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摘要：文章介绍了几种常见的采煤机变频故障类型及其处理办法，并简要叙述了变频器正确的使用方法和维护措施，旨在使变频器的使用规范化，降低故障发生率，确保采煤工作顺利开展。
关键词：采煤机 变频故障 处理方法
目前，煤矿井下采煤机主要通过变频器来实现左右行走和变速。电牵引采煤机应用变频器替代了传统的液压牵引操作模式，不仅牵引力强，而且操作和后续维修非常便捷。变频器的保护功能齐全，工作效率高，且操作灵活，有助于采煤机稳定、可靠地运行。采煤机变频器主要采用ABB公司的ACS800系列变频器，笔者通过大量的现场实践，总结出一些采煤机变频的常见故障及处理方法，保证了电牵引采煤机的正常运行。
1 采煤机变频故障处理的步骤、原则和过程
1.1 采煤机变频故障处理的步骤 首先应详细了解采煤机变频故障的现象和发生过程，其次分析引起变频故障的原因，判断查找出故障点，然后做好排除故障的准备工作。
1.2 采煤机变频故障处理的原则 在处理变频故障时，根据故障现象和发生过程对故障原因做出正确的分析判断是一项十分重要而复杂的工作。对比较复杂的故障分析判断没有十分把握时，可以按照先简单后复杂、先外部后内部的原则来处理。
1.3 采煤机变频故障处理的过程
1.3.1 在排查变频器故障前，变频器电源要持续供应。
1.3.2 检查变频控制盘能否正常工作。若仅有一个控制盘不亮，可将连接线、控制盘互换判断其是否损坏。若控制盘数据显示为：
CDP312（R） PANEL Vx.xx
……………
光标不停地闪烁，则表示变频器主板损坏，变频器需换新。若连接线、控制盘互换后该控制盘仍然不亮，就应该对进线侧三个快速熔断器进行检查，若其工作状态正常，便可确定故障点在变频器RMIO控制板上，需立即换新RMIO控制板。
1.3.3 观察控制盘显示内容，警告及故障显示分别如下：
变频器型号、容量：
ACS800-01-0070-3 ACS800-01-0070-3
警告或故障的英文：
***WARNING*** ***FAULT***
警告或故障内容：
DC BUS LIM（3211） MOTOR STALL（7121）
（3211）表示警告或故障对应的号码。（下文将具体阐述各种警告、故障对应的中文解释。）
1.3.4 控制盘显示的内容中，SPEED速度、CURRENT电流、TORQUE转矩对于故障类型的判定及定位十分重要，因此必须严格检查这几项内容。
2 采煤机变频的常见故障及处理方法
2.1 牵引间断
2.1.1 故障现象。采煤机运行时停止牵引，截割和油泵电机正常运行，牵引电机无法二次启动，显示屏无故障显示，重复操作时出现故障消失牵引正常现象。
2.1.2 故障分析。认真观察故障发生时，显示屏显示两变频器都没有直流母线电压通过，而且变频器控制盘无故障显示，这说明变频器属非故障停车，无直流母线电压，初步判定变频器电源或整流部分出现了故障。
2.1.3 现场检查及处理。①打开变频器快速熔断器检查其能否正常使用。②拆开变频器的电源输入线，检查整流部分，先确定变频器内部直流电源的N、P两端，调节万用表电阻到x10档，P端连接红表棒，R、S、T端分别连接黑表棒，阻值大致平衡，约为几十欧。然后P端连接黑表棒，R、S、T端分别连接红表棒，由此得到的阻值便接近于无穷大。完成上述操作后，再将N端与红表棒连接，重复上述连接操作，若得到的结果相同，则初步判定故障点不在变频器整流部分。③检查变频器外围电路。两个变频器电源并联，故障几乎同步发生，因此初步锁定三个故障点：变压器、接触器、电源连接端子。为了保障井下安全操作，煤安规程明令禁止除专业检修人员以外的工人在未切断设备工作电源的情况下自行开盖检修井下设备。若设备出现故障，可通过排除法一一排查故障点，检查变压器引出线柱及连接端子是否烧损、虚接，甩开变频器送电接触器，变频器直接通电试运行，彻底排除设备故障。然后拆解接触器，发现接触器吸合线圈的整流电路中有一处虚接的整流管，因此接触器吸合力达不到设计要求，变频器也就无法通过接触器正常接收三相电源，导致采煤机出现间断不牵引的问题。④接触器换新，排除故障。
2.2 不牵引
2.2.1 故障现象。交接班之前采煤机正常运行，交接班后采煤机重新通电，机组不能牵引，加速装置无法给定速度，显示变频器通讯故障。
2.2.2 故障分析。通讯故障通常涉及两种状况：①主控PLC或变频器故障；②主控PLC与变频器的通讯电缆故
障。当其他控制功能无故障时，可基本断定故障点在主控PLC与变频器的通讯电缆处。
2.2.3 现场检查及处理。井下设备开盖检查，发现1号、2号变频器工作状态稳定，但无法联机运行。1号作主机，1号工作状态稳定，2号不工作，无故障显示；2号作主机，两个变频器都不工作，显示通讯故障。查看通讯光纤无故障。对1、2号变频器进行故障检测，发现1号运行状态稳定，2号显示FF52失去电动机参数，由此断定故障点在2号。更换备用变频器（3号变频器）后，1、3号可以单机运行，但联机运行不稳定。联机后，1、3号分别作主机时，主机运行状态稳定，但从机无法正常运行，且无故障显示。因此，初步判定主机与从机的工作参数不一致。于是分别检查了主机与从机的参数设置，结果一切正常。工程人员将3号变频器主板换新，虽排除了故障，单机运行稳定，联机后3号变频器作主机时能够稳定运行，作从机时不工作，且显示从机通讯故障。由此进一步判定故障点出现在变频器主从通讯模块处，但通讯模块换新后故障仍未排除，于是判定故障点在1号主板，1号主板换新后机组牵引故障彻底排除。原机组1、2、3号变频器主板都存在结露现象，这是由于井下通风条件不好，潮湿的空气进入变频器腔，设备工作时腔内温度升高，潮湿的空气变成水蒸气，停机后水蒸气遇冷凝结成水珠附着在集成电路板上，设备再次通电电路板就会短路。为防止这一现象再次发生，变频器内的吸潮剂必须换新。 2.3 通讯故障
2.3.1 故障现象。控制盘均显示如下：
ACS800-01-0070-3
***FAULT***
COMM MODULE（7510）
2.3.2 故障分析。当两个控制盘均显示以上内容时，则可以判断是主变频器没有接到调用主用户命令，两台变频器均变为从用户宏，都在等待主变频器给它发送指令。当只有一个控制盘显示以上内容时，则要对主从通讯光纤及通讯模块RDCO-03或02进行检查。采煤机工作时振动幅度较大，可能使通讯模块RDCO-03或02松动。
2.3.3 现场检查及处理。检查PLC到主变频器X22端子的连线特别是图纸中注明“调宏”的那根线，如有问题更换这根线。采取更换的方法判断通讯模块是否损坏，如果损坏更换通讯模块。
2.4 逆变模块输出故障
2.4.1 故障现象。逆变电路输出突发故障后，设备显示短路故障。
2.4.2 故障分析。当变频器驱动电路故障或电缆、电机损坏，会导致逆变模块损坏。
2.4.3 现场检查及处理。检测逆变电路运行状态是否正常。先将万用表的红表笔与直流电源的正端接触，黑表笔分别与U、V、W端接触，所测得的电阻值应达到几十欧姆，且各相阻值几乎无差别，反相应为无穷大，则判定逆变模块运行稳定，反之则模块被损坏。检查并排除上述故障后，更换IGBT模块。
3 变频器使用和维护
3.1 定期检查和维护 待印刷板的电荷指示灯熄灭后开始对设备进行检查与维护。借助万用表等仪器对变频器主回路端子间P、N的电压进行量测，确保其不超过DC30V后再开始后续工作。①查看冷却系统运行状态，将空气过滤器清理干净。②查看紧固螺栓、螺钉等紧固部位，如有松动应立即旋紧。③查看导体、绝缘体，及时更换破损、老化或严重腐蚀的元部件。④查看端子排有无故障，确保其不粗糙、不破损。⑤测试绝缘电阻：a通过兆欧表对外部回路绝缘电阻施测时，必须全部拆掉变频器端子，确保变频器不受测试电压的干扰；b通过兆欧表对变频器机身绝缘电阻施测时仅在主回路中实施，将变频器接线拆掉，W、V、U、R、T、S各端子全部短路，借助500VDC兆欧表对其与接地端子之间的电阻施测，电阻值应大于5MΩ；c宜采用万用表的高阻档对控制回路的通断施测，而不宜采用兆欧表与蜂鸣器。⑥及时更换损坏或老化的零部件（如接触器、冷却风扇及滤波电容器）。⑦每隔一段时间需指派专人清理变频器，使设备内部保持清洁、干燥。⑧控制电压要根据设备运行参数而定。另外要开展顺序保护动作试验，以确保保护回路、显示回路稳定运行。⑨变频器单机运行时输出电压的平衡度应符合设计要求。⑩检查逆变器模块和整流桥模块：a万用表的电阻测量档设定为1Ω；b将连接外部连接的电源线（R、S、T）及电机连接线（U、V、W）拆掉；c在变频器的端子排R、S、T、U、V、W、P、N处，交换万用表的极性对其导通状态施测。若万用表显示电阻值为几十欧，则为导通；万用表显示∞值表示不导通。施测时，必须选择型号符合模块类型的万用表，所测得的电阻值各不相同，如果各项阻值几乎无太大差异，则断定导通状态良好。
3.2 使用维护及注意事项 ①采煤机启动前先查看冷却水的水量与水压，确保通水后再启动煤机。②采煤机停机操作顺序：停止牵引→关停整机电源。切断牵引装置的电源后，当变频器指示灯完全熄灭后才能再次供电。③切断变频器与牵引电机的连接电缆后，再对牵引电机的绝缘状态进行检查，以免损坏变频器。④在设备维护阶段，为防止静电等一系列因素的干扰，主电源断电超过5分钟，且电路电容放完电才能对设备进行维护。静电干扰是ACS800变频器控制电路板故障的诱发因素，在设备检修维护的过程中要特别注意这一细节。⑤在维护和检修变频器时，为防止变频器遭受永久性破坏，严禁将变频器主电源与输出端子相连。⑥开盖检修的过程中，要重点检查元件外观，确保其外观无异常，电解电容不变形，不漏液，充电电阻无过热现象，导线导通状态正常，绝缘体无腐蚀、老化现象，及时拧紧松脱的螺钉和螺栓。⑦井下粉尘量和空气湿度较大，容易侵蚀变频器集成电路板破坏其导通功能。因此井下作业必须采取一定的防潮除尘措施，并且变频器腔内的吸潮剂要定期换新，不宜在粉尘量超标的情况下开启防爆壳盖。
4 结语
采煤机变频器属于采煤机核心部件，对其进行维护和检修不仅需要一定的专业技术，而且操作复杂。处理事故时除了熟悉故障的类型和特点，还必须高度关注各种显示，熟练掌握操作工序，以灵活应对各类突发状况。维护时先理清思路，按部就班地进行拆卸工作。要扩大事故范围，通过现象分析，准确定位故障点。加强维护和保养，积累丰富现场经验，确保采煤生产的正常进行。
参考文献：
[1]王泰基.浅谈连续采煤机机载变频器的抗干扰措施[J].科技情报开发与经济，2010（26）.
[2]周少金.降低变频故障停机率，提高节能效果[J].企业技术开发，2012（11）.
[3]刘军，王忠宾，牛可，朱雯川.电牵引采煤机变频牵引单元全参数监控系统[J].煤炭科学技术，2011（03）.
关键词：采煤机 变频故障 处理方法
目前，煤矿井下采煤机主要通过变频器来实现左右行走和变速。电牵引采煤机应用变频器替代了传统的液压牵引操作模式，不仅牵引力强，而且操作和后续维修非常便捷。变频器的保护功能齐全，工作效率高，且操作灵活，有助于采煤机稳定、可靠地运行。采煤机变频器主要采用ABB公司的ACS800系列变频器，笔者通过大量的现场实践，总结出一些采煤机变频的常见故障及处理方法，保证了电牵引采煤机的正常运行。
1 采煤机变频故障处理的步骤、原则和过程
1.1 采煤机变频故障处理的步骤 首先应详细了解采煤机变频故障的现象和发生过程，其次分析引起变频故障的原因，判断查找出故障点，然后做好排除故障的准备工作。
1.2 采煤机变频故障处理的原则 在处理变频故障时，根据故障现象和发生过程对故障原因做出正确的分析判断是一项十分重要而复杂的工作。对比较复杂的故障分析判断没有十分把握时，可以按照先简单后复杂、先外部后内部的原则来处理。
1.3 采煤机变频故障处理的过程
1.3.1 在排查变频器故障前，变频器电源要持续供应。
1.3.2 检查变频控制盘能否正常工作。若仅有一个控制盘不亮，可将连接线、控制盘互换判断其是否损坏。若控制盘数据显示为：
CDP312（R） PANEL Vx.xx
……………
光标不停地闪烁，则表示变频器主板损坏，变频器需换新。若连接线、控制盘互换后该控制盘仍然不亮，就应该对进线侧三个快速熔断器进行检查，若其工作状态正常，便可确定故障点在变频器RMIO控制板上，需立即换新RMIO控制板。
1.3.3 观察控制盘显示内容，警告及故障显示分别如下：
变频器型号、容量：
ACS800-01-0070-3 ACS800-01-0070-3
警告或故障的英文：
***WARNING*** ***FAULT***
警告或故障内容：
DC BUS LIM（3211） MOTOR STALL（7121）
（3211）表示警告或故障对应的号码。（下文将具体阐述各种警告、故障对应的中文解释。）
1.3.4 控制盘显示的内容中，SPEED速度、CURRENT电流、TORQUE转矩对于故障类型的判定及定位十分重要，因此必须严格检查这几项内容。
2 采煤机变频的常见故障及处理方法
2.1 牵引间断
2.1.1 故障现象。采煤机运行时停止牵引，截割和油泵电机正常运行，牵引电机无法二次启动，显示屏无故障显示，重复操作时出现故障消失牵引正常现象。
2.1.2 故障分析。认真观察故障发生时，显示屏显示两变频器都没有直流母线电压通过，而且变频器控制盘无故障显示，这说明变频器属非故障停车，无直流母线电压，初步判定变频器电源或整流部分出现了故障。
2.1.3 现场检查及处理。①打开变频器快速熔断器检查其能否正常使用。②拆开变频器的电源输入线，检查整流部分，先确定变频器内部直流电源的N、P两端，调节万用表电阻到x10档，P端连接红表棒，R、S、T端分别连接黑表棒，阻值大致平衡，约为几十欧。然后P端连接黑表棒，R、S、T端分别连接红表棒，由此得到的阻值便接近于无穷大。完成上述操作后，再将N端与红表棒连接，重复上述连接操作，若得到的结果相同，则初步判定故障点不在变频器整流部分。③检查变频器外围电路。两个变频器电源并联，故障几乎同步发生，因此初步锁定三个故障点：变压器、接触器、电源连接端子。为了保障井下安全操作，煤安规程明令禁止除专业检修人员以外的工人在未切断设备工作电源的情况下自行开盖检修井下设备。若设备出现故障，可通过排除法一一排查故障点，检查变压器引出线柱及连接端子是否烧损、虚接，甩开变频器送电接触器，变频器直接通电试运行，彻底排除设备故障。然后拆解接触器，发现接触器吸合线圈的整流电路中有一处虚接的整流管，因此接触器吸合力达不到设计要求，变频器也就无法通过接触器正常接收三相电源，导致采煤机出现间断不牵引的问题。④接触器换新，排除故障。
2.2 不牵引
2.2.1 故障现象。交接班之前采煤机正常运行，交接班后采煤机重新通电，机组不能牵引，加速装置无法给定速度，显示变频器通讯故障。
2.2.2 故障分析。通讯故障通常涉及两种状况：①主控PLC或变频器故障；②主控PLC与变频器的通讯电缆故
障。当其他控制功能无故障时，可基本断定故障点在主控PLC与变频器的通讯电缆处。
2.2.3 现场检查及处理。井下设备开盖检查，发现1号、2号变频器工作状态稳定，但无法联机运行。1号作主机，1号工作状态稳定，2号不工作，无故障显示；2号作主机，两个变频器都不工作，显示通讯故障。查看通讯光纤无故障。对1、2号变频器进行故障检测，发现1号运行状态稳定，2号显示FF52失去电动机参数，由此断定故障点在2号。更换备用变频器（3号变频器）后，1、3号可以单机运行，但联机运行不稳定。联机后，1、3号分别作主机时，主机运行状态稳定，但从机无法正常运行，且无故障显示。因此，初步判定主机与从机的工作参数不一致。于是分别检查了主机与从机的参数设置，结果一切正常。工程人员将3号变频器主板换新，虽排除了故障，单机运行稳定，联机后3号变频器作主机时能够稳定运行，作从机时不工作，且显示从机通讯故障。由此进一步判定故障点出现在变频器主从通讯模块处，但通讯模块换新后故障仍未排除，于是判定故障点在1号主板，1号主板换新后机组牵引故障彻底排除。原机组1、2、3号变频器主板都存在结露现象，这是由于井下通风条件不好，潮湿的空气进入变频器腔，设备工作时腔内温度升高，潮湿的空气变成水蒸气，停机后水蒸气遇冷凝结成水珠附着在集成电路板上，设备再次通电电路板就会短路。为防止这一现象再次发生，变频器内的吸潮剂必须换新。 2.3 通讯故障
2.3.1 故障现象。控制盘均显示如下：
ACS800-01-0070-3
***FAULT***
COMM MODULE（7510）
2.3.2 故障分析。当两个控制盘均显示以上内容时，则可以判断是主变频器没有接到调用主用户命令，两台变频器均变为从用户宏，都在等待主变频器给它发送指令。当只有一个控制盘显示以上内容时，则要对主从通讯光纤及通讯模块RDCO-03或02进行检查。采煤机工作时振动幅度较大，可能使通讯模块RDCO-03或02松动。
2.3.3 现场检查及处理。检查PLC到主变频器X22端子的连线特别是图纸中注明“调宏”的那根线，如有问题更换这根线。采取更换的方法判断通讯模块是否损坏，如果损坏更换通讯模块。
2.4 逆变模块输出故障
2.4.1 故障现象。逆变电路输出突发故障后，设备显示短路故障。
2.4.2 故障分析。当变频器驱动电路故障或电缆、电机损坏，会导致逆变模块损坏。
2.4.3 现场检查及处理。检测逆变电路运行状态是否正常。先将万用表的红表笔与直流电源的正端接触，黑表笔分别与U、V、W端接触，所测得的电阻值应达到几十欧姆，且各相阻值几乎无差别，反相应为无穷大，则判定逆变模块运行稳定，反之则模块被损坏。检查并排除上述故障后，更换IGBT模块。
3 变频器使用和维护
3.1 定期检查和维护 待印刷板的电荷指示灯熄灭后开始对设备进行检查与维护。借助万用表等仪器对变频器主回路端子间P、N的电压进行量测，确保其不超过DC30V后再开始后续工作。①查看冷却系统运行状态，将空气过滤器清理干净。②查看紧固螺栓、螺钉等紧固部位，如有松动应立即旋紧。③查看导体、绝缘体，及时更换破损、老化或严重腐蚀的元部件。④查看端子排有无故障，确保其不粗糙、不破损。⑤测试绝缘电阻：a通过兆欧表对外部回路绝缘电阻施测时，必须全部拆掉变频器端子，确保变频器不受测试电压的干扰；b通过兆欧表对变频器机身绝缘电阻施测时仅在主回路中实施，将变频器接线拆掉，W、V、U、R、T、S各端子全部短路，借助500VDC兆欧表对其与接地端子之间的电阻施测，电阻值应大于5MΩ；c宜采用万用表的高阻档对控制回路的通断施测，而不宜采用兆欧表与蜂鸣器。⑥及时更换损坏或老化的零部件（如接触器、冷却风扇及滤波电容器）。⑦每隔一段时间需指派专人清理变频器，使设备内部保持清洁、干燥。⑧控制电压要根据设备运行参数而定。另外要开展顺序保护动作试验，以确保保护回路、显示回路稳定运行。⑨变频器单机运行时输出电压的平衡度应符合设计要求。⑩检查逆变器模块和整流桥模块：a万用表的电阻测量档设定为1Ω；b将连接外部连接的电源线（R、S、T）及电机连接线（U、V、W）拆掉；c在变频器的端子排R、S、T、U、V、W、P、N处，交换万用表的极性对其导通状态施测。若万用表显示电阻值为几十欧，则为导通；万用表显示∞值表示不导通。施测时，必须选择型号符合模块类型的万用表，所测得的电阻值各不相同，如果各项阻值几乎无太大差异，则断定导通状态良好。
3.2 使用维护及注意事项 ①采煤机启动前先查看冷却水的水量与水压，确保通水后再启动煤机。②采煤机停机操作顺序：停止牵引→关停整机电源。切断牵引装置的电源后，当变频器指示灯完全熄灭后才能再次供电。③切断变频器与牵引电机的连接电缆后，再对牵引电机的绝缘状态进行检查，以免损坏变频器。④在设备维护阶段，为防止静电等一系列因素的干扰，主电源断电超过5分钟，且电路电容放完电才能对设备进行维护。静电干扰是ACS800变频器控制电路板故障的诱发因素，在设备检修维护的过程中要特别注意这一细节。⑤在维护和检修变频器时，为防止变频器遭受永久性破坏，严禁将变频器主电源与输出端子相连。⑥开盖检修的过程中，要重点检查元件外观，确保其外观无异常，电解电容不变形，不漏液，充电电阻无过热现象，导线导通状态正常，绝缘体无腐蚀、老化现象，及时拧紧松脱的螺钉和螺栓。⑦井下粉尘量和空气湿度较大，容易侵蚀变频器集成电路板破坏其导通功能。因此井下作业必须采取一定的防潮除尘措施，并且变频器腔内的吸潮剂要定期换新，不宜在粉尘量超标的情况下开启防爆壳盖。
4 结语
采煤机变频器属于采煤机核心部件，对其进行维护和检修不仅需要一定的专业技术，而且操作复杂。处理事故时除了熟悉故障的类型和特点，还必须高度关注各种显示，熟练掌握操作工序，以灵活应对各类突发状况。维护时先理清思路，按部就班地进行拆卸工作。要扩大事故范围，通过现象分析，准确定位故障点。加强维护和保养，积累丰富现场经验，确保采煤生产的正常进行。
参考文献：
[1]王泰基.浅谈连续采煤机机载变频器的抗干扰措施[J].科技情报开发与经济，2010（26）.
[2]周少金.降低变频故障停机率，提高节能效果[J].企业技术开发，2012（11）.
[3]刘军，王忠宾，牛可，朱雯川.电牵引采煤机变频牵引单元全参数监控系统[J].煤炭科学技术，2011（03）.