電鏟ACS800變頻器常見(jiàn)故障分析

摘要：由于ACS800系列DTC控制變頻器的優(yōu)異性能，與西門(mén)子6SE120系列變頻器一同被選用于WK系列電鏟。本文介紹了ACS800系列DTC控制變頻器在WK系列電鏟中常見(jiàn)的故障，并詳細介紹了檢查及維修方法，希望能對相關(guān)維護及維修人員的工作有所幫助。

使用DTC(直接轉矩控制)技術(shù)進(jìn)行變頻調速的ACS800系列變頻器近年來(lái)在世界范圍內被越來(lái)越多的用戶(hù)選擇與肯定，這種有別于矢量控制的全新控制技術(shù)在快速響應以及控制精度上處于領(lǐng)先地位。

WK系列電鏟采用ACS800變頻器進(jìn)行調速控制，是DTC控制技術(shù)全球首次進(jìn)入重裝備行業(yè)，彌補了相應的市場(chǎng)空白。鑒于這種控制技術(shù)在重裝備行業(yè)的使用中尚無(wú)先例，其變頻器產(chǎn)生的故障往往會(huì )對電鏟用戶(hù)及維護人員產(chǎn)生困擾，針對此下面就WK系列電鏟使用ACS800系列變頻器的常見(jiàn)故障進(jìn)行描述分析。

1 常見(jiàn)故障分析

1.1 2330-接地故障或模塊電流不平衡

接地電網(wǎng)中的接地故障，內部電流互感器的電流和過(guò)大。

此故障雖然報警時(shí)顯現于ISU整流單元的面板上，但接地故障的原因卻不局限于整流單元。LCL濾波器、整流器、直流回路、逆變器、電機電纜或電機出現接地故障，或并聯(lián)的逆變模塊電流不平衡都有可能會(huì )報2330 EARTH FAULT。

處理接地故障時(shí)不能只著(zhù)眼于整流單元要全盤(pán)考慮。例如：在某礦報接地故障時(shí)故障就發(fā)生于制動(dòng)單元的電阻電纜，在長(cháng)時(shí)間使用后制動(dòng)單元的電纜表皮磨損接地。某礦電機編碼器的屏蔽層與電機電纜接頭相接，導致接地故障。整個(gè)電鏟都是一個(gè)系統，遇到接地故障時(shí)一定要全面考慮，不光是變頻器內部，還有可能是其他機構接地導致。例如：在某礦報接地故障時(shí)故障發(fā)生原因為逆變機構電機的速度編碼器屏蔽層未能固定可靠與電機三相電源接觸，因屏蔽層雙端接地導致變頻柜接地繼電器報接地故障。

1.2 3210-直流母線(xiàn)電壓過(guò)高

遇見(jiàn)此故障需檢查外部供電電壓是否正常，檢查逆變器相關(guān)參數(如：加減速時(shí)間等)是否在合理范圍內，檢查制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻是否正常。

1.3 CHARGING FLT-直流母線(xiàn)欠壓

由于電源缺相，熔斷器燒斷或整流器內部故障，導致中間直流母線(xiàn)欠壓。

首先檢查供電電源是否有故障或是熔斷器、斷路器有故障。其次檢查電源電壓，一般礦上的供電網(wǎng)絡(luò )都不太穩定，由于電網(wǎng)掛載設備較多，電壓突然拉低的狀況時(shí)有發(fā)生。建議將變壓器二次側輸出電壓調整至略高于690 V的檔位。然后檢查欠壓限幅值是否太小(30.12)。

對于使用二極管整流(無(wú)電網(wǎng)回饋、非四象限)的電鏟還需要檢查逆變器的相關(guān)設定參數是否正常。使用IGBT的ISU整流單元為四象限整流可回饋性整流單元，直流母線(xiàn)電壓由參數設定基本保持穩定。

1.4 2310-輸出電流超過(guò)限幅值

報2310故障，首先查看負載狀況，是否超出設計范圍。其次檢查逆變器加速時(shí)間，是否設定的時(shí)間過(guò)短。再次檢查電機和電機電纜，是否有接地或短路故障，相序是否正確等等，還有集電環(huán)等相關(guān)位置是否接地。最后檢查電機速度編碼器及其接線(xiàn)，是否有干擾或破損。

某礦曾報2310故障，檢查發(fā)現集電環(huán)刷架偏移，導致電機電纜接地。

1.5 7301-電機編碼器故障

脈沖編碼器和脈沖編碼器接口模塊之間的通訊，或模塊和傳動(dòng)單元之間的通訊出現故障。

可能的原因有很多，如：電纜松動(dòng)、短路或破損、通信超時(shí)、脈沖編碼器模塊不完整或是內部計算速度與實(shí)際測量速度相差太大等等。所以檢查時(shí)要注意光纖和編碼器電纜是否正常，檢查是否有較強的干擾源，檢查編碼器接線(xiàn)，是否A、B通道接反了，檢查編碼器脈沖數是否設置正確等等。

某礦曾出現編碼器電源線(xiàn)破損后短路報故障7301，將電纜破損處理后恢復正常。在實(shí)際使用時(shí)發(fā)現ACS800系列變頻器的電機編碼器回路比較容易受到干擾，所以屏蔽層必須可靠接地且在安裝時(shí)盡量遠離各類(lèi)干擾源。

1.6 7121-電機堵轉故障

7121 MOTOR STALL故障原因可能是過(guò)載或是電機功率不足。堵轉時(shí)間設置太短，電機抱閘未能完全打開(kāi)以及編碼器松動(dòng)或脫落等等。

出現故障后應先檢查負載是否超出設計范圍，檢查堵轉時(shí)間設定是否在合理范圍，檢查電機抱閘是否完全打開(kāi)以及檢查編碼器的狀況是否良好。

檢查編碼器時(shí)可以先將控制方式設定為開(kāi)環(huán)，如果系統正常則可以判定編碼器回路有問(wèn)題。如改為開(kāi)環(huán)后系統仍然有問(wèn)題，則可以判定不是編碼器回路的故障。

在實(shí)際使用時(shí)一定要注意礦方提供的采掘面的松軟程度，在國外某礦因為天氣極度嚴寒且不使用炸藥松動(dòng)，采掘面極其堅硬導致電鏟無(wú)法正常工作?，F場(chǎng)采掘面是否過(guò)于堅硬可以觀(guān)察電鏟逆變器電流是否達到上限，若電流頻繁沖擊上限建議更換作業(yè)面。

1.7 4310-過(guò)溫故障

4310 MOTOR TEMP故障原因可能是過(guò)載、電機功率不足或是冷卻不充分導致。

一般來(lái)說(shuō)先檢查冷卻風(fēng)機的運行狀況，鑒于電鏟的實(shí)際運行溫度較高且灰塵較大，模塊風(fēng)機的損壞率相對一般工廠(chǎng)環(huán)境要高許多，經(jīng)常性出現風(fēng)機損壞后逆變器報4310故障，更換后恢復正常。對于這種狀況現場(chǎng)應加強防塵及清理工作，定時(shí)點(diǎn)檢。

1.8 整流單元無(wú)法啟動(dòng)

關(guān)于整流單元無(wú)法啟動(dòng)其實(shí)原因有很多。處理方法為：先將變頻柜啟動(dòng)方式改為本地啟動(dòng)(控制柜內部開(kāi)關(guān)F81打至OFF擋)，再一次啟動(dòng)后如果能正常啟動(dòng)的話(huà)則說(shuō)明外圍(PLC控制部分及電路)有故障，需檢查PLC程序內部相關(guān)變頻器啟動(dòng)條件是否都達到了啟動(dòng)要求。若是本地啟動(dòng)也無(wú)法正常啟動(dòng)，則說(shuō)明整流柜啟動(dòng)部分有故障存在，需處理。

若是變頻器的問(wèn)題導致無(wú)法啟動(dòng)，則首先應該檢查柜門(mén)上的電氣分斷開(kāi)關(guān)和電氣停止開(kāi)關(guān)是否處于斷開(kāi)狀態(tài)或是輔助觸點(diǎn)損壞。其次檢查安全繼電器是否正常。某礦曾經(jīng)出現過(guò)安全繼電器損壞的先例。鑒于安全繼電器有一定的保護作用，所以建議損壞時(shí)及時(shí)更換再使用。但若是緊急狀況下，可以使用普通繼電器或是接觸器短時(shí)間替換使用。再次檢查柜內元件是否正常，例如風(fēng)機開(kāi)關(guān)、熱繼電器保護、預充電電阻等等是否正常，因為相應元件的輔助觸點(diǎn)都串在了啟動(dòng)回路里。最后檢查主接觸器的好壞。某礦曾出現過(guò)主接觸器的線(xiàn)圈無(wú)法正常吸合。

1.9 整流單元無(wú)法關(guān)停

出現此故障的話(huà)檢查主接觸器的分離線(xiàn)圈，某礦曾出現過(guò)分離線(xiàn)圈損壞的先例。

2 總結

本文列舉的故障雖然是WK系列電鏟的常見(jiàn)故障，但也可用于其他系統的維修與維護工作。這些故障是我在工作中遇到的常見(jiàn)故障，還有許多其他故障就不一一列舉了。望廣大電鏟用戶(hù)和維修人員能夠從中借鑒，找到檢查故障原因的方法和思路。由于水平有限，文中的不足和錯誤請給予批評與諒解。