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浅谈WK-35电铲的电气故障类型与排除措施王杰神华准能集团公司黑岱沟露天煤矿摘要：WK系列电铲是露天采矿工作的重要设备，随着我国采矿行业的不断发展，我国WK系列电铲种类越来越多，功能也越来越强大，大大提高了采矿行业的生产效率。如今采矿行业常用的WK系列电铲已经发展为以PLC技术为控制核心的自动化设备，所以为了提高采矿场的生产效率，减少采矿设备的故障，需要对WK系列电铲的电气故障进行深入的研究。关键词：WK-35电铲；电气故障类型；排除措施引言由于WK系列电铲越来越先进，其内部系统也越来越复杂，大大增加了故障诊断与排除工作的难度。如果电铲在生产过程中出现故障，不仅会降低生产效率，拖延生产进度，还可能会造成人员伤亡事故，因此，需要提高对WK系列电铲故障的重视，及时修复设备故障，恢复正常生产。文章主要以WK-35电铲的电气故障作为研究对象，分析了其故障类型和相关故障的排除措施。1 WK-35的电控系统1.1 WK-35的控制系统WK-35的控制系统以PLC为核心，控制主机的CPU可以借助各种模块收集设备的各项信息并进行相应的处理。比如：CPU通过PROFIBUSDP现场总线可以获取设备中各部位逆变器和AFE整流回馈单元的状态反馈信息和故障信息；借助模拟量输入模块得到设备电机轴承和绕组的温度信息；利用开关输入量模块获取辅助回路和配电系统的运行状态、故障信息、行程限位等多种参数。PLC系统将收集到的各种信息参数进行运算和处理，转化为各种控制信号之后再反馈给相应的设备，最终实现自动控制。1.2WK-35的动力系统一般采矿场变电所提供的都是高压电源，经过高压集电器、高压控制柜及主变压器降压后，接至两套AFE整流回馈柜。两套AFE整流回馈柜并联运行，并联后的直流输出母线作为公用直流母线，为各机构逆变器提供直流电源，逆变器通过电动机给电铲各机构提供动力，形成AFE整流/回馈公用直流母线变频调速系统。能量再生式(回馈式)公用直流母线变频调速系统如图1所示。图1能量再生式(回馈式)公用直流母线变频调速系统2 WK35故障类型2.1可复位的故障2.1.1辅助电机的热保护热继电器是利用电路通电发热的原理进行工作的，当电气元件通过的电流过大时，热继电器的检测元件就会受热膨胀，进而触发推动机构，及时切断电路，以防电机过热工作。辅助电机出现热保护的情况主要是因为电路电流过大，在发生该故障之后就要检查电机的散热装置是否正常，并及时对电机散热，以便尽快恢复生产。2.1.2断路器保护断路器可以用来接通和分断正常的负载电流、也可以用来接通和分断短路电流，它在电路中可以起短路和过载保护作用，当电源线路及电动机发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路。在WK35电铲中为了能及时掌握其状态，PLC对各开关状态进行检测，一旦发现它们不在闭合位置，PLC将发出报警信号。2.2由于连接不良引起的故障电铲正常运行过程中会产生一定的振动，这是引起电铲电气设备接触不良的主要原因。电铲中有很多电气连接点，主要电路连接、控制回路连接以及光纤连接，这些连接部位比较脆弱，很容易因为大幅度振动造成接触不良。电控系统连接点接触不良会导致很多故障，比如，由于接触不良，电气元件可能会重复同一动作，进而导致设备受损。因此，设备检修人员要在日常工作当中仔细检查设备的各部分连接点，及时紧固出现松动的部位，以免在运行过程中出现故障。2.3电气元器件损坏故障这类故障主要有变频器、PLC、低压电气元器件的损坏以及电缆短路或断路等。这类故障需要根据电铲的原理图及元器件的使用说明书进行仔细的排除。表1列出了逆变器常见故障及解决的方法，其他故障可以参照逆变器使用大全和AFE整流/回馈单元使用说明书中的“故障和报警”一章进行修理。表1逆变器故障故障现象主要原因快熔损坏直流母线短路、电容损坏F002故障快熔损坏，IGBT炸机F047故障接口板的光纤接口没接好F012故障切换接触器故障，未连上电机电容损坏平衡电阻损坏或开焊逆变器008状态或F023故障电子箱后面的光纤插头松动，脉冲封锁3WK-35电铲电气故障与排除措施实例3.1 6SE70变频器主从AFE报F079故障3.1.1 6SE70变频器主从AFE报F079故障现象某采矿场的WK-35电铲在运行过程中出现故障，虽然电铲AFE能够正常启动，但不论是启动推压逆变器，还是提升逆变器亦或是回转逆变器，电铲主从AFE都会报F079故障，或者从AFE报F082故障，主AFE报F079故障，但是逆变器均未报警。将主从AFE故障复位后，重新启动逆变器，故障现象依然存在。3.1.2 6SE70变频器主从AFE报F079故障处理过程首先用万用表检查主从AFE柜和各逆变柜内部的电子板供电电压处于正常值，检测设备启动瞬间的电压也在正常范围之内；然后将用于设备通讯的PROFIBUSDP接头进行更换，但故障仍未消除，之后又先后更换了主从AFE的SCB光纤通讯板以及PLC的CPU模块，故障依然没有得到解决；最后对设备的光纤插头、主从AFE电子板等部位的灰尘进行清理，重启启动之后，故障现象消除。因此，此次故障主要是由于设备内部的灰尘积压而引起的电气元件接触不良故障。3.1.3 6SE70变频器主从AFE报F079故障总结F079故障代码含义为在电报故障时间内，没有从SCB接收到一个电报。F082故障代码含义为在电报故障时间内，没有从TB或CB接收到新的过程数据。此次故障的原因是由于主从AFE柜内通讯光纤变脏、插头处松动引起的通讯故障。由于AFE能够正常启动，每次都是在启动逆变器时主从AFE才报故障，所以一开始未将AFE柜作为检查重点。3.2切换柜内接触器线圈烧毁3.2.1切换柜内接触器线圈烧毁故障现象在某WK35电铲中，提升机构与行走机构共用一套逆变器，电铲内部装有切换柜，负责提升机构与行走机构的切换。切换柜内总共有六个接触器，型号为LC1F780M7C，线圈工作电压为AC220V，其中四个为提升接触器，两个为行走接触器。此次故障现象为提升接触器的线圈烧毁，接触器主触头没有问题，更换新的接触器线圈后接触器吸合、断开均正常，但是运行两天后接触器线圈又烧毁。3.2.2切换柜内接触器线圈烧毁故障处理过程首先检测接触器线圈的供电电压是否正常，经万用表检测之后，发现供电电压处于正常范围，但更换新的接触器之后，又出现了烧毁故障；然后将辅助变压器二次侧AC220V电源直接接到提升接触器线圈控制回路上，重新启动设备，并且运行一段时间之后没有出现线圈烧毁的现象，因此，初步判定故障排除；最后将电气室内参数超隔离稳压电源变压器进行更换，并将接线方式恢复至原来状态，烧毁故障也没有发生，进而彻底修复线圈烧毁故障。3.2.3切换柜内接触器线圈烧毁故障处理总结此次故障原因是由于参数超隔离稳压电源长时间运行后，内部电容老化容量降低，导致接触器线圈在通电的瞬间电流过大，烧毁线圈。另外值得注意的是此接触器所需供电电压虽然为AC220V，但是在每个接触器上均有一个小型的整流模块，将AC220V转变为DC220V，所以接触器线圈的实际供电电压为DC220V。如果出现单个接触器线圈烧毁的故障现象后，首先应先检查接触器上的整流模块是否损坏，其次再检查外部供电电压。结语随着我国科学技术的发展，露天采矿设备的功能越来越强大，内部构造越来越复杂，相应的设备故障检修难度也不断提高，只有全面掌握先进采矿设备的内部构造原理和故障原因，才能及时消除设备故障，尽快恢复生产。相关人员在日常工作当中也要加强对设备的保养与维护，及时消除故障隐患，提高设备的可靠性。参考文献1王华.浅谈WK-35电铲的电气故障类型与排除措施J.技术与市场,2017,24