矿用电机车的主要电气故障及其原因分析

汪启才

(淮北矿业集团芦岭煤矿,安徽宿州 234113)

矿用电机车的主要电气故障及其原因分析

汪启才

(淮北矿业集团芦岭煤矿,安徽宿州 234113)

在煤矿生产企业当中，矿用电机车这种运输工具是非常重要的。在煤矿生产中应用矿用电机车，使得职工劳动强度减小以及员工的工作环境得以改善，然而，在平时的应用中，电机车会面临一系列的电气故障。为此，本文论述了矿用电机车的主要电气故障及其原因。

煤矿 矿用电机车 电气故障 原因

1 电机车分类

矿用电机车分为架线式和蓄电池式两类。架线式电机车可用于非瓦斯矿和一、二级瓦斯矿井进风的主要运输巷道内,对于三级瓦斯矿中砌碹的主要进风巷道内,经省(区)煤炭工业局批准也可使用。蓄电池电机车的价格昂贵,且需经常充电,所以只在不允许使用架线式电机车的场所使用。例如三级和没有瓦斯喷出或煤和瓦斯突出煤层的超级瓦斯矿井的进风巷道中,要使用矿用安全型蓄电池机车。架线式电机车采用直流电源,电压有250伏和550伏两种,在牵引变流室内,交流电经交流设备变为直流电,电流由架设在运输轨道上空的架空线输送,通过电机车的集电弓引入电机车的电动机, 并经轨道回到交流室,构成电流回路。电动机运转后,即传动电机车车轮转动,于是牵引电机车及其拖挂的矿车在轨道上运行。煤矿井下广泛使用的是直流架线式电机车和蓄电池电机车。架线式电机车的主要优点是结构简单和工作可靠,主要缺点是架线与电机车的受电弓之间会产生电弧火花,使其在煤矿井下的使用范围受到限制。所以,架线电机车主要用于非瓦斯矿井及全风压通风的低瓦斯矿井的主要运输巷道内。在后一种情况使用时,巷道支护必须使用不燃性材料。

2 矿用电机车的构造

矿用电机车的构造包括机械和电气设备两大部分。机械部分包括车架、轮对、轴承和轴承箱、弹簧托架、齿轮传动装置、撒砂装置、制动装置及连接缓冲装置等;电气部分包括牵引电动机、控制器、启动电阻、受(集)电弓、自动开关、照明系统及电流表等。

3 矿用电机车电气故障及原因

当前形势下,IGBT脉冲调速设施是矿井下电机车主要应用的,它的特点是消除了换流噪音、车辆加速稳定、便于安装、体积小、以及无级调速等。在实际应用当中,它的主要电气故障主要体现在下述几个方面：

3.1 电机车轴承的故障及其原因

轴承故障能够造成损坏、电枢拉伤,以及抱死等等。应用不符合标准的润滑油、轴承缺油、轴承磨损严重,以及轴承缺陷等是造成电机车轴承故障的原因。

3.2 换向器的故障及其原因

换向火花增大,换向器被灼伤。需要定期地维护换向器,结合换向器的凹凸实施一些策略,防止出现更加严重的问题。导致换向器被灼伤的原因为：火花出现在换向的时候。而导致换向器出现火花的原因是：电磁原因与机械原因。电磁原因：在对电机后电刷几何中心线错位检测的时候,因为换向元器件不是中性区换向而到达主极区,主磁通被换向元器件所切割,在这个时候空载火花就会出现;在补偿绕组、换向极、主极或者是短路的时候,因为换向磁场消弱,从而加大了电动机的换向火花;在当电机瞬间过载的情况下,换向磁通存在滞后性,负载严重会导致换向器的表面损坏、电刷跳动,以及换向饱和等,这一系列的情况都能够造成较为严重的火花。机械原因：转子的平衡三十性比较差,这会导致换向器上的电刷跳动;一系列换向极具有不均匀的气隙;换向器的表面过于粗糙、不光洁,换向片间云母绝缘突出,以及换向片突出;换向器的表面存在污垢、不够清洁,以及粉末被电刷磨损。

3.3 电机车的启动速度过慢

轨道回流差;调速器电容被损坏;调速器的运行电压高于电网电压;自动开关的动静触头被灼伤,造成接触不好。

3.4 电机车的启动速度过快

提前闭合的指令板;固定电位器的架子松动导致调速间隙大;调速器脉冲控制板的元器件发生故障;电动机机磁绕组出现短路的情况。

3.5 电机车不能够启动运行

因为电气线路一些位置的断路而导致电机车不能够启动运行。而导致断路的位置是：电机车主回路出现断路的情况：轨道和轮对接触不好,要么是机车接地线路和调速器主体箱断路;控制器需要导通的断路：因为调速器的接近开关未能够收到指令;自动开关的断路：因为接触触头脱落、烧损,接线端子脱落,电源导线折断,这个时候尽管机车照明灯亮,可是主控制器手柄调速的一系列档位无法开车;集电弓的断路：架空线未能够跟集电弓碳素板接触,要么是接线端子松脱和电源线折断导致电机车没有电压,这个时候电机没有照明灯是不亮的,主控制器手柄调速的一系列档位都无法开车;主架和电位器轴卡住、过位或者是脱落;电动机外部和内部电缆断路。

3.6 闭合控制器之后,自动开关出现跳闸的情况

闭合控制器之后,自动开关出现跳闸的情况,这是因为电气线路一些位置的接地与短路出现过电流而导致的。导致接地与短路的位置是：脉冲控制板模块元件短路或者是击穿导致;换向器的触头接地导致;在对电位器进行更换的时候,3号线与1号线接线不正确导致;IGBT模块单元元件导致;电机车的制动电阻接地导致;电动机绝缘老化击穿接地或者是电气回路接地出现过电流导致。

3.7 自动开关合上之后迅速地跳闸

它的原因是：自动开关接地 (主要有输出电源线接地、吸弧线圈接地,以及静触头触点接地。

4 结语

总之,电机车在矿井中担负着煤矿重要的运输任务,因此如何正确的操作使用电机车,保证其安全稳定地发挥作用;以及当电机车出现故障时,如何能快速、准确地判断、处理故障,减少对煤矿生产的影响,保证安全生产,是非常重要的;当发生故障时,能快速准确地查找出故障原因,排除故障,尽量缩短停产时间,就可对煤矿的安全生产起到积极的作用。所以说在维修煤矿电机车的时候,出现故障的原因是非常多的,有些复杂、有些简单、有些隐蔽,有些明显。对矿用电机车的电气故障及其原因进行分析,这对于我们准确地和及时地对一系列的故障进行排除,具有重大的实际意义。

[1]彭伦天.采掘机械选星与维护[M].重庆: 重庆大学出版社,2009.11.

汪启才(1987-),男,汉族，毕业于安徽理工大学机械设计制造及其自动化专业。现在淮北矿业集团芦岭煤矿主要负责煤矿机电运输技术与管理工作，助理工程师。