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采煤机机载式变频器的故障分析与维护保养
2011-06-22 16:31:41 来源:《科技致富向导》 作者:刘顺花 【 】 浏览:1536次 评论:0
  【摘要】采煤机的牵引驱动系有传统的液压牵引改为电力牵引后,体现了突出的优势。但是这使得采煤机的结构更加的复杂化。因为电动牵引所需要采用的以变频器为核心的调速系统存在着一定的局限性,因为采煤作业的工况恶劣因此使得变频器会产生一系列的故障。所以在实际的工作中应当注意对变频器故障的重视,在对其工作特性进行细致了解的基础上,采用合理的措施进行克服,以保证变频器的工作稳定性和安全性。
  【关键词】采煤机;变频器;故障分析;解决措施
  
  1.采煤机变频器概述
  采煤机是煤炭生产中最关键的设备之一,目前的采煤机已经借助机电一体化的技术形成了机械、电气、液压系统为一体的综合性复杂设备组合。同时采煤机的复杂工况、却与其精密的复杂结构相矛盾,即采煤机工作的环境恶劣,运转时会受到煤炭、岩石等巨大的冲击同时还会受到粉尘、水雾等不利于机械运行的因素影响,导致了采煤机的机械构件和液压元件磨损大,电气元件故障频繁等,这些都直接影响了采煤机的使用寿命。而采煤机上的变频器更是采煤机电力牵引部分的核心电气元件,其主要负责控制采煤机的行走速度,具有操作简单、动作灵敏、工作效率高等优势。而在恶劣的工况下变频器往往会出现各种故障,因此提高对其的维修效率和增强保养措施是十分必要的。
  2.采煤机载变频器的工作故障分析
  根据经验采煤机的变频器故障有以下几种:
  2.1工作参数设置故障
  这种故障的产生是对变频器的基本参数设定出现问题由此产生的工作故障。
  2.1.1参数设定
  变频器自出厂的时候起参数值是一个相对固定的指标,在使用中应当对其进行必要的调整。(1)确认电机的参数,设置电机的功率、最大功率、电流、电压等。(2)设置变频器控制方式,也就是选择相应的速度控制、转矩控制、PID控制以及其他控制形式,以此确定变频器的工作模式,然后进行静态或者动态的识别。(3)设置变频器的启动形式,通常是利用控制面板、外部端子、通讯信号等方式进行。(4)指定信号的形式,通常的变频器的给定频率也可以有多种选择,如:面板指定、外部指定、外部电源给定、通讯方式给定等。
  2.1.2对参数设置故障的处理方法
  如出现参数给定的故障,因此进行说明书的查阅,并按照其指定的操作方法进行按步骤操作,如仍不能恢复则应当先恢复出厂的默认数值,然后在进行分步骤操作,达到从新设定的目的。
  2.2过电压引发的故障
  这种情况主要的表现是直流母线的支路电压为三相全波整流后的平均值。都有一个正常的工作电压范围,如果超出就会对变频器产生负面影响导致毁坏。通常有两种形式:(1)输入的交流电压低,这主要是指输入超过正常水平,一般发生在轻负荷或者电路问题。(2)发电过电压,这种情况是电机同频转速要高于实际,这时电机就会形成发电,而变频器通常没有制动功能,这样就会引发一下情况:
  2.2.1采煤机空载的时候转速高惯性较大,减速的时间小,在减速的时候加速度就会增加,变频器输出的速度比较快。而采煤机本身受到阻力减速较慢,这就使得采煤机拖动电机的转速比高于了变频器输出功率所对应的转速,电机处在发电状态下,而变频器没有回馈元件,这样就使得变频器的支流电路中的电压增高,超过保护值造成故障。可以采用以下方法进行处理:修改变频器的基本参数,将减速的时间延时;增加额外的制动单元对速度进行控制;生产操作中采用空载低速缓进的形式运行采煤机。
  2.2.2采煤机在先行走的时候两个电机拖动而其负荷分配不均匀,造成一个实际的运行功率大于另一个,高速的一方就会成为原动电机,速度低的就会处在发电状态,从而导致电压过载。可以采用以下方法进行处理:增强机械的维护,保证两个电机的负荷均衡分配;增加负荷控制系统,使之负荷达到平衡,将变频器的特性作出调整使之柔性增强。
  2.3电流过载故障
  这种电流过载现象主要有加速、减速、匀速电流,因为加速时电流变化时间短负荷变剧烈,负荷分配不均匀,输出短路等都能够引起这种故障。应对措施是通过延长加速的时间,外加以下耗能制动元件,进行载荷分配,巡查供电线路等方式控制过流故障。如果断开负荷而变频器仍然出现过流则应对进行更换。
  2.4过载引发故障
  这种故障包括变频器过载和电机过载两种,原因是加速时间短;直流制动量超标;电网电压过低;载荷过大等。处理方式:增加变速的时间;延长制动的时间限制;检测电网的电压等;检测牵引速度的情况是否过大。有时行走系统故障或者煤层中含有矸引等,会造成运行阻力的剧增,这样也会过载,也应当进行检查并排除。
  2.5谐波引发的故障
  变频器本身会产生一种非线性的高次谐波,这会引起电动机的转矩脉动;电机输出功率不足;电机发热;还会造成变频器输出电缆漏电增加等。因此应当控制变频器的谐波,防止某些故障。具体的措施有:
  2.5.1提高变频器的电源抗阻
  一般的情况是,电源设备的内部抗阻能够帮助缓解变频器直流过滤电容产生的无功功率,这种内阻抗实际是变频器的短路阻抗。当电源的容量对于变频器电容变小时,其内阻抗反而会增加而同时谐波则减少;电源容量相对变频器容量增大时,内阻抗的抗值增大则谐波含量也会增加。因此,应当适当的调整电源的内阻抗,如:三菱FR-F540变频器当电源内阻抗为4%的时候抗谐波的效果最佳。因此选择变频器的供电电源变压器时应当选择短路阻抗大的。
  2.5.2安装电子抗谐波装置
  这种电抗器实际上就是一个在外边增加变频器供电电源内阻抗的装置。在变频器的交流侧安装交流电抗器,在直流侧则安装直流电抗器,分别安装或者同时安装都可以起到抑制谐波的作用。
  2.5.3安装专用谐波器
  专用的谐波器主要是可以检测变频器的谐波电流幅值和相位,同时产生应与之相反的电流,其幅值和相位都与之正好相反,输入到变频器中,以此来吸收其产生的谐波电流。
  2.6设备发热问题
  变流器的发热是因为内部的损耗而产生的,在变频器的各个部分消耗中主电路的消耗最大,为98%以上,而控制电路则只有2%,为了保证变频器的正常运行和可靠性,因此应当采用适当的方式进行散热。
  2.6.1安装散热风扇
  在变频器的内部增加风扇可以将变频器箱体内部的热量带走,因此可以同这样的方式进行散热,但是需要对风扇进行监控,如停转就应当停止工作。
  2.6.2降低环境温度
  变频器需要一个指定的工作温度,通常在-10-50℃之间,因此应当满足这一要求,保证变频器安装位置有足够的空间;安装时应当注意周围设备情况远离热源;杜绝在非正常情况下进行工作。
  3.其他防护措施
  3.1变频器的防震动措施
  可以通过增加外壳和内部强度的方式抵挡振动影响,从新制作工作的前后挡板,并且增加固定支架来稳定设备等。对变频器的内部电路板进行加固,增加电路板的固定柱数量。固定变频器的电容,原有的电容一般为两个固定点,可在安装时增加两个,或者利用固定夹板进行加固,利用黏胶将螺丝进行固定,注意是防止振动导致螺丝松动而脱落造成短路。
  3.2变频器的防水措施
  在安装完成后应当前后机盖进行密封处理,并保证关键部位不渗漏。
  
  【参考文献】
  [1]张文东.浅谈变频器在采煤机中的应用[J].变频器世界,2010,(01).
  [2]申运素.采煤机变频器的维护和故障维修[J].科技资讯,2010,(03).
  [3]葛宏兵.大功率采煤机的变频器的故障排除和维护[J].煤矿开采,2010,(01).
  [4]刘洪刚,赵丽丽.采煤机变频器系统故障诊断的研究[J].煤矿机械,2010,(02).
  [5]胡俊,等.采煤机变频器故障诊断技术[J].煤矿机械,2008,(9).
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Tags:采煤机 变频器 故障分析 解决措施 责任编辑:草木含羞

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