采煤機變頻的常見故障及處理方法

摘要：文章介紹了幾種常見的采煤機變頻故障類型及其處理辦法，并簡要敘述了變頻器正確的使用方法和維護措施，旨在使變頻器的使用規范化，降低故障發生率，確保采煤工作順利開展。

關鍵詞：采煤機 變頻故障 處理方法

目前，煤礦井下采煤機主要通過變頻器來實現左右行走和變速。電牽引采煤機應用變頻器替代了傳統的液壓牽引操作模式，不僅牽引力強，而且操作和后續維修非常便捷。變頻器的保護功能齊全，工作效率高，且操作靈活，有助于采煤機穩定、可靠地運行。采煤機變頻器主要采用ABB公司的ACS800系列變頻器，筆者通過大量的現場實踐，總結出一些采煤機變頻的常見故障及處理方法，保證了電牽引采煤機的正常運行。

1 采煤機變頻故障處理的步驟、原則和過程

1.1 采煤機變頻故障處理的步驟 首先應詳細了解采煤機變頻故障的現象和發生過程，其次分析引起變頻故障的原因，判斷查找出故障點，然后做好排除故障的準備工作。

1.2 采煤機變頻故障處理的原則 在處理變頻故障時，根據故障現象和發生過程對故障原因做出正確的分析判斷是一項十分重要而復雜的工作。對比較復雜的故障分析判斷沒有十分把握時，可以按照先簡單后復雜、先外部后內部的原則來處理。

1.3 采煤機變頻故障處理的過程

1.3.1 在排查變頻器故障前，變頻器電源要持續供應。

1.3.2 檢查變頻控制盤能否正常工作。若僅有一個控制盤不亮，可將連接線、控制盤互換判斷其是否損壞。若控制盤數據顯示為：

CDP312（R） PANEL Vx.xx

……………

光標不停地閃爍，則表示變頻器主板損壞，變頻器需換新。若連接線、控制盤互換后該控制盤仍然不亮，就應該對進線側三個快速熔斷器進行檢查，若其工作狀態正常，便可確定故障點在變頻器RMIO控制板上，需立即換新RMIO控制板。

1.3.3 觀察控制盤顯示內容，警告及故障顯示分別如下：

變頻器型號、容量：

ACS800-01-0070-3 ACS800-01-0070-3

警告或故障的英文：

***WARNING*** ***FAULT***

警告或故障內容：

DC BUS LIM（3211） MOTOR STALL（7121）

（3211）表示警告或故障對應的號碼。（下文將具體闡述各種警告、故障對應的中文解釋。）

1.3.4 控制盤顯示的內容中，SPEED速度、CURRENT電流、TORQUE轉矩對于故障類型的判定及定位十分重要，因此必須嚴格檢查這幾項內容。

2 采煤機變頻的常見故障及處理方法

2.1 牽引間斷

2.1.1 故障現象。采煤機運行時停止牽引，截割和油泵電機正常運行，牽引電機無法二次啟動，顯示屏無故障顯示，重復操作時出現故障消失牽引正常現象。

2.1.2 故障分析。認真觀察故障發生時，顯示屏顯示兩變頻器都沒有直流母線電壓通過，而且變頻器控制盤無故障顯示，這說明變頻器屬非故障停車，無直流母線電壓，初步判定變頻器電源或整流部分出現了故障。

2.1.3 現場檢查及處理。①打開變頻器快速熔斷器檢查其能否正常使用。②拆開變頻器的電源輸入線，檢查整流部分，先確定變頻器內部直流電源的N、P兩端，調節萬用表電阻到x10檔，P端連接紅表棒，R、S、T端分別連接黑表棒，阻值大致平衡，約為幾十歐。然后P端連接黑表棒，R、S、T端分別連接紅表棒，由此得到的阻值便接近于無窮大。完成上述操作后，再將N端與紅表棒連接，重復上述連接操作，若得到的結果相同，則初步判定故障點不在變頻器整流部分。③檢查變頻器外圍電路。兩個變頻器電源并聯，故障幾乎同步發生，因此初步鎖定三個故障點：變壓器、接觸器、電源連接端子。為了保障井下安全操作，煤安規程明令禁止除專業檢修人員以外的工人在未切斷設備工作電源的情況下自行開蓋檢修井下設備。若設備出現故障，可通過排除法一一排查故障點，檢查變壓器引出線柱及連接端子是否燒損、虛接，甩開變頻器送電接觸器，變頻器直接通電試運行，徹底排除設備故障。然后拆解接觸器，發現接觸器吸合線圈的整流電路中有一處虛接的整流管，因此接觸器吸合力達不到設計要求，變頻器也就無法通過接觸器正常接收三相電源，導致采煤機出現間斷不牽引的問題。④接觸器換新，排除故障。

2.2 不牽引

2.2.1 故障現象。交接班之前采煤機正常運行，交接班后采煤機重新通電，機組不能牽引，加速裝置無法給定速度，顯示變頻器通訊故障。

2.2.2 故障分析。通訊故障通常涉及兩種狀況：①主控PLC或變頻器故障；②主控PLC與變頻器的通訊電纜故

障。當其他控制功能無故障時，可基本斷定故障點在主控PLC與變頻器的通訊電纜處。

2.2.3 現場檢查及處理。井下設備開蓋檢查，發現1號、2號變頻器工作狀態穩定，但無法聯機運行。1號作主機，1號工作狀態穩定，2號不工作，無故障顯示；2號作主機，兩個變頻器都不工作，顯示通訊故障。查看通訊光纖無故障。對1、2號變頻器進行故障檢測，發現1號運行狀態穩定，2號顯示FF52失去電動機參數，由此斷定故障點在2號。更換備用變頻器（3號變頻器）后，1、3號可以單機運行，但聯機運行不穩定。聯機后，1、3號分別作主機時，主機運行狀態穩定，但從機無法正常運行，且無故障顯示。因此，初步判定主機與從機的工作參數不一致。于是分別檢查了主機與從機的參數設置，結果一切正常。工程人員將3號變頻器主板換新，雖排除了故障，單機運行穩定，聯機后3號變頻器作主機時能夠穩定運行，作從機時不工作，且顯示從機通訊故障。由此進一步判定故障點出現在變頻器主從通訊模塊處，但通訊模塊換新后故障仍未排除，于是判定故障點在1號主板，1號主板換新后機組牽引故障徹底排除。原機組1、2、3號變頻器主板都存在結露現象，這是由于井下通風條件不好，潮濕的空氣進入變頻器腔，設備工作時腔內溫度升高，潮濕的空氣變成水蒸氣，停機后水蒸氣遇冷凝結成水珠附著在集成電路板上，設備再次通電電路板就會短路。為防止這一現象再次發生，變頻器內的吸潮劑必須換新。

2.3 通訊故障

2.3.1 故障現象。控制盤均顯示如下：

ACS800-01-0070-3

***FAULT***

COMM MODULE（7510）

2.3.2 故障分析。當兩個控制盤均顯示以上內容時，則可以判斷是主變頻器沒有接到調用主用戶命令，兩臺變頻器均變為從用戶宏，都在等待主變頻器給它發送指令。當只有一個控制盤顯示以上內容時，則要對主從通訊光纖及通訊模塊RDCO-03或02進行檢查。采煤機工作時振動幅度較大，可能使通訊模塊RDCO-03或02松動。

2.3.3 現場檢查及處理。檢查PLC到主變頻器X22端子的連線特別是圖紙中注明“調宏”的那根線，如有問題更換這根線。采取更換的方法判斷通訊模塊是否損壞，如果損壞更換通訊模塊。

2.4 逆變模塊輸出故障

2.4.1 故障現象。逆變電路輸出突發故障后，設備顯示短路故障。

2.4.2 故障分析。當變頻器驅動電路故障或電纜、電機損壞，會導致逆變模塊損壞。

2.4.3 現場檢查及處理。檢測逆變電路運行狀態是否正常。先將萬用表的紅表筆與直流電源的正端接觸，黑表筆分別與U、V、W端接觸，所測得的電阻值應達到幾十歐姆，且各相阻值幾乎無差別，反相應為無窮大，則判定逆變模塊運行穩定，反之則模塊被損壞。檢查并排除上述故障后，更換IGBT模塊。

3 變頻器使用和維護

3.1 定期檢查和維護 待印刷板的電荷指示燈熄滅后開始對設備進行檢查與維護。借助萬用表等儀器對變頻器主回路端子間P、N的電壓進行量測，確保其不超過DC30V后再開始后續工作。①查看冷卻系統運行狀態，將空氣過濾器清理干凈。②查看緊固螺栓、螺釘等緊固部位，如有松動應立即旋緊。③查看導體、絕緣體，及時更換破損、老化或嚴重腐蝕的元部件。④查看端子排有無故障，確保其不粗糙、不破損。⑤測試絕緣電阻：a通過兆歐表對外部回路絕緣電阻施測時，必須全部拆掉變頻器端子，確保變頻器不受測試電壓的干擾；b通過兆歐表對變頻器機身絕緣電阻施測時僅在主回路中實施，將變頻器接線拆掉，W、V、U、R、T、S各端子全部短路，借助500VDC兆歐表對其與接地端子之間的電阻施測，電阻值應大于5MΩ；c宜采用萬用表的高阻檔對控制回路的通斷施測，而不宜采用兆歐表與蜂鳴器。⑥及時更換損壞或老化的零部件（如接觸器、冷卻風扇及濾波電容器）。⑦每隔一段時間需指派專人清理變頻器，使設備內部保持清潔、干燥。⑧控制電壓要根據設備運行參數而定。另外要開展順序保護動作試驗，以確保保護回路、顯示回路穩定運行。⑨變頻器單機運行時輸出電壓的平衡度應符合設計要求。⑩檢查逆變器模塊和整流橋模塊：a萬用表的電阻測量檔設定為1Ω；b將連接外部連接的電源線（R、S、T）及電機連接線（U、V、W）拆掉；c在變頻器的端子排R、S、T、U、V、W、P、N處，交換萬用表的極性對其導通狀態施測。若萬用表顯示電阻值為幾十歐，則為導通；萬用表顯示∞值表示不導通。施測時，必須選擇型號符合模塊類型的萬用表，所測得的電阻值各不相同，如果各項阻值幾乎無太大差異，則斷定導通狀態良好。

3.2 使用維護及注意事項 ①采煤機啟動前先查看冷卻水的水量與水壓，確保通水后再啟動煤機。②采煤機停機操作順序：停止牽引→關停整機電源。切斷牽引裝置的電源后，當變頻器指示燈完全熄滅后才能再次供電。③切斷變頻器與牽引電機的連接電纜后，再對牽引電機的絕緣狀態進行檢查，以免損壞變頻器。④在設備維護階段，為防止靜電等一系列因素的干擾，主電源斷電超過5分鐘，且電路電容放完電才能對設備進行維護。靜電干擾是ACS800變頻器控制電路板故障的誘發因素，在設備檢修維護的過程中要特別注意這一細節。⑤在維護和檢修變頻器時，為防止變頻器遭受永久性破壞，嚴禁將變頻器主電源與輸出端子相連。⑥開蓋檢修的過程中，要重點檢查元件外觀，確保其外觀無異常，電解電容不變形，不漏液，充電電阻無過熱現象，導線導通狀態正常，絕緣體無腐蝕、老化現象，及時擰緊松脫的螺釘和螺栓。⑦井下粉塵量和空氣濕度較大，容易侵蝕變頻器集成電路板破壞其導通功能。因此井下作業必須采取一定的防潮除塵措施，并且變頻器腔內的吸潮劑要定期換新，不宜在粉塵量超標的情況下開啟防爆殼蓋。

4 結語

采煤機變頻器屬于采煤機核心部件，對其進行維護和檢修不僅需要一定的專業技術，而且操作復雜。處理事故時除了熟悉故障的類型和特點，還必須高度關注各種顯示，熟練掌握操作工序，以靈活應對各類突發狀況。維護時先理清思路，按部就班地進行拆卸工作。要擴大事故范圍，通過現象分析，準確定位故障點。加強維護和保養，積累豐富現場經驗，確保采煤生產的正常進行。

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