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1、探索WK-35电铲的电气故障类型 摘要：随着我国经济建设的快速发展，我国的露天采矿业也取得了突破性进展，无论是在管理方面还是工程设备等方面都取得了不小的进步。WK-35电铲是露天采矿工作当中的重要设备之一，其运行质量的好坏直接影响到采矿的进度和质量，因此，对其的研究工作具有重要应用价值。本文对WK-35电铲的电气故障类型进行分析。 关键词：WK-35电铲；故障类型；露天采矿业 中图分类号： F407 文献标识码： A 文章编号： 改革开放以来，社会主义建设工作取得了丰硕的发展成果。露天采矿行业更是借助了各种优势，在各行业的发展过程中，占据了领先位置。随着高新技术的不断介入，工程设备的技术含量越
2、来越高。这在为人们从事高难度施工项目时提供了强大的辅助力量。然而，高新设备的质量问题以及各种故障类型的排除问题也成为了人们关注的热点，由于现有的维护人员在技术掌握程度上很难满足高新设备的维护技能需求，很多设备在出现故障时，常常会得不到及时的维修，从而耽误工程的施工进度。本文以WK-35电铲为例，对其电气故障类型进行阐述，希望能够为相关的维护工作者提供一些技术上的帮助。 一、WK-35的电控系统 WK-35电铲的电控系统由“综合监控HMI+PLC+变频传动”组成。HMI综合监控系统检测和显示电铲的运行状态, PLC实现整铲运行的时序逻辑控制,变频传动驱动各机构协调动作,实现电铲的可控运行。 WK
3、-35的动力系统 由矿山采场变电所提供的高压(6 kV或10 kV)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。 WK-35的控制系统 控制系统以PLC为核心,采用PROFIBUS DP现场总线控制方式。CPU通过PROFIBUS DP现场总线获取各机构逆变器及AFE整流回馈单元的运行状态和故障信息;通过开关量输入模块获取配电与辅助回路运行状态与故障信息、安全保护与行程限位信息等;通过
4、模拟量输入模块获取轴承及电机绕组的温度等信息;经逻辑比较与数据运算后,通过相同的路径对整 个电气系统进行控制。 二、可复位故障 (一) 辅助电机的热保护 热继电器是利用通过元件的电流产生热量，导致检测元件因热而弯曲，继而带动机构动作的一种继电器。其主要是应用在电动机的过载保护以及断相保护等方面。对其类型的选择一般是根据配置的电动机的具体额定电流大小选用。热继电器的整定值应是电动机的0.951.05倍，也可以选取热继电器整定电流的中值作为电动机的额定电流，并在后面进行调整，从而确保二者之间的电流匹配。 (二) 断路器保护 用于将负载电流或者短路电流分开或者接通的断路器，可以在电路发生短路或者过载
5、时起到保护功能，一旦电源线路或者电动机出现严重过载以及欠压等情况时，断电器能够将电路自动切断。在WK-35电铲中，为了能够确保状态的及时掌握，PLC会对各个开关的状态进行检测，如果检测出某些脱离的闭合位置，PLC便会立即进行报警。 (三) 油流、限位等状态保护 WK-35电铲高压启动后，便会提升减速机和回转构减速机的稀油润滑泵将启动, AFE整流装置启动后,将对其进行检测,在油泵电机过热或无油流时将进行报警;同时,对于梯子状态也将进行检测,一旦发现，梯子并没有处于工作状态，便会立即报警。 (四) 逆变器的各种保护报警 WK-35电铲使用的变频器均是目前最先进的工业型产品,具有完善的自我保护功能
6、,如电机过载、变频器温度过高、短路等都会自我保护,并使机构停止运行。 三、不可复位的故障 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。 四、WK-35的自诊断系统 WK-35的自诊断系统由PLC和位于司机室的人机界面HMI组成, PLC通过其输入模块和PROFIBUS网路采集现场的信号,经过CPU处理将故障信息通过人机界面输出,当系统发生可复位的及部分不可复位故障时,系统就会进行报警提示。对于曾经出现的故障可以通过历史故障界面进行查询。 电铲运行状态监测 电铲除可以进行实时故障提示和历史故障查询外,还可
7、以通过综合故障监测、润滑系统故障监测、辅助电机故障指示、通讯故障和逆变器启动信号监测、逆变器故障监测及逆变器状态等界面对系统运行状态及故障进行查询及监测, 指示灯红色提示发生了故障,需要进行修理,绿色表示正常。 电铲的故障速查 电铲启动时,电铲司机除了可以通过上述界面进行故障查找外还可以通过故障速查的方式迅速找到AFE整流单元不启动及各机构制动器打不开的原因。通过点击“故障速查”按键进入故障速查界面,迅速找到故障原因,也可以通过点击故障点进入下一级界面,进一步确定故障点。该画面包含了电铲各机构动作的连锁控制状态,如制动器的状态监控界面,通过该界面可迅速找到制动器打不开的原因,同样也可以进一步点
8、击故障点,进入下一级界面,快速确定故障点。 五、故障的排除 (一) WK-35辅助机构故障的确定与排除 控制系统的电气故障均可以通过上述的状态监测和故障速查及时查到,根据界面上的提示加以处理。如电机过热继电器动作往往是由于电机过载或电机故障引起的,有时电机单相运行也会引起热继电器动作;断路器跳闸大多数是由于短路或单相接地引起的。 (二)WK-35调速系统故障的确定与排除 变频器的故障及警告可以通过故障信息帮助界面或装置上的PMU读出,对于几种常见的故障可以在人机界面的下一级界面查到,不常见的故障需要维护手册或变频器使用大全上的提示查找故障原因进行修理。 六、总结 随着工程设备的不断改进，露天采
9、矿设备的技术含量也明显提升，这为我国的露天采矿行业冲击国际市场提供了强大的推动力量。但是，相对于西方发达国家，我国在先进的露天采矿设备研制与资金投入等方面都存在着一定的不足，加之相关的技术人员水平不高，从而导致在很多先进设备引入之后，常常因为一些小故障而无法使用，造成资源的大量浪费。本文对WK-35电铲设备的故障类型分析，希望能够为有关的维护人员提供一些帮助。 参考文献： 1 杜座军.395B电铲推压电机没有驱动故障的原因分析及解决办法J.内蒙古石油化工. 2011(20). 2 胡通. 2300XP电铲常见电气故障研讨J.铜业工程.2011(06). 3 刘国宏.495HR电铲主机自回故障分析及处理J.内蒙古科技与经济.2011(23). 4 张小良,张自麟,葛永红.2300XP电铲电控系统的国产化数字化改造J.铜业工程. 2010(03). 5 苗根蝉.WK系列大型矿用挖掘机的电气调速和控制系统J.露天采矿技术.2012(04).