電牽引采煤機電氣故障分析

汪晨

摘 要：該文通過對型號為MG650/1620-WD型的電牽引采煤機進行研究，通過在安徽省阜陽市潁上縣淮南礦業集團謝橋煤礦的實踐作業經驗進行收集統計，研究從電牽引采煤機的電氣控制系統結構組成、采煤機比較容易出現的電氣故障診斷、解決措施及采煤機故障維修經驗總結3個方面對采煤機在作業時常出現的各種故障進行總結分析。

關鍵詞：采煤機 故障 隔爆腔 接線腔

中圖分類號：TD63 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）09（a）-0025-02

1 電牽引采煤機的電氣控制系統結構組成研究

1.1 電氣控制系統的組成

目前被廣泛使用的MG650/1620-WD型采煤機是一款由多組電機共同驅動、電機橫向布置，采用機載式交流變頻調速裝置的新型無鏈電牽引采煤機。該煤機電氣系統主要電氣控制箱、截割電機、牽引電機、破碎電機、泵電機及各種操作控制裝置組成。整個電氣系統的操作控制由一套名為TDECS的控制系統實現，它是一種采用網絡分布式結構的嵌入式計算機控制系統。

電控箱位于采煤機中部，是采煤機整體構件的一部分。電控箱內部又分為變壓器箱、高壓電氣箱、計算機控制腔和接線腔幾部分，用于布置高壓電機控制裝置、牽引變壓器與變頻器、操作與保護控制、狀態監視顯示、電源配置及連線、分線等功能。組合控制箱保證了采煤機電氣控制系統的穩定性和可靠性，達到了控制系統和動力系統“一對一”的控制系統模式，大幅度降低了采煤機的故障率。

TDECS的控制系統是廠家專為采煤機應用開發的一套采用分布式結構的嵌入式電氣控制系統。其底層通信網絡是兩條以CAN總線為骨干，運行多協議以RS485為分支的高度靈活的結構。TDECS控制系統的基本設計思路是采用分布式結構，按功能將控制系統劃分為多個相對獨立的部分，各部分之間以高性能串行通信線路相連，這種設計減少了弱信號的傳輸距離及系統連接電纜的數量。另外，各部分功能大多由專用處理器協助完成或獨立完成，最后傳給主控器是運算處理后的結果，這樣以來減輕了主控器和各節點的負擔，減輕了對通信容量的要求。還有，主要的分布模塊均采用專用DSP控制器為核心設計，具有較高的性能。

1.2 電氣控制系統控制原理

采煤機的控制方式是通過先導回路控制順槽磁力啟動器，將3 300 V主電源送入高壓腔，經隔離開關，由真空接觸器執行各高壓電機操作；另一路則進入變壓器腔內，3 300 V電源由牽引變壓器降為400 V電源，作為牽引變頻調速系統的動力電源，也用于控制系統各部分控制電源。變頻調速系統由兩個變頻器組成，分別控制左右牽引電機執行無級調速，計算機系統是整個電氣系統的核心，實現采煤機截割和牽引調速等部分的監測、控制、保護和自動調節的作用。

高壓控制腔內系統主電路3 300 kV電源經隔離開關后分成五路，四路送入真空接觸器，操作左右截割電機、破碎電機和泵電機的運行；另一路經電流互感器直接送到牽引變壓器腔內，作為采煤機牽引變壓器的輸入電源。

計算機控制部分主要有恒功率自動控制、重載反牽控制、電機溫度保護、牽引電機熱保護、機載瓦斯斷電控制、無線遙控、端頭控制站、變頻調速等內容。

2 采煤機比較容易出現的電氣故障診斷及解決措施

采煤機故障問題的處理辦法經常采用的處理方法有以下幾種。

2.1 采煤機開啟過程中容易出現的先導回路的問題及解決辦法

（1）在按下啟動按鈕以后，關于電機整機不工作的問題應作如下處理：首先要認真檢查二級管有沒有被打穿或者有沒有造成短路；其次要保證每個電機的溫度保護線的連接點都處于正常閉合的狀態，要仔細查看蓋板上的按鈕和跟它相連的連接線；最后還要確定進線電纜不存在斷線的情況，順槽的電氣控制閥處于打開的狀態。

（2）在電機啟動后，針對電機不能進行自我保護的問題應作如下處理：首先要仔細觀察系統有沒有電機過流或過熱的現象，仔細檢查起到控制作用的熔斷器有沒有熔斷，如果要通過繼電器進行自我保護，要認真查看用于自我保護的繼電器的吸合有沒有處于規定的狀態。其次還要確定電機控制模塊或動力檢測與保護模塊故障，如果存在端頭站，還應該檢查該端頭有沒有發出錯誤信號叫停總機，別忘了查看總停的控制按鈕在蓋板上，檢查其線路有沒有錯誤的動作。最后還應當看一下變壓器值在沒在正常的范圍內。

2.2 采煤機的搖臂出現問題后的分析和解決辦法

關于采煤機開啟以后搖臂不能自由上升或者下降的問題，一般出現此問題是液壓系統方面的原因居多，但也不排除出現電氣方面的故障。若是電氣方面的故障，先要檢查按鈕、遙控器等輸入信號是否正常，輸入有沒有被接點粘連造成錯誤操作，可以通過輸入指示燈來判斷；檢查輸出是否正常，觀察輸出部分的繼電器有沒有存在異常；仔細檢查泵電機的電磁開關和相關線路；查看電磁閥線路有沒有短路或者開路。

2.3 關于采煤機不能正常牽引的故障分析和解決方案

依據由外至內的分析方法，首先檢查控制系統控制按鈕的觸點、牽引系統真空自動運作接觸器、牽引控制模塊的集成電路板是否有老化、破損及短路等問題；然后檢查是否存在由于荷載過高引起的電流保護；接著檢查牽引動力單元的主動力電機是否出現質量問題；再檢查變壓系統與變頻系統的運轉是否正常；最后檢查一下牽引操作控制系統的電線回路是否功能完善。這樣按照順序一一檢查，本著“逐個排除、依次處理”的大原則，找出故障原因，采取措施予以解決。

2.4 瓦斯安全保護自動斷電儀、傳感器的故障檢查及解決方案

（1）出現瓦斯斷電儀顯示異常，顯示指數與現場實際情況嚴重不符情況的故障檢查及解決方案。基本的故障處理方法就是更換瓦斯保護自動斷電儀，或者通過與機械設備生產廠家的售后技術人員進行聯系溝通，請他們過來進行調試維修。

（2）采煤機啟動后瓦斯保護系統不正常自動開啟情況的故障檢查及解決方案。檢查采煤機是否在額定荷載范圍內正常工作，如果沒有超出額定荷載就檢查瓦斯傳感器是否不能正常閉合回路或者是出現了短路的情況，對于上述情況應采取更換更換瓦斯探測傳感的方案進行處理。

2.5 關于電控系統經常出現的故障問的檢查及解決方案

當采煤機無法連接上3 300 V的交流電源時，分析原因基本按以下順序進行檢查：（1）主機電源按鈕為聯通；（2）隔離開關沒有及時開閘；（3）電源主電纜出現問題；（4）采煤機內部電源線路出現問題。相對應的解決辦法是：（1）將主電源的開關解鎖；（2）將隔離開關合閘；（3）按由電源線到采煤機內部電源線的順序，進行線路檢修。

3 采煤機故障維修經驗總結

在幾次處理耗時相當長的大型故障問題維修事件中，該單位的機電維修人員總結發現眾多的問題都出在交流變頻設備元件這一部分，由專門的技術工人到井下把變頻器更換后，經過重新調試維護后操作臺的顯示屏幕就不會再出現異常報錯，在重新啟動采煤機后打開牽引動力系統，發現牽引正常。操作臺的顯示屏幕顯示的運行速度等各項指數也均表現為正常。交流變頻技術是礦業行業當中的新生事物，對于變頻機的分析和研究還有待進一步的深入。

4 結語

該文通過對型號為MG650/1620-WD型的電牽引采煤機進行研究，通過在安徽省阜陽市潁上縣淮南礦業集團謝橋煤礦的實踐作業經驗進行收集統計，對在實際作業過程中出現的各種常見故障問題進行分類分析，并總結出各自應對的處理方案。主要對動力牽引系統、操作控制系統、安全反饋保護系統經常出現的故障問題，有針對性地提出日常維修的注意事項，在出現故障的情況下按照怎樣的程序進行故障問題檢測，以及采取怎樣的解決處理方案，希望可以對將來繼續從事煤礦開采事業的機電設備管理人員在工作實踐當中有一定的幫助。

參考文獻

[1] 劉騰達.電牽引采煤機振動監測系統研發[D].西安科技大學， 2014.

[2] 張翼.采煤機監控系統的研究與設計[D].西安科技大學，2017.