电牵引采煤机变频器主要故障分析与维修方法

冯涛

摘要：在我國采矿行业中，电牵引采煤机应用广泛。与此同时，采煤机变频器在使用过程中受各方面因素的影响，容易出现相应的故障问题。本文对ACS800型变频器进行了故障分析，找出故障原因，并给出了相应的维修方法以供参考。

关键词：电牵引采煤机;ACS800型变频器;故障分析;维修方法

一、概述

为了适应综采工作面的高产量、高效率发展，电牵引采煤机作为一种常用的采煤设备被广泛地应用到采煤工作中，发挥着重要的作用。目前辽宁铁法能源有限责任公司每年安装的工作面约20个，除了两个刨煤工作面，其余均采用电牵引采煤机采煤。电牵引采煤机牵引调速部分采用变频器进行控制，其使用的变频器采用的是日本安川公司生产的H1000型变频器或ABB公司生产的ACS800型变频器。由于采煤工作环境恶劣，通风差、湿度大，以及在现场使用过程中，操作、维护、保养、检修不当或电气元器件本身老化等问题，极易造成采煤机变频器的损坏，进而导致采煤机无法牵引工作。经过统计，集团公司各生产矿井每年采煤机变频器的损坏量约12台，损坏的变频器需要返回主机厂家进行维修，维修后的变频器在整机调试时才能得到检测。为了更好的保证采煤机控制系统稳定运行并解决变频器外委修理检修周期长、检修过程不可控、检修后的变频器无法单独检测等问题，我公司开始自主维修采煤机变频器。在生产中维修ACS800型变频器时，发现以下主要故障并采用相应的维修方法进行解决。

二、变频器主要故障分析和维修方法

ACS800型变频器主要由主电路和控制电路两部分组成，其中主电路的基本结构又包括整流电路、中间直流环节和逆变电路。

根据变频器的结构组成将其主要故障分为以下几部分：

（1）整流电路中的整流模块烧毁：导致整流模块烧毁的原因与电源电压和连接电机的出线电路有关。

a断路导致的电源电压不平衡。当电源电路发生断路故障时，会导致电源电压不平衡。此时，变频器的输入电流的峰值很大，有很大的可能会造成与变频器连接的电缆过热或者变频器过压、过流，进而烧坏整流块。

b短路导致的电源有冲击电压。因为采煤机用的是中高压供电，电压电流很大，当电源的开关发生跳闸而停电时，会产生很大、很快的冲击电压而变频器又不能及时保护，会烧毁整流块。

c牵引变压器二次侧绕组损坏或者匝间短路，造成变频器供电电压不稳定，使整流块烧毁。

维修方法：在维修过程中，对变频器的各项保护功能进行检测，保证外接电源或者牵引变压器二次侧绕组发生故障时能够及时起到保护作用。

（2）变频器中间直流回路欠压。故障原因是：变频器供电电源缺相、快速熔断器烧坏、或者整流模块内部故障损坏。

维修方法：检查变频器控制变压器是否正常工作。检查变频器输入端快速熔断器是否烧坏，如若烧坏更换快速熔断器。

（3）逆变电路中的逆变模块烧毁：导致逆变模块烧毁的原因在于牵引电机故障以及用兆欧表测量牵引电机的绝缘时，变频器保护功能失去效果。

a牵引电机短路。由于牵引电机的绝缘降低、过流等等，使电机内部线路发生短路，逆变器模块会被烧毁。

b用兆欧表测量电机绝缘。在用兆欧表测量电机绝缘时，逆变模块会接收到一个反向的电压而被烧坏。

c连接电机的出线电路有故障。这种故障很常见，其中包括电机匝间短路、电机电缆绝缘老化等引起的变频器输出短路，变频器没有及时保护，这时逆变模块也会被烧毁。

维修方法：在维修过程中，对变频器的各项保护功能进行检测，保证电机、电缆发生故障时能及时保护。在测量牵引电机的绝缘时，必须把牵引电机和变频器的连接电缆从电机端子上拆下来。

（4）控制电路中的故障。控制电路中的故障主要集中在以下几个方面：接线腔进入煤尘、进入水气，驱动板故障。

a接线腔进入煤尘、进入水气。由于采煤机工作在煤尘环境中，在生产作业时采煤机会喷出水雾来降尘，这样，变频器的接线腔始终处在一个多尘、潮湿的工作环境中。同时，由于采煤机在切割煤层过程中会不断的振动，使得接线腔端盖密封效果变差，这样煤尘、水气进入接线腔，接线端子间由于灰尘、水气极易造成电气间隙和爬电距离过小，进而产生电弧和火花放电而被短路烧坏。

b驱动板故障。驱动板在使用过程中，光纤头受到振动会发生松动、脱落。

维修方法：在维修时，紧固采煤机接线腔的端盖，在日常维护过程中，定期打开端盖检查里面有无灰尘、溢水，并除尘清理水气，及时更换干燥剂。定期更换光纤电缆或光纤头。

三、结语

通过以上对变频器的分析，可以看出电牵引采煤机变频器在维修过程中存在的故障点很多，对高效、高质完成采煤工作有着很大的影响。为了保证变频器稳定可靠的运行，我们采用了相关的技术手段和维修方法，处理变频器在使用过程中存在的故障问题。

参考文献：

[1]李宗喜.变频器维修从入门到精通.北京：化学工业出版社，2019.

[2]咸庆信.变频器电路维修与故障实例分析.北京：机械工业出版社，2013.