电牵引采煤机变频器设备常见故障及处理措施

于彬　李逍林

摘要：煤矿综合机械化开采过程中，电牵引采煤机是综采工作面的关键设备，变频器是电牵引采煤机的主要组成部分之一。文章首先介绍了电牵引采煤机变频器设备的应用，其次介绍了变频器的结构原理，重点论述了电牵引采煤机变频器设备常见故障分析及有效处理方法，为煤矿电牵引采煤机的正常运行提供了重要的参考价值。

关键词：电牵引采煤机；变频器；常见故障；处理措施；煤矿开采；综采工作面 文献标识码：A

中图分类号：TD632 文章编号：1009-2374（2015）28-0168-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.28.083

跟滑差调速采煤机与液压牵引采煤机进行比较，变频调速电牵引采煤机的提升非常大，它能够实现非常高的机械传动效率，能够进行四象限的运转，在倾角比较大的工作面适用，稳定性强、牵引速度快、牵引力大，容易使微机自动控制实现。因此，在采煤机的牵引控制系统当中普遍地应用变频调速技术。然而，采煤机工作面有着十分恶劣的环境，在应用变频器的时候会面临一系列问题，如变频器的短路问题、过压问题、直流母线欠压、过流问题、过温问题等，这一系列故障不利于采煤机的顺利运行。为此，对采煤机变频器存在的故障进行处理，有利于采煤机开机率的提升。

1 电牵引采煤机变频器的应用

煤矿综合机械化开采过程中，电牵引采煤机是综采工作面的关键设备。目前国内生产的电牵引采煤机的主控系统由主控器、PLC控制器、彩色液晶显示屏、左右操作站、主控编程器、工控机、模块组件和一些传感器组成。它是采煤机的控制中心，是整个电控系统的核心。由牵引控制箱与高压箱组成电牵引采煤机。牵引控制箱的任务是担负采煤机行走，处于牵引控制箱右前侧的变频器重点是对采煤机的左右行走速度进行控制。其主体功能是维持整体设备的行走速度。这种控制方案全面调整了过往液压牵引工作机理条件，稳定了操作的简单绩效水准，后期维修工作布置起来也显得轻便许多；最主要的是提升采煤机运行的稳定效能，维持相关工序的合理经济开发价值，整体符合现代高产综合开发行业的界定标准。变频器在电牵引采煤机的应用代替了以往的液压牵引，便于操作与维修、保护装置完善、运行效率高、动作稳定灵敏、牵引能力强，进而使采煤机运转的稳定性提升，科学经济，实现综采工作面高效以及高产的需要。

2 变频器结构的原理

变频器的组成部分是控制电路与主电路（中间直流环节、逆变器、整流器）。控制电路能够控制整流器电压与逆变器开关，借助外部接口电路对控制信息进行发送，并且实现一系列的保护；中间直流环节储能元件能够交换电动机无功功率与直流环节；逆变器是借助功率器件，对逆变器当中主开关的通断进行有规律的控制，进而输出异样频段的三相交流；整流器是整流三相交流电为直流电。

3 选用变频器

3.1 结合电动机直流对变频器容量进行选择

其调速借助变频器驱动异步电动机进行，在对电动机确定之后，需要结合异步电动机额定电流或实际运行的电流值（最大值）来选择变频器。

3.2 结合输出电压进行选择

能够根据电动机的额定电压选择变频器的输出电压。根据我国要求，能够划分为400V与220Vd的变频器输出电压，对于3kV的高压电动机使用400V的变频器，可在变频器的输入侧装设输入变压器、输出侧装设输出变压器，将3kV电压先降为400V，再将变频器的输出电压提升到3kV。

3.3 根据使用场合选择变频器的保护结构和保护形式

变频器内部产生的热量大，兼顾到散热的经济性，除了小容量之外，大部分为开启式结构，借助风扇强制冷却。变频器设置场所在室外或周围环境恶劣时，最好装在独立盘上，采用具有冷却作用的热交换装置。

4 电牵引采煤机变频器设备常见故障及处理方法

当变频器设备发生故障的时候，不要着急接通电源进行检测，万万不可以用万用表来检测。首先，在变频器装置不接输出或者是输入的情况之下，对功率模块是不是完整进行检查，如此就防止了在损害功率模块的前提下接通电源而扩大故障；其次，需要尽量彻底地排查外部面临的故障。做好上述两点之后，将电源接通，将变频器设备进行全面的排查检修。一般而言，变频器装置面临下面的一些故障：

4.1 显示面板无故障显示

跟电源接通之后的变频器装置，显示面板显示正常或无故障显示，却不可以顺利运行。处理措施是各自借助变频器装置的外接控制端子与控制面板来控制变频器装置，如果一种处理措施管用，就意味着变频器装置没有故障，而会是控制端子松动、外接控制器被损坏、控制面板被损坏等一系列的原因导致变频器装置的CPU上没有传输控制信号。如果这两种控制手段都难以使变频器装置启动，一方面会是驱动电路出现了故障，处理措施是更换驱动板；另一方面会是变频器装置的CPU被损坏，更换主板是相应的处理措施。

4.2 显示面板有故障显示

4.2.1 过流故障：要求对变频器装置设置的参数进行检查，是不是太小地设置过负荷保护电流值，是不是外部接线绝缘接地或者是绝缘低，是不是煤层机械卡或者是硬度大，是不是采煤机的牵引速度太快。倘若对上述的问题进行排除，那么需要检查变频器电流检测回路是不是存在问题。

4.2.2 欠电压故障：要求对变频器装置的频率和输入电压是不是正常进行查看；检查滤波电解电容是否存在老化或电容量减少等状况；检测变频器设备的整流模块是否完好，有无损坏而造成缺相。如果排除了上述的问题，那么就要对电压取样电路是不是正常进行查看。

4.2.3 过电压故障。对直流母线与输入电源的电压进行检查，倘若不存在异常的情况，那么会是制动电路出现不正常的情况，倘若不可以根据命令开启制动电路VT，那么会造成电动机制动减速过程中的泵生电压向直流母线上面返回，进而导致太高的直流电压。endprint

4.2.4 变频器温度保护。先是对是不是可以正常地应用导热硅脂、水冷式变频器冷去水路、风冷式变频器冷却风机进行检查，倘若可以对上述的故障进行排除，那么就会是变频器的饱和电压提升、整流模块和逆变模块老化，导致严重发热。

4.2.5 通信故障。变频器对通信故障的显示表现为下面三种：第一种是变频器不可以跟显示面板通信；第二种是变频器不可以借助信号接口跟上位机或者是PLC通信，导致这两种情况会是因为内存或者是CPU损坏造成的，仅仅可以对主控制板进行更换；第三种是变频器间不可以进行通信，造成这种情况的原因可能是通信光纤接错或者是损坏，也可能是主板上的主控制板或者是通信插件损坏。

4.2.6 过载故障。过载故障包括变频过载和电动机过载，主要是由于采煤机的牵引加速时间太短，电网电压太低，电动机堵转或负载太重、长时间超载等原因引起的，一般可以通过延长加速时间、检查电网电压、减少负载等方法来解决。

4.2.7 温度过高。如果发生温度过高报警，首先检查温度传感器是否正常，若正常，则可能是其他原因引起的误动作，可以把故障屏蔽掉。另外，还应检查变频器的冷却风扇是否正常，变频器外壳底板上涂抹的散热物是否合适。

4.3 变频器设备接通电源无显示

发生此类故障情况，极有可能是由于变频器装置的主回路出现了问题。这样的问题体现了变频器装置不能够输出无直流电压，造成了控制回路不可以顺利地运行。为此，需要对整流电路是不是面临不正常的情况进行检查，然后需要对直流回路当中是不是损坏了限流电阻进行检查。

5 采煤机变频器平时的维护和保养

（1）变频器设备的维护，操作者必须是具有一定资格的电气专业人员，才能对变频器进行专业的维护和安装；（2）变频器设备的安装和维护，必须在切断电源5分钟后，待中间电路电容放电完毕后才能进行安装和维护，严禁带电安装及维护；（3）变频器设备必须指定专人操作，操作者需熟悉变频器的工作原理、技术指标、功能特点、参数设置等；（4）采煤机运行的过程中，要对变频器设备的显示信息多加观察，若出现异常就要立即停车检查，等故障排查消除后才能继续运行，以防故障扩大化，对变频器设备产生损害；（5）要严格执行变频器设备的检查检测制度，定期检查变频器设备控制线的紧固件和插件，以防产生松动。

6 结语

总之，采煤机的重要组成部分是电牵引采煤机变频器，其维护边界复杂，有着较高的技术含量，在对故障进行处理的时候，需要对一系列显示进行查看，且对故障的区域进行把握，在碰到问题的过程中应思路清晰、头脑冷静，不可以肆意地大卸大拆，而应当通过现象找准存在的问题，在分析和判断的基础上处理故障，且注重保养与维护，不断积累场地经验，从而保证采煤的顺利实施。

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作者简介：于彬（1985-），男，河南通许人，贵州能发高山矿业有限公司机电副矿长，助理工程师，研究方向：煤矿机电；李逍林（1992-），男，安徽萧县人，贵州能发高山矿业有限公司机电部技术主办，助理工程师，研究方向：煤矿供电技术。

（责任编辑：王 波）endprint