郭建來

（西山煤電股份有限公司西曲礦，山西古交030200）

引言

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，煤礦行業(yè)也隨之發(fā)展起來。就采煤機而言，采煤機的牽引驅(qū)動系統(tǒng)從以往的液壓牽引轉(zhuǎn)變成電力牽引，具有明顯優(yōu)勢。這也導(dǎo)致采煤機的構(gòu)架變得非常復(fù)雜。由于電動牽引使用的以變頻器為關(guān)鍵的調(diào)速體系有著很大的限制性，而采煤工作環(huán)境非常惡劣會導(dǎo)致變頻器發(fā)生問題。因此，在進行正式工作時必須關(guān)注變頻器故障，使用合理的方式解決問題，確保其穩(wěn)定性。

1 采煤機變頻器影響因素

采煤機是煤炭行業(yè)中比較重要的設(shè)施之一，在當今社會發(fā)展過程中的采煤機開始憑借機電一體化技術(shù)，形成了電氣系統(tǒng)、機械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)相統(tǒng)一的綜合性設(shè)施組合。與此同時，采煤機較為復(fù)雜的工作情況與其精密復(fù)雜的構(gòu)架相矛盾。由于采煤機工作環(huán)境較差，在進行運轉(zhuǎn)時會遭到煤炭和巖石等沖擊，還會遭到水霧與粉塵等不益于機械運轉(zhuǎn)因素的影響，使采煤機機械零部件以及液壓元件受到嚴重損害，而電氣元件也常發(fā)生故障等[1]。這部分因素都會減短采煤機的使用時間。而采煤機中的變頻器是采煤機電力牽引中的重要元件之一，采煤機變頻器是為了把控采煤機的行走速度，操作起來非常簡便，且動作靈敏、效率高。在較為惡劣的工作環(huán)境下變頻器常會發(fā)生各種問題，所以提升對采煤機變頻器的維修效率以及做好其養(yǎng)護非常關(guān)鍵。

2 采煤機載變頻器故障

2.1 超出電壓造成的故障

超出電壓造成故障，一般體現(xiàn)在直流母線支路電壓三相全波整流后的平均值。其都具備一個工作電壓的范疇，如果超過這個范疇，就會影響或損害到變頻器。一般體現(xiàn)在以下幾種形式：一是輸入交流電壓比較低也就是說輸入高于一般水平，通常出現(xiàn)在電路或者輕負荷問題。二是發(fā)電超出電壓，這樣的現(xiàn)象是電機同頻轉(zhuǎn)速超出了實際，那么此時的電機會形成發(fā)電，一般變頻器不具備制動性能，因而導(dǎo)致發(fā)生多種問題。

例如采煤機在行走過程中兩電機拖動可是其負荷分配不均衡，引起實際的運轉(zhuǎn)功率高于另一個運行功率，而速度比較高的一個就是原動電機。相反，就是處在發(fā)電的狀況，進而造成電壓超過一定的承載力。使用以下方式來解決：添加負荷控制體系，讓其負荷可以達到相應(yīng)的平衡，把變頻器的特點調(diào)節(jié)讓其增加柔性；加強機械設(shè)施的維護，確保兩電機負荷的平均分配。再如，采煤機空載過程中運轉(zhuǎn)的速度快且慣性很大，進行減速的時間少，而進行減速的過程中加速度會上升，變頻器輸出的速度很快。由于采煤機自身遭到阻力減速比較慢，造成了采煤機拖動電機的運行速度比變頻器輸出功率對應(yīng)的運轉(zhuǎn)速度大，而電機處于發(fā)電的情況下，變頻器不具備回饋元件[2]。這樣就導(dǎo)致了變頻器支流電路里的電壓上漲，超出了保護值引發(fā)故障。那么就可以使用以下方式解決：第一，增大額外的制動單元，控制好速度；第二，在生產(chǎn)操作的時候使用空載低速的形式運轉(zhuǎn)采煤機；第三，將變頻器的參數(shù)修正，延長減速時間。

2.2 電流超過承載力引發(fā)的故障

電流超過承載能力的情況一般包含減速、增速、勻速電流，由于進行增速時電流產(chǎn)生變化的時間非常短負荷變得更加劇烈，且負荷分配不平均，輸出短路等都會造成電流過載從而引發(fā)故障。針對此故障，可以把增速的時間加長，并且外加一下耗能制動元件，以平均分配負荷，檢查供電線路等方式對過流故障進行有效控制。

2.3 參數(shù)設(shè)定的工作故障

首先，設(shè)置參數(shù)，變頻器自出廠時開始參數(shù)值就是比較固定的指標，在采用過程中需要做一個調(diào)節(jié)。第一，確定好電機參數(shù)、設(shè)定電機功率、最大電流、最大電壓、最大功率等。第二，設(shè)定變頻器的開啟形式，一般是使用外部端子、通信信號等方法來開展。第三，設(shè)定變頻器的控制方法，選取對應(yīng)的速度控制、轉(zhuǎn)矩、PID和別控制形式，確定變頻器的模式，開展動態(tài)識別工作。第四，信號給定形式，一般變頻器指定頻率的選擇類型較多，如通信方式、外部給定和電源給定等。其次，參數(shù)設(shè)定解決故障的方式，如果發(fā)生參數(shù)指定故障，應(yīng)查詢說明書，并依據(jù)其所給定的操作方式按照相關(guān)步驟進行。若不可恢復(fù)則需恢復(fù)出廠的數(shù)值，接著在進行步驟操作時，達到重新設(shè)置的目的。

2.4 設(shè)施發(fā)熱引發(fā)的故障

通常來說，變流器發(fā)熱是由于內(nèi)部的損耗所造成的，在變頻器各部分消耗的過程中主電路消耗相比于其他部分消耗非常大，大致為95%以上，可是控制電路一般為2%。要想確保變頻器的順利運作，需要使用合適的方法來散熱。第一，設(shè)定散熱風(fēng)扇，在變頻器的內(nèi)部添加風(fēng)扇能夠把變頻器箱體里的熱量統(tǒng)統(tǒng)消除。此外必須對風(fēng)扇進行監(jiān)督和控制，如果停止運行就需暫停工作。第二，將環(huán)境溫度降低。變頻器通常有一個給定的工作溫度，一般在-10～50℃之間，必須充分滿足這個條件，確保變頻器的設(shè)定位置擁有充足的空間。進行安裝時需要關(guān)注到四周設(shè)施實際情況和熱量來源，嚴令禁止在不正常的條件下開展工作。

3 關(guān)于變頻器的維護保養(yǎng)分析

變頻器在長時間運營時，因井下場地環(huán)境非常惡劣，對于變頻器的影響很大，如溫度、濕度、振動方面等。要確保變頻器的順利進行，一定要對變頻器進行維護和保養(yǎng)，而變頻器維護保養(yǎng)的關(guān)鍵部分就是控制回路、濾波電容器、電源、電解電容器、逆變驅(qū)動器等。維護保養(yǎng)的工作一般可以劃分成定時維護和日常維護，其最終目的在于提早查詢到發(fā)生異常的情況，消除粉塵、排除不良問題等[3]。變頻器進行運轉(zhuǎn)時可以經(jīng)過鍵盤面板的轉(zhuǎn)換鍵查找變頻器的參數(shù)，如輸出轉(zhuǎn)矩、輸出電流、輸出電壓等。

首先，日常檢查?；緝?nèi)容就是查看鍵盤面板是否有異常，有沒有字符不清晰或字符丟失。變頻器和引出電纜有沒有發(fā)生變色、變形、出現(xiàn)異常的味道，聲音是不是很大，有沒有振動等不正?，F(xiàn)象。冷卻風(fēng)扇是否可以順利運行，查看變頻器的進線電源是否發(fā)生不正?，F(xiàn)象，電源的開關(guān)是否出現(xiàn)火花，電壓是否正常等。其次，定時檢查，是為了檢查沒有暫停運行而不能檢查到的地方或者在平時檢查時很難發(fā)現(xiàn)的地方。檢查過程中應(yīng)當將電源關(guān)閉，暫停變頻器運轉(zhuǎn)并且卸掉變頻器的外蓋。關(guān)閉電源后主電路濾波電容器上依然存在很高的充電電壓，放電要有一定的時間，通常是5～10 min。一定要等到充電的指示燈滅了后使用電壓表測試確定充電電壓小于DC25 V后才可以進行檢查。每次維護結(jié)束后，都應(yīng)當仔細檢查有沒有被遺失的工具，例如螺釘、導(dǎo)線等，最后才可以把變頻器的外蓋改善，復(fù)原，加強通電準備工作。

4 結(jié)語

采煤機機載式變頻器故障較多，要進行維護和保養(yǎng)，則需要電氣工程相關(guān)技術(shù)人員充分了解、熟悉變頻調(diào)速方面的技術(shù)。使用好變頻器，才能充分發(fā)揮出變頻器當中的各項性能，減少變頻器故障維修成本，提高工作效率。

[1]曾永，劉超.采煤機機載式變頻器的諧波干擾與抑制[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2013（8）：153；158.

[2]袁春雷.淺談采煤機機載式變頻器的故障分析與維護保養(yǎng)[J].中小企業(yè)管理與科技（上半月），2008（2）：75.

[3]畢曉斌.關(guān)于電牽引采煤機變頻器的故障診斷與維修[J].價值工程，2014（15）：78-79.