MG300/720AWD型采煤机电气系统维护与故障诊断分析

摘要：采煤机是煤矿重要的生产设备,随着煤炭开采逐渐向高产、高效、高安全、低消耗的“三高一低”发展，现代化采掘设备良好运转至关重要。尤其是采煤机不仅是采煤设备的核心,而且其工况性能的稳定性、可靠性直接制约着矿井生产，因此，正确维护采煤机运转与及时排除故障就显得十分重要。采煤机故障一般可划分为机械传动故障、液压系统故障、电气系统故障等。现结合中井煤矿综采面所使用的MG300/720AWD型采煤机，主要就其电气系统的维护及故障诊断作了简要分析,以期有效降低采煤机突发故障、缩短采煤机故障处理时间、提高矿井综采工作面开机率,保障矿井的正常生产。

关键词：电牵引；采煤机维护；故障诊断；开机率

中图分类号:TD42 文献标识码:A

我国电牵引采煤机起步较晚，但发展迅速，其自动化程度越来越高。如采煤机工况的实时监测、无线遥控及故障的自动处理、显示、记忆存贮等。采煤机自动化程度的提高，减轻了劳动强度，提高了生产效率, 但同时对采煤机的电气维修人员提出了更高的要求。如何能够快速、及时、准确地对采煤机的故障进行分析、判断、处理, 显得非常重要。

1 MG300/720AWD 电气维修思路

首先必须要熟悉、理解和掌握系统原理，当采煤机出现故障时， 能够快速形成一个清晰的维修思路。其次要对故障原因是直接的、间接的， 硬件的、软件的、人为的和环境的因素等做出初步的判断。仔细观察故障现象，充分利用辅助工具，参照故障提示，抓住造成故障的主要原因。例如编程站可记录变频器最近发生的10 条故障，揭示引起故障的原因，方便维修。应在熟悉掌握了变频原理、参数设置、工作条件及查询等功能的前提下, 能熟练使用编程站，对维修会有很大的帮助。有目的地由外部到内部，先简单后复杂地进行检查。如果检修思路不清晰、目标不明确，靠碰运气，瞎猜乱拆，在维修中就容易走弯路, 弄不好会造成不必要的损失。

2 MG300/720AWD采煤机电气控制系统原理

2.1电气控制系统简介

电机横向布置,交流变频调速无链双驱动电牵引采煤机，总功率为720千瓦，由左、右牵引部,左、右行走箱，电控箱，左、右摇臂及左、右滚筒组成。其电控控制系统结构上由三个独立的电控箱共同组成,系统上采用了可编程控制器(PLC),直接转矩(DTC)变频调速技术和信号传输技术,来共同控制两台300kW的截割电机,两台55kW的牵引电机，两台7.5 kW的泵电机运行状态,使采煤机控制和保护性能得到了进一步的完善,操作方便、可靠。牵引驱动系统采用了“ 一拖一”,即两个变频器分别拖动两个牵引电机,提高了采煤机牵引行走的可靠性。

2.2电气控制系统结构组成介绍

电气控制系统有六个独立的腔体组成,分别是变压器箱、高压控制箱、电气控制箱、变频器箱、备用电气箱、接线腔。其中高压腔内有隔离开关和电流互感器，隔离开关带有机械联锁装置，能保证其本身不带负荷操作，型号为GM2-400/1140；后者用于检测左、右截割电机的主回路电流，装在隔离开关进线侧型号：WBI412F2(200/10/24)。电控箱内有电源组件、液晶显示器、电控装置、PLC，电源模块又包括非本安电源模块（容量为12V、0.8A，24V，1A）和本安电源模块（容量为12V、1.3A）等，液晶显示器用于与系统PLC进行通信。

3 采煤机常见电气故障诊断及处理方法

3.1 采煤机启动先导回路故障分析及处理方法

(1)按下“ 启动“ 按钮,整机不动作故障分析及处理方法是：检查启动二极管是否击穿或断路,检查各电机的温度保护线接点是否闭合,检查盖板其、停按钮及其连接线,检查进线电缆是否断线、检查顺槽电气控制开关是否正常。

(2)启动后,机组不能自保故障分析及处理方法是：检查PLC相应输出指示灯亮否；检查控制变压器高、低压保险是否熔断；若通过继电器自保,检查自保继电器吸合是否正常；检查瓦斯是否超限，若有端头站,检查端头站是否误发“总停”信号；检查盖板上总停按钮及其线路是否误动作；检查变压器、截割电机是否温度超限。

3.2 采煤机摇臂升降系统故障分析及其处理方法

(1)开机后摇臂自动上升或下降故障分析及处理方法是：检查PLC输入部分是否有接点粘连等现象造成误动作；检查PLC输出继电器是否正常工作；检查电磁阀及其线路；检查电磁阀阀芯是否堵卡,以致不能回到中位；检查制动阀阀芯是否堵卡,以致不能回到中位。

(2)摇臂升降不动作故障分析及处理方法：检查按钮、遥控器等PLC输入信号是否正常,可以通过PLC输入指示灯来判断；检查PLC输出是否正常；检查电磁阀工作电源是否正常；检查液压系统压力,管路等是否正常；检查电磁阀线圈是否短路、开路,可用正常的一路来“替换”查找。

3.3 采煤机不牵引故障原因分析及处理方法

根据采煤机牵引送电回路的情况,检查各控制按钮触电、牵引真空接触器、牵引控制电路模块；检查是否是过载、过流保护；检查电机是否完好;检查变频系统是否存在故障；检查牵引启动控制回路是否正常。

3.4 瓦斯断电仪、传感器故障分析及处理方法

(1)瓦斯断电仪显示值不准确故障分析及处理方法,更换瓦斯断电仪,及时联系厂家或有资质的部门进行调校。

(2)开机不自保,再开机显示瓦斯超限故障分析及处理方法,如煤机周围瓦斯没有超限,检查瓦斯传感器是否处于开路或短路状态；瓦斯传感器误动作,更换瓦斯传感器。

3.5 启动左截割电机时, 采煤机急停保护, 其它功能正常

首先要排除电机本身是否存在故障，然后先将采煤机移动, 使左截割滚筒离开煤壁, 保证其滚筒在没有负载的情况下启动。遵循先简单后复杂的原则。如采用左、右替换法考虑到电机接线及电流互感器的拆卸都比检查控制回路复杂。加上左截割启动开关使用频率高、故障率较大, 因此先拆下电控箱前盖板检查, 发现左截割开关有一组触点接触不上。该触点的作用是在启动瞬间, 将电流互感器短接, 以避开因启动电流过大而急停保护。

3.6 牵引时采煤机急停

对于送电、复位正常, 只有在开牵引时出现故障。应重点检查主控系统和变频调速系统。查询编程站的故障信息显示: “Main Drawn Fault PH3 Fault”( 意指主驱动故障、变频器第三相有故障) 。造成故障的原因可能是牵引电机负载过重，或者是GBT模块有故障。因此，处理方法是：由外到内, 先简单后复杂进行检查。先检查溜板上是否存在异物, 阻碍采煤机的移动。检查系统压力, 没有查到故障。拆电控箱盖板、检测电磁阀电压。静态检查IGBT 模块, 都未发现明显异常。在这种情况下, 如果拆下IGBT 模块检测，工作量很大，因该部分安装非常复杂, 需格外慎重。而这时候进行人工松闸显得相对简单一点。将采煤机的牵引抱闸, 暂时人为松开( 正常时, 采煤机送电复位后闸松开) ，开车故障消失。此故障是由于相关闸的电磁阀工作不到位, 液压闸在采煤机复位后未完全松开, 造成牵引时负载过重而保护。

4 结束语

由于MG300/720AWD型采煤机集机、电、液于一身, 具有技术密集和知识密集的特点。所以要求维修人员不但要有电气、电子计算机、自动控制方面的知识, 也要具备机械、液压等方面的知识。在实际工作中对故障及时做出合理的综合分析、判断。只有这样, 才能全面地了解和掌握采煤机的工作原理, 及时搞好维修工作，提高采煤机的稳定性、可靠性,对于降低采煤机突发故障、缩短采煤机故障处理时间、提高矿井综采工作面开机率,保障矿井生产任务有着非常重要的意义。

作者简介：宗宽民（1984―），男，助理工程师。2009年毕业于河南理工大学机械设计制造及其自动化专业，现水矿集团格目底公司从事综采技术及机电工作。