失去效果。

a牽引電機短路。由于牽引電機的絕緣降低、過流等等，使電機內部線路發生短路，逆變器模塊會被燒毀。

b用兆歐表測量電機絕緣。在用兆歐表測量電機絕緣時，逆變模塊會接收到一個反向的電壓而被燒壞。

c連接電機的出線電路有故障。這種故障很常見，其中包括電機匝間短路、電機電纜絕緣老化等引起的變頻器輸出短路，變頻器沒有及時保護，這時逆變模塊也會被燒毀。

維修方法：在維修過程中，對變頻器的各項保護功能進行檢測，保證電機、電纜發生故障時能及時保護。在測量牽引電機的絕緣時，必須把牽引電機和變頻器的連接電纜從電機端子上拆下來。

（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方面：接線腔進入煤塵、進入水氣，驅動板故障。

a接線腔進入煤塵、進入水氣。由于采煤機工作在煤塵環境中，在生產作業時采煤機會噴出水霧來降塵，這樣，變頻器的接線腔始終處在一個多塵、潮濕的工作環境中。同時，由于采煤機在切割煤層過程中會不斷的振動，使得接線腔端蓋密封效果變差，這樣煤塵、水氣進入接線腔，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小，進而產生電弧和火花放電而被短路燒壞。

b驅動板故障。驅動板在使用過程中，光纖頭受到振動會發生松動、脫落。

維修方法：在維修時，緊固采煤機接線腔的端蓋，在日常維護過程中，定期打開端蓋檢查里面有無灰塵、溢水，并除塵清理水氣，及時更換干燥劑。定期更換光纖電纜或光纖頭。

三、結語

通過以上對變頻器的分析，可以看出電牽引采煤機變頻器在維修過程中存在的故障點很多，對高效、高質完成采煤工作有著很大的影響。為了保證變頻器穩定可靠的運行，我們采用了相關的技術手段和維修方法，處理變頻器在使用過程中存在的故障問題。

參考文獻：

[1]李宗喜.變頻器維修從入門到精通.北京：化學工業出版社，2019.

[2]咸慶信.變頻器電路維修與故障實例分析.北京：機械工業出版社，2013.