西安煤矿机械厂采煤机培训教案

西安煤矿机械厂

MG300/700—WD交流电牵引采煤机

培

训 教 材

培训教案

MG—300/700—WD电牵引采煤机

(电器部分)

一、概述：

MG300/700—WD交流电牵引采煤机是西安煤矿机械厂生产的一种多电机驱动，电机横向布置，交流变频调速，无链双驱动电牵引采煤机。总装机功率687.5KW，截割电机功率2×300KW，牵引电机功率2×40KW，调高泵功率7.5KW，适用于采高1.80m—3.50m，煤层倾角≤40度的中厚煤层综采工作面。

采煤机的电器部分由三个独立的电控箱共同组成，系统采用了可编程控制器（PLC）、中文液晶显示、系统的工作状态和监测到的故障情况，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40KW牵引电机，一台7.5KW的油泵电机的运行状态。采煤机电气系统采用了“一拖一”的控制方法。提高了系统的控制精度，并具有一定的故障自行诊断能力。采煤机的控制和保护性能完善、操作方便、维护简单。系统具有再生制动功能、可实现四象限运行。 二、使用工作条件

1．海拔高度小于2000m 2．周围介质温度-5℃- +40℃ 3.相对湿度：不大于95%(+25℃)

4.电网交流电压：1140V（+10%-- -20%）50HZ

5.周围介质无破坏性金属和绝缘材料的气体、蒸气和尘埃 6.周围空气中的甲烷，煤层，硫化氢，二氧化碳不超过≤煤矿安全规程≥所规定的安全含量。

三、采煤机具有下列操作控制,保护及显示功能(电气系统)

1.在采煤机上完成对顺槽开关箱的启动，停止控制。 2.在采煤机上完成对运输机的闭锁控制。

3.在采煤机上完成对截割电机的温度监测和热保护。 4. 调高油泵电机的温度监测和热保护。

5.在采煤机上完成对牵引变压器的温度监测和热保护。 6.在采煤机上完成对截割电机和牵引电机恒功率控制和过载保

护。

7.在采煤机上完成对截割电机和牵引电机电流检测和负荷控制。 8.由端头站和操作面板，通过控制箱对采煤机实现牵引和摇臂操作。

9.变频装置具有外置式各种参数的显示 四、MG300/700-WD采煤机的主要特征技术：

采 高： 1.8－ 3.5M 煤层倾角: ≤45度 机面高度: 1422mm 装机总功率: 700KW 截割功率: 2×300KW 牵引功率: 2×40KW 泵站功率: 7.5KW

供电电压: 1140V（+10%-- -20%）50HZ 五、MG300/700-WD采煤机的主要技术参数： 1.截割电机主要技术参数：

型 号： YBC-300D 额定功率: 300KW 额定电压: 1140V 额定电流: 188A 额定转速: 1470rpm/min 绝缘等级: H级 冷却方式: 定子水冷 冷却水压力: ≤3MPa 防爆型式: 隔爆型专用电机 2.牵引电机主要技术参数：

型 号: XBQYS-40(B) 额定功率: 40KW

额定电压: 交流380V±10% 额定电流: 76A 额定转速: 1470rpm

绝缘等级: F级 冷却方式: 定子水冷 冷却水压力: ≤3MPa

防爆型式: 隔爆型变频调速专用电机 3.调高泵电机主要技术参数

型 号： YBRB-7.5 额定功率： 7.5KW 额定电压： 1140V 额定电流： 2.95A 额定转速： 1460rpm/min 绝缘等级： H级 冷却方式： 定子水冷 冷却水压力： ≤3MPa 防爆型式： 隔爆型

六、MG300/700-WD采煤机电气控制单元结构特征及工作原理

电气控制单元由三个独立的电控箱N23（开关箱）、N24D（变频器箱）、N26（变频器箱）共同组成。其中，开关箱，变频器箱共同安装在一个整体的联接框架内，变频器箱安装在右牵引部的一段框架内。三个独立的电控箱部都可以从老瑭侧装入、抽出，方便安装和检修。每个电控箱均由两个独立的腔体：隔爆腔和接线腔组成。隔爆腔供安装电器部件用，接线腔供电缆引入线用。电控箱顶部设有开盖板。 1．开关箱

型号： KXJ—700/1140C

开关箱位于采煤机联接框架的左端，检修和安装时，可方便的从老塘侧推入和抽出。开关箱由两个接线腔和一个隔爆腔组成，开关箱的作用是将1140V交流电源引入采煤机，并进行电源分配。开关箱隔爆腔内装有： （1）隔离开关

型号： CM2—400（带超前断电）

用于左右截割电机主回路，紧急情况下可通过它来断开主回路。

开关转轴机械联锁装置带动行程开关控制磁力启动器的控制回路，以保证隔离开关不带电操作（先导通合闸后送电，先断电后分闸）。 （2）1T1变压器。（1140V/220V，42V）

220V为可编程控制器(PLC)和非本安电源1G2供电。 42V为本安电源1G1供电。

每组次级边有两个空气断路器作为次级电路的短路和过流保护。 （3）本安电源： 1G1，

输入42V，输出DC12V，为左右端头站，电流变送器TA1

TA2的电源。

（4）电流变送器： TA1、TA2

型号： JCA300—P14-20MA

用于左右截割电机电流的采样工作，两个霍尔电流传感器对左右截割电机进行检测，采样信号经PLC模拟输入模块CH1、CH2通道输入PLC。通过PLC软件控制来完成采煤机截割电动机的恒功率控制和电动机的过载保护。 （5）接线腔分为两个：

a) 主接线腔： 有6个1140V/22OA高压接线柱和一个12芯过线组和2只接地线压板，用于引入1140V电源。

b) 付接线腔： 用于向左右截割电机、油泵电机的和牵引变压器的提供电源。 2．变压器箱

型号： KXJT—110/1140C 变压器由隔爆腔和接线腔组成。

a) 接线腔有若干接线端子和两个接地板及三个进出喇叭嘴，用于1140V的电源输入和380V变频器电源输出。

b) 隔爆腔装有牵引电源变压器把1140V交流电压转换为变频器用400V交流电压，变压器的容量为110KVA。 3. 变频器箱

型号： KXJT—110/380C

变频器箱位于联接框架的右端，由隔爆腔和接线腔组成。隔爆腔在前，接线腔在后部，底部有冷却水槽。

箱体正面有2个盖板，左边盖板按有15个操作按钮。右面盖板上安装有中文显示窗（显示采煤机的工作参数，工作状态，信息），两台变频器的显示窗（显示变频器的工作状态及故障信息）。 1）接线腔内有：

a) GXB1过线组：9×25mm2为主变频器1V1的输出，输入和

制动单元的输出。

b) GXB2过线组：9×25mm2为从变频器的输出和输入。2 c) GXB3, GXB4过线组：为非本安控制的过线组（21芯）。 d) GXB5过线组：本安控制电路的过线组（21芯）。 e) 接线腔内还有接线端子若干和用于进出的喇叭口21个。 2）隔爆箱内装有：

a) 水冷式ABB变频器（1bA1,、1bA2）: 2台 b) 可编程控制器（PLC）：1台

c) 开关电源： 1台

d) 热电阻温度变送器模块（MK1--3）：3个 e) 继电器模块（1bR1—1bR8）: 8个 f) 分线盘 （1）．变频器：

变频器工作原理：

来自牵引变压器的400V/50HZ三相交流电源，经快速熔断器送入变频器输入端U1、V1、W1，然后经三相电抗器，由变频器桥式整流，向中间回路电容充电，充电到一定程度建立起稳定的直流电压。然后再经过输出端IGBT组成的逆变电路，将直流电逆变为频率、电压可变的交流电源（即VVVF电源）此电源接到牵引电机，即可调速。 交流电动机的转速公式：

n=（1—S）60 f I/p （1） f1 ： 定子供电频率 p： 定子磁极对数 S： 转差率 n： 电动机转速

根据公式（1）可知，异步电动机的转速由电源频率和磁极对数

来决定,改变电源频率，就可调节电动机的转速。当磁极对数，转差率保持不变的条件下，电动机的转速n与供电电源频率成正比。即电动机的转速随电源的频率变化而变化。

但当电动机的供电频率发生时，必然会引起电动机其它参数的变化，电动机电压平衡方程式为：

U1 = -E1+I1 Z1 （2） E1 = 4.44f1N1φmKW1 (3) U1 定子电源电压 E1 定子绕组感应电动势 I1Z1 定子阻抗压降

φ

m 电动机每级气隙磁通

N1 定子绕组匝数 KW1 电动机绕组常数 如忽略定子绕组压降不计，则 U1=-E1 =4.44f1N1φm.KW1 (4) 简化常数 U1∝f1φ

m

(5)

由公式（1）和（5）可知，供电电源频率f1的变化不仅会影响 电动机的转速n，而且还会影响到电动机内部气隙磁通的大小。从而影响电动机的运行特性，特别是在供电电源频率在50HZ以下调速时，由于频率下降，定子旋转磁场同步转速也下降。磁场切割定子绕组的速度降低，定子绕组内的感应电动势E1的数值也下降。如果电源电压大小保持不变，则促使电动机励磁电流增大，而一般电动机在额定频率下工作时的磁通φm已接近饱和状态.因而在50HZ以下调速时，电动机必定工作在过励磁状态，其后果是降低了电动机的功率因数，还会影响电动机负载能力。因此为保证电动机在50HZ以下运行时特性，必须在改变频率的同时改变供电电源的电压，此时才能保证恒扭矩调速。

相反，当供电频率f1升高到50HZ以上时，气隙磁通将下降，使磁通φm小于额定值，电动机在额定电流下工作时，电动机随频率升高，转速也升高。输出扭矩减少，输出功率不变。因此电动机在50HZ

以上调速为恒功率调速。

本机变频器选用ABB公司的ACS800系列直接转矩控制（DTC）变频器，变频器可在零速时产生150%me转矩，且无速度传感器，其转矩环是内环，速度环为外环。系统通过自动识别建立电动机的模型，通过测量电机的电流和电压作为自适应电动机模型的输入。这个模型每隔25微妙产生一组精确的转矩和磁通的实际值。电机的转矩比较器将转矩实际值与转矩给调节器的给定值作比较；磁通比较器将磁通实际值与磁通调节器的给定值作比较。依靠来自这两个比较器的输出优化脉冲选择器、决定逆变器的最佳开关位置。DTC的完美性能是基于准确的电机模型，电机模型是在电机辨识运行中确定。可以得到准确的转子速度信号作为速度环的反信号，所以不需要速度编码器仍可对电机进行精确的速度控制。

转矩控制的优越性在于：转矩控制是控制定子磁链，在本质上并不需要转速信息，所引入的定子磁链观测器能很容易估算出同步速度信息。因而能方便地实现无速度传感化。这种控制称为无速度传感器直接转矩控制。这种控制依赖于精确的电机数字模型和对电机参数的自动识别（ID），通过ID运行自动确立电机实际的定子阻抗互感、饱和因素，电机惯量等重要参数，然后根据精确的电动机模型估算出电动机的实际转矩，定子磁链和转子速度，并由磁链和转矩的Band—Band控制产生PWM信号，对逆变器的开关状态进行控制。这种系统可以实现很快的转矩响应速度和很高的速度、转矩控制精度。

变频器的核心电路主要由主回路、主控板、驱动板、I/0板， 控制盘、显示器组成： a主控板：

主控板即微机板，是变频器的心脏，各种信息的处理。控制以及指令的发出，都是它完成的。IGBT的驱动信号也是由主控板产生。 b)驱动板：

驱动板是将主控板产生的信号进行放大。 c) I/0板:

标准的I/O板提供的模拟口包括两个差动电流和一个电压输

入，两个电流输出口，均为可编程接口，I/O板上还有一个为外部速度给定电位器供电的恒定电源。数字口包括6个可编程数字输入口和一个为数字口提供控制电压输出口（DC24V）。直流24V可由外部电源提供。 d) 控制盘

有四种不同的键盘模式：实际信号显示模式、参数模式、功能模式和传动选择模式。 e)液晶显示屏：

可以显示4行，每行20个字符，可以通过参数选择语言。

2．可编程控制器（PLC）：

可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制采煤机的生产过程。可编程控制器及其有关外围设备、都按易于和采煤机控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。，

PLC是采煤机电气系统的控制中心，本机选用日本三菱FX系列系列产品，具有高可靠性，抗干扰能力强的特点，采用导轨式安装。平均无故障时间超过了IEC规定的10万小时，有些PLC的 可靠性已达到300000—500000MTBF。采用的是模块式硬件结构组合和扩展都很方便。在实际使用过程中，增加或减少功能比传统继电器控制方案更简单易行。在PLC正常时，变频器的速度给定、牵引方向、加减速度、水流量保护，两台截割电机的温度监测、电流采样、截割电机恒功率保护、采煤机零位抱闸、瓦斯断电、牵引变压器温度监测及采煤机的运作执行等，都通过PLC进行控制。

PLC由CPU，电源模块模拟量，特殊模块模拟量，输入模块组成。 3．控制盒：

用于采样信号的隔离，本安与隔爆线路的转换。有线指令和无线遥控信号的转换，及时对输出信号进行功率放大。 4、显示器（2处）

a) 中文显示器通过与PLC通信，实时显示系统的各种工作参数，工作状态和各种信息。

b) 二个变频器显示窗定时变频器的工作参数，状态及信息。 1)中文显示主运行画面的内容有： 加减速状态： 米/分: 左、右截割电机的温度： # ℃ 左、右截割电机的电流： # # # A 牵引变压器的温度： # ℃ 左、右牵引电机的电流: # #＃ A 牵引速度 # 米/分: 牵引方向 左牵或右牵 液压制动闸的状态： 抱闸或松闸 2）中文显示主监测画面的内容有： 瓦斯接点：

左、右截割电机的温度预警： 左、右截割电机的电流预警： 牵引变压器的温度预警： 左、右牵引电机的电流预警:

牵引速度： 米/分: 采煤机送电

左、右截割电机绝缘： 牵引送电

左、右变频器的故障

故障状态时，可显示故障信息和相应的解决方法等。 3）变频器自身显示内容：

变频器输出频率或转速: # # HZ (r/min) 变频器输出的电流: # # A 变频器输出转矩: # # % 变频器温度: # ℃ 变频器状态显示： 准备、 开机 显示报警和故障信息： 运转、 故障

5．变频器在实际使用中应特别注意：

（1）变频器在运行和维护时，必须遵守安全规范，否则将造成意

外的人身伤害或损坏变频器。

a) 变频器断电后，必须等待5分钟后（显示屏不能显示）。才

能进行检修，以防止中间直接回路放电造成电击。

b) 检修时先用万用表测量每个输入端子和地之间的电压，以保证变频器放电完毕。

（2） 变频器在运行的过程中，不允许在1分钟内连续3次切断电源。以避免变频器内的充电电阻因过流而烧毁，造成变频器不能工作。

（3）测量牵引电机的绝缘时，必须把牵引电机和变频器的连接电缆从电机端子拆下，否则有可能造成变频器内的IGBT模块损坏。 （4）变频器的输出是由高压高频窄脉冲组成，其峰值约为电源电压的1.35—1.4倍。这个电压有可能因电缆性能不好而加倍，因而牵引电机的电缆选择非常重要，更换电缆时需运用低容抗电缆。

（5）变频器的绝缘需用万用表MΩ档测量。 6、操作：

可以在左右端头站，遥控器及电控箱上对采煤机进行操作。也可以手动操作左右的摇臂升降。遥控器有左右之分，左右端头站和遥控器上各自有8个按钮，分别为总停，牵停，左行，右行，上升，下降和两个备用按钮。左端头站及其遥控器可以操作采煤机的左行，右行，总停，牵停及左摇臂的上升、下降。右端头站及其遥控器可以操作采煤机的左行，右行，总停，牵停及右摇臂的上升、下降。变频器箱前面左盖板上共有14个操作按钮，它们的功能如下：

1S1－总启按钮（采煤机的启动按钮） 1S2－总停按钮（采煤机的停电按钮）

1S3－左牵按钮（采煤机在零位时按左牵按钮选定左牵方向且不松手时采煤机向左行走、按的时间越长采煤机牵引速度越高。采煤机左行时需要减速按右牵按钮，需要加速时按左牵按钮。

1S4－右牵按钮（采煤机在零位时按右牵按钮选定左牵方向且不松手时采煤机向右行走、按的时间越长采煤机牵引速度越高。采煤机

右行时需要减速按左牵按钮，需要加速时按右牵按钮。

1S5－牵停按钮 1S6－左摇臂上升按钮 1S7－左摇臂下降按钮 1S8－右摇臂上升按钮 1S9－右摇臂下降按钮 1S10－复位按钮 1S11－备用按钮 1S12－备用按钮

1S13－闭运（采煤机停运输机，闭锁运输机按钮） 1S14－紧停按钮

七、MG300/700-WD采煤机的控制： 1．MG300/700-WD采煤机的启动和停机：

采煤机的启动和停机借用动力电缆的一根控制芯线，使采煤机的控制回路与磁力启动器先导回路相接，组成远地控制。回路如下： X1.1→GX1.1→Q1S1→Q2S1→GXA1→4MB1→5MB1→1S2 → 1S1 → 39 → 19 → GXA14 → GX1.4 →二极管→ 地

K1自保

按下1S1按钮，启动器吸合，K1吸合自保，左截割电机运行，调高泵电机运行，牵引变压器有电，延时几秒后，右截割电机运行。 停机有五处：1S2，左右端头站总停和左右遥控器总停。

在启动回路里串进了两台截割电机的温度接点（4MB1，5MB1）。瓦斯接点（WS）接进PLC中与其它故障一起通过自保继电器接点K1串在启动回路中，无论哪台电机的温度超限或瓦斯浓度超限，都可以切断启动回路，从而切断采煤机电源。 2．运输机控制：

采煤机控制运输机利用面板上1S13对运输机的控制回路进行闭锁。回路如下：

运输机先导回路 →X1.2 →GX1.1 →GXB3.2 →1S13→5 →GX1.3 →运输机先导回路。 3．电磁阀控制：

采煤机上有两个三位四通电磁阀控制采煤机左右摇臂的升降，还有一个二位四通阀控制牵引电机制动闸的松闸和抱闸，可使用左右端头站和左右遥控的上升、下降按钮或手动制阀，实现左右摇臂的升降。通过PLC中的程序控制、控制制动闸松闸或合闸。电磁阀的控制电压 为DC24V 4．电源

采煤机控制电源有1T1提供。

1T1将AC1140V电源变换为AC220V和AC42V分别供给相应的控制回路。

1G1本安电源模块220V电源变换为DC12V电源提供给电磁阀。 1G2开关电源将AC220V电源变换为DC24V电源提供给电磁阀。 5．MG300/700-WD采煤机的操作方式

可以在左右端头站、电控箱或遥控器上对采煤机进行操作，也可以用手动操作，左右端头站上各有8个按钮，分别为总停，牵停，左行，右行，上升，下降和两个备用按钮。端头站有左、右之分，1＃为左端头，2＃为右端头。遥控器也有左右之分，1号对1号端头（左），2号对2号端头（右），否则遥控器不起作用。左端头站可以操作采煤机左行，右行，总停，牵停，及左摇臂的上升，下降。右端头站可以操作采煤机左行，右行，总停，牵停，及右摇臂的上升，下降。遥控器上的操作信号通过控制盒转换隔离后进入PLC。 6．牵引控制：

两台变频器分为主、从变频器。主变频器设置为速度给定，从变频器设置为转矩给定。主变频器由PLC给出速度给定，从变频器以主变频器的转矩输出作为其转矩给定，即主变频器由速度和转矩环控制，从变频器仅由转矩环控制。从变频器跟随主变频器动作。

注意：外部控制信号只与主变频器连接，主变频器由光纤通信控制从变频器。注意小心处理光纤。由于光纤对尘土极端敏感，不要用手触模光纤的末端，不要硬折光纤，否则易损坏光纤。

当按下左牵或右牵按钮后，变频器得电，整流部分工作，变频器开始运行。采煤机按给定方向以一定速度牵引，按下的时间越长，采煤机牵引速度越快。如：采煤机需要减速，按下反向按钮，采煤机牵

引速度会降下来，不松按钮时，速度直降至零，此时抱闸会动作。当采煤机需要改变方向时，先按牵停，使采煤机停止牵引，然后按与原方向相反的方向按钮即可。当需要停止牵引时，可按左右端头站、电控箱或遥控器上牵停按钮，采煤机会停止牵引。

采煤机每个牵引部都设有齿式离合器，当变频器或所驱动的牵引部出现故障时左右变频器均可进行单牵引。

八、MG300/700-WD采煤机电气系统常见故障分析与处理： 1）先导回路不能启动： 故障原因: a、控制芯线断。 b、顺槽磁力启动器故障。 c、隔离开关未合闸。 d、终端二极管损坏。 解决方法：

a、更换电缆或修复控制芯线。 b、更换或修复磁力启动器。 c、将隔离开关合闸。 d、更换终端二极管。 2) 启动回路不自保： 故障原因:

a、控制变压器的1140V熔断器烧断。 b、控制线断。

c、自保继电器K2故障。 解决方法： a、更换熔断器。 b、检查控制线自保回路。 c、检查或更换自保继电器。 3）指令发送器控制不灵： 故障原因: a、按钮不灵。 b、控制讯号发不出。

解决方法：

a、检查并修复按钮。

b、检查指令器上插坐接触是否良好 。 c、检查本安电源是否正常。 4）摇臂操作不灵活： 故障原因： a、按钮不灵。 b、电闸不能换向。 c、油路不畅 处理方法：

a、检查指令器上按钮 b、更换电磁阀 c、检查油路 5)变频器送不上电： 故障原因：

a、牵引变压器输出电压不正常。 b、快速熔断器熔断。 c、变频器未复位。 d、变频器故障。 处理方法：

a、检查牵引变压器输出电压是否正常。 b、检查快速熔断器是否熔断。 c、变频器复位。 d、检查变频器。 6）牵引方向无法改变 故障原因：

a、系统内部控制电路损坏。 b、PLC故障。 c、变频器故障。 处理方法：

a、检查系统内部控制电路。

b、检查PLC。 c、检查变频器。

八、MG300/700-WD采煤机的保护： 1．截割电机恒功率自动控制：

用2个互感器分别检测左、右截割电机的单相电流，将截割电流信号转变为4—20mA的信号送入PLC进行比较，得到欠载、超载信号。当两台电机都欠载（P≤90% Pe）时，发出加速信号，牵引速度增加（最大至给定速度）；当任一台电机超载（P＞110% Pe）时，发出减速信号，牵引速度自动减小，直至退出超载区域。 2．采煤机过零保护：

当采煤机已在左牵引时，按下“右牵”按钮，此时采煤机将会减速；如果一直按下“右牵”按钮，则采煤机速度将会减小到零速。但是采煤机到零速后不会继续向右牵引，只有松开“牵引按钮”重新选择“左牵”或“右牵”，则采煤机将沿着所选的方向行走，反之亦燃。 3、截割电机温度保护：

在左、右截割电机绕组内埋有温度接点，将其串接在启动回路中。当任意一台电机的温度超过155℃时接点断开，从而断开启动回路，使采煤机整机断电。同时左右截割电机绕组内埋有PT100热敏电阻，PT100经热电阻温度转换模块MK1（MK2）将电阻值转换成4—20mA的电流信号接入PLC的模拟量输入特殊功能模块，当任意一台电机温度达到155℃极限时，PLC输出信号，采煤机控制回路切断，使整机断电。 4．瓦斯保护：

当采煤机工作环境中瓦斯浓度超限时，瓦斯断电仪将报警并动作，瓦斯断电仪接点接入在PLC中控制启动回路自保接点，浓度超限时PLC中控制启动回路自保接点断开，采煤机控制回路切断、整机断电 5．截割电机电流保护：

当左右截割电机电流小于Ie时，牵引可以加速，当I ≥120%Ie时，牵引不能加速延时5分钟，停止牵引、并显示故障画面；当I ≥150%Ie时，延时1分钟，停止牵引、并显示故障显示。右截割电机过载保护动作，停牵引同时停右截割电机。。

6．牵引变压器温度保护：

牵引变压器三相绕组内各埋一个160℃的温度接点，三相串联，当变压器温度超过160℃时，不允许牵引或者停止牵引；牵引变压器中间一相内埋有两个PT100热电阻，其中一个PT100经热电阻温度变送器模块MK3将电阻值转换成4—20mA的电流信号接入PLC的模拟量输入特殊功能模块，另一个PT100备用，当电机温度达到155℃极限时，PLC输出停止牵引信号，采煤机停止牵引并显示相应故障画面。

7．变频器故障保护：

变频器的保护有：接地保护、过压保护、欠压保护、供电电源缺相保护、变频器输出短路保护、及变频器对牵引电机的缺相保护、堵转保护、过流保护。当启动采煤机后，变频器带电，此时若两个变频器中任意一个有故障，则不允许牵引，同样在牵引的过程中，两个变频器中无论哪个有故障，则停止牵引。 九、变频器的保护功能：

本变频器装置不仅有控制运行性能，而且有以下的完善自身和对被控对象的保护功能。 1．变频器的接地保护功能

变频器的接地故障保护，是变频器在运行过程中，始终监视电机和电机电缆的漏电和接地，接地故障的检测是基于在变频器的输入端装有零序电流互感器，对接地保护泄露电流的测量，通过DSP数字信号处理器计算处理，判断是否有接地故障发生，如果有接地故障，变频器将立即停止输出。 2．变频器的过压保护功能：

变频器检测自身的直流母线，来判断供电电压是否过电压。过压极限整定值为1.3Umax , Umax是牵引变压器输出的最大值。牵引变压器的输出电压为380V ,则Umax=415V,这样过压极限值整定为1.3×415=540V,当牵引变压器的输出高于540V时,变频器通过直流母线判断过电压,给出故障信号.系统的中文显示窗给出故障原因和解决方法。

3．变频器欠压保护功能：

变频器检测自身的直流母线，来判断供电电压是否欠电压。欠压极限整定值为0.65Umin, Umin是牵引变压器输出的最小值。牵引变压器的输出最小电压为380V ,则Umax=380V,这样欠压极限值整定为0.65×380=247V,当牵引变压器的输出低于247V时,变频器通过直流母线判断为欠电压故障,给出故障信号.系统的中文显示窗给出故障原因和解决方法。

4．变频器的供电电源缺相保护功能：

变频器通过内部的输入缺相保护电路，通过检测中间电路的脉动增加来判断是否供电电源缺相，一旦有缺相故障发生，则变频器停止输出，同时系统中文显示窗显示故障信息和解决方法。等故障处理完成后，可按下复位按钮3秒钟后，进行复位，才能进行正常牵引。 5．变频器输出短路保护功能：

变频器在运行和启动前，始终监视IGBT模块和电机电缆，一旦有短路故障发生，变频器以微妙级的速度封锁脉冲信号，使IGBT逆变桥禁止输出。此时系统的中文显示窗显示故障信息和解决方法。 6．变频器对电机的缺相保护功能：

变频器始终监视电机电缆的连接状态，如果检测到某一相没有连接，变频器将停止输出，同时中文显示窗显示故障信息和解决方法。 7．变频器对牵引电机的堵转保护：

变频器在牵引电机堵转时的保护电机，当牵引电机堵转时，在超过电机堵转的时间内，变频器停止输出，采煤机停止牵引，同时中文显示窗显示故障信息和解决方法。 8．变频器对牵引电机的过流保护：

当左右截割电机电流小于90%Ie时，牵引可以加速，当90% Ie≤I≤100%Ie时牵引恒速运行，当≥100%Ie时，牵引减速运行牵引。当I ≥120%Ie时， 变频器停止输出。变频器在牵引电机发生过流时，变频器停止输出，采煤机停止牵引，中文显示窗显示故障信息和解决方法。

变频器有完善的故障自疹断和显示功能，系统运行时连续监视电机和变频器自身的状态，保证变频器不受损坏。

十、MG300/700-WD采煤机变频器故障显示信息及解决方法：

1．变频器过温警告： 显示信息：TEMP 故障原因:

变频器装置内部过温，过温温度整定在115℃ 解决方法：

（1）检查变频器箱内环境温度条件。 （2）检查冷却水压力和流量是否正常。

（3）检查变频器底板水套是否被堵。

（4）检查变频器冷却底板与变频器箱底板是否紧密结合。 2．变频器输出过流：

显示信息：OVER CURRENT 故障原因：

变频器输出电流过流或电机、电缆发生短路，触发极限是3.5Ie。 解决方法：

（1）检查电机负载，电机电缆是否短路。 （2）检查电机和机械部件的连接处。 3．变频器输出短路

显示信息：SHORT CURRENT 故障原因： 变频器输出过流。 解决方法：

（1）检查电机和电机电缆。

(2)检查采煤机的机械行走部件和滑靴。 4．变频器直流母线过压： 显示信息：DC OVERVOLT 故障原因：

变频器内部直流母线电压太大。 解决方法：

(1)检查过压控制器设置是否正确。

(2)检查牵引变压器输出有无波动或静态过压。 (3)检查减速时间。

5．变频器输入电源缺相： 显示信息：SUPPLY PHASE 故障原因：

变频器内部中间直流电压振动，可能是主电路缺相，快速熔断器烧断，或是整流桥内部故障引起。 解决方法：

（1）检查供电电源是否缺相。

（2）检查变频器输入回路上的快速熔断器是否烧坏。 6．变频器中间直流回路欠压： 显示信息：DC UNDER VOLT 故障原因：

变频器供电电源缺相，快速熔断器烧坏，或整流桥内部故障损坏。欠压触发极限为0.65Umin。 解决方法：

（1）检查牵引变压器是否正常工作。 （2）检查变频器输入端快速熔断器是。 7．变频器输出接地故障： 显示信息：变频器输出接地故障 故障原因：

电网不平衡。相应牵引电机、电机电缆或变频器内部故障造成。 解决方法：

（1）检查电机和电机电缆。

（2）检查在变频器输出侧有无功率因数矫正电容或浪涌吸收装置。

8．控制板故障：

显示信息：I/O COMM（通讯） 故障原因：

（1）变频器内部中的NAMC板通道CHI发生通故障。 （2）电磁干扰变频器中的I/O控制板（NIOC）内部故障。 解决方法：

（1）检查NIOC和NAMC板之间的光钎连接是否松动。

（2）检查NIOC和NAMC板之间的光钎连接是否完好。更换NIOC板。

9．变频器环境温度：

显示信息：AMBIENT TEMP 故障原因：

变频器内部的I/O控制板温度低于－50℃或高于 +73－82℃。 解决方法：

（1）检查冷却风机和冷却水流量。 （2）检查变频器冷却通道是否畅通。 10．牵引电机堵转保护： 显示信息：MOTOR STALL 故障原因：

牵引电机堵转可能是机械故障、过载等引起。 解决方法：

（1）检查牵引电机负载。 （2）检查采煤机牵引部和滑靴。 11．牵引电机缺相： 显示信息：MOTOR PHASE 故障原因：

（1）牵引电机缺相。

（2）牵引电机、牵引电机电缆的损坏。 （3）变频器内部损坏。 解决方法：

（1）检查牵引电机、牵引电机电缆。 （2）检查变频器输出是否缺相。 12．控制盘故障： 显示信息：PANEL LOSS 故障原因：

与变频器连接的CDP312控制盘通讯故障。 解决方法

（1）检查控制盘连接器。

（2）检查PANEL LOSSS相关参数。 13．电机过温保护： 显示信息：MOTOR TEMP

故障原因：

牵引电机过温或有过温趋势。可能由于电机过载，电机冷却条件不符合或错误的启动数据引起。 解决方法

（1）检查牵引电机的额定参数、负载情况和冷却条件。 （2）检查启动参数。

14．电机辩识： 显示信息：ID MAGN REQ 故障原因： 需要电机辩识，这个警告属于正常的启动步骤传动希望用户选择如何进行电机辩识运行：通过辩识励磁还是辩识运行。 解决方法： 启动辩识励磁。在变频器进行电机辩识前，必须把牵引电机和负载脱离，否则可能造成机械或电机损坏。 十一、变频器的工作原理: 变频器核心电路主要由主回路，驱动板，主控板。I/O板，显示及控制盘组成。 变频器的主回路由牵引变压器供电，AC400V经KM1进入变频器输入端U1，W1，V1。变频器的输入整流部分是由大功率二极管和晶闸管组成的三相桥式半控整流器，将AC400V电压整流成直流电压，AC电机三相半控桥滤波器IGBT逆变器远程显示盘IGBT推动板可控硅触发板电源板主控板IGBT控制板变频器的输出逆变部分是由绝缘栅双极型场效应管（IGBT）功率模块组成的逆变器，根据控制系统频率给定的需要给出触发信号，逆变器输出频率，电压可变的交流电源，由输出端子，U2，W2，V2输出给供交流牵引电机。

三相半控桥式整流器有三个桥臂V11,V12,V13，每一个桥臂是一个完整的模块。是由一个二极管和一个晶闸管串接在一起，组成一组三相桥式半控整流器。它比三相全控桥式整流电路控制简单，经济。该电路是由共阴极接法的三相半波可控整流电路和共阳极接法的三相半波不可控整流电路串联组成。因此这种电路兼有可控与不可控两者的特性，共阳极组的三个整流二极管总是在自然的换流点换流，使电流换流到比阴极电位更低的一相中去，而共阴极组的三个晶闸管则要在触发之后才能换流到阳极电位高的一相中去，输出整流电压的波形是二组整流电压波形之和，改变共阴极组晶闸管的导通角，可获得可调的直流电压，三相桥式半控整流电路只需三套触发电路，因此线路简单经济，性能好，调整方便。

R14，V14为充电电路，主要功能是在整流桥晶闸管未导通时整流输出给电容充电。R14是限流电阻, V14是充电整流二极管, 当变频器送电后AC400V 通过R14限流电阻, V14充电整流二极管给电容器充电,当电容器上的充电电压达到一定值后，变频器控制板得电。晶闸管开始导通，整流桥输出电压也开始上升，当上升到额定电压的80%时，输入保护得电，此时晶闸管完全导通，这样避免了系统的冲击电压。上述充电时间小于1S，在充电的过程中整流桥上的晶闸管不导通，减少了充电电流，延长了电容器的使用时间，变频器的使用过程中一般不允许过多的断电，送电。每一次断电,送电，电容器就完成一次充电放电。过多的充电放电会损坏充电电阻和电容器。

A8是输入保护板，板上装有冷却风机的熔断器F1，F2，还有整流桥晶闸管的门极触发电路C14—C16。L11是直流电路系统的滤波电容和电抗器。R11是滤波电容的放电电阻，在变频器输入回路断电后，电容器上仍有较高的电压，对人身和设备都有危险。因此需要通过放电电阻将其放掉，放电时间约5min，故维修人员要在停电5min后，才能进行必要的维修，以防人身事故。

绝缘栅双极型场效应管（IGBT）每相2个，三相共六个，通过6个（IGBT）管将直流电压逆变为频率可调电压可变的变频电源，IGBT模块的导通是由电机控制板A4通过主电路接口板A3来控制。

V1—V6为嵌位二极管，它可防止IGBT流过反向大电流损坏模块，起着保护IGBT管子的作用，接在IGBT模块输出端的电阻.电容，组成的阻容吸收电路，可以吸收电网来的浪涌电压，对模块起到很好的保护作用。

A3为主电路接口板，板中包括变频器的控制电源，IGBT模块的门极触发电路，直流电压和电动机电流的测量电路。

A4是电动机控制板常称主控板，A10为变频器接地漏电保护板。U21、U22为电流霍尔互感器。

变频器的主要保护性能：

1. 变频器过热保护，内部温度（冷却底板）超过+85℃时给出警告信号，或断开变频器的电源。

2. 过流跳闸保护，当输出电流超过额定电流的3.75倍时瞬间跳闸。

3. 主电源缺相或相不平衡保护，变频器断电跳闸。 4. 过电压保护，输入电压超过额定值的1.3倍时瞬间跳闸。 5. 欠压保护，当电压低于程序额定电压的0.65倍时变频器瞬间跳闸。

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