摘要：随着我国社会经济的发展，科技的不断进步，电气自动化控制设备已应用在各个领域，然后电气控制中的线路控制方法非常重要，要严格按照设计规范，合理并接掌的对电气的线路作出有效的控制。本文结合多年工作经验，主要对电气控制中的原理作出分析，就对如何加强对电气中线路的控制方法进行重要论述。以供参考。

关键词：矿用电铲;电气控制系统;故障排除

前言

矿用电机车在实际的运转过程会出现一些电气和机械方面的故障，直接影响到生产作业效果。

1 电铲的作业环境分析

电铲的工作环境十分恶劣，野外作业，高温、严寒、较大的日温差、震动、粉尘、连续作业，特别是在爆破不好或采矿作业面过高的情况下，还存在挖根底作业和突然的大面积塌方，经常出现过大的冲击载荷，甚至堵转。因此，对电气传动系统要求：不但要能够克服恶劣的自然条件，还要在工作时电气传动系统的机械特性曲线的包络面积大，有足够的有用功率;要求有良好的调速性能，能四象限运行，能快速地进行加、减速和反转，动态响应速度快;要求系统制动性能好，并能回收能量;要求系统运行可靠，维修方便等。只有达到这些要求，才能更好的实现设备的高效、低成本运行，企业才能取得良好的经济效益。

在工作的过程中，经常随机地遇到坚硬的石头或铲斗过满而过载，要求电枢电流不能超过电动机额定电流值，即要求电动机能自动限制堵转电流。堵转时无力，遇到大块无法铲起、拨动，或堵转电流失控，无法控制在设定值内，导致保护原件或是原动机发电机烧毁。当负载较轻时，异步电动机的转速基本不变，接近同步转速，当负载较大时，转速会下降，当负载超过最大转矩时，会出现垮转现象。这是直流发电机一电动机组系统无法克服的缺陷。因机组直流传动系统存在电能一机械能一电能转换，发电机到电动机之间能量转换很小，能量转换效率低，电能损耗大的缺陷。直流电机的碳刷等需要定期更换，加之大量的继电器的使用，使整个电气系统维护工作量大，维护工人工作环差，生产作业率低等缺点。

2.矿用挖掘机电气控制系统

2.1PLC可编程逻辑控制器

矿用挖掘机电气控制系统采用PLC可编程逻辑控制器，由于PLC在应用中较为可靠和灵活，在自动控制领域应用越来越广泛。该系统采用高性能、高可靠的西门子S7系列可编程逻辑控制器作为挖掘机的控制核心，具有模块化、无风扇设计、易于实现分布、易于用户掌握等特点，广泛应用于自动控制的各个领域。CPU中央处理单元作为控制系统的核心，具有大规模的程序存储容量;具有PROFIBUS-DP和MPI两个接口，易于系统的扩展，能够建立分布式I/O;数字量输入模块实现开关量信号的采集;数字量输出模块采用继电器输出，实现电气系统的自动控制;模拟量输入模块用于模拟信号的采集;SM338模块采集提升、推压限位编码器所测得提升、推压行程信息，实现提升、推压机构的限位保护;远程ET200挂接在PROFIBUSDP总线上，构成分布式控制网络，远程ET200在挖掘机上的应用，大大减少了柜与柜之间的走线，同时也有效地减少了故障发生率。

2.2变频调速

矿用挖掘机调速系统采用交流变频调速系统，变频调速在低速运行时仍能保证系统对电网高的功率因数，690VAC电源输入整流回馈单元，整流回馈单元通过公用直流母线与各机构逆变器相连，实现对各机构变频电动机转矩与速度的精确控制。采用交流变频调速系统具有如下特点：

1）效率高、节电。

2）功率因素可高达1，对电网无谐波污染。

3）交流电动机故障率低，设备出动率高。

4）技术先进，代表当今调速系统发展趋势。

2.3系统通讯

矿用挖掘机通讯系统采用PROFIBUS-DP现场总线。PROFIBUS-DP是一种国际化和开放式的标准现场总线，是一种优化的高速通讯总线，是专为分布式连接的系统而设计的。PROFIBUS-DP采用双绞线，波特率从9.6kbps到12Mbps。采用PROFIBUS-DP现场总线通讯网络控制有以下优点：

1）信息交换量大、可编程、能够灵活方便地满足各种控制需求。

2）通过现场调试，可不断改进和完善控制方式。

3）12M的通信速率和完善的校检功能使系统实时、可靠、高效。

4）PROFIBUS是当今设备及自动化领域应用最广泛的现场总线。

PLC实现的功能主要包括，控制整流回馈单元和逆变器的启动和停止、控制辅助电气系统的运行、控制加热系统和通风装置等的运行、实现提升和推压限位保护、实现系统故障的检测及报警输出等。

3、电气电路控制中规范的设计

3.1电气线路控制设计条件分析

电气控制电路设计应严格与在我国技术标准的有关规定，传统的表现形式是通过书面约束设计的技术要求，与我国的科学技术和计算机网络技术水平的快速发展，更加全面、准确的提供技术人才，这就要求有关部门了解通过性能，使用和电器设备的传输，从而保证工作的安全性和效率，特别是相关的参数对用户供电系统，必须设置和清晰的分析，控制电路的电压、电流、电阻等，最好根据控制台的实际情况安装报警装置和相应的保护装置，并保证测量设备的准确性。另一方面，如果设计条件自动控制系统应更注重线，当电气控制系统发出指令，动作程序完成相应的操作，并确保系统调试的安全性和正确性，测试人员需要测试工作开始前，如电机实现过程应该做的设计图纸，并收集相关数据，以保证电气控制电路能有效地运行。

3.2电气电路控制的设计方法分析

电气电路控制法主要是逻辑设计方法和经验设计法，时下，我们的大多数应用程序的经验设计方法，由经验丰富的设计师的电路设计，或参考以前的过程和操作，成功当然也提高了，根据实际情况调整，以设计最佳路线图，这种方法看起来简单，但在中国工业发展进程的加快，大量的电气控制电路完全独立的设计，这就要求设计师不仅要有丰富的专业知识，还要具备一定的创新意识，利用逻辑代数来创新的电气控制线路使元素的最好方式电控制电路更加合理，从而最大限度地提高机械部件的保护，降低成本投入，获得高效的社会效益及经济效益。

3.3电气控制线路设计的注意事项

在进行电气控制线路的设计过程中需要注意一些重要的问题，首先，要尽可能的减少导线与导线的连接，这样不仅是为了节约材料，更是为安全生产提供有力的保障，并且电气设备的连入也尽可能简洁，从而减少用电负荷;其次，设计人员应该充分考虑到不同电气设备的功能、位置以及工作状态，严格按照设计原则减少配线连接，只有减少控制线路中的寄生电路，才会有效控制接触器的不良反应，保护电气控制线路的安全。最后强调的是电气控制线路的检查，尤其是继电元器件交流接触器与中间继电器的检测，对接触点、衔铁和线圈进行严格的检查，通过万用表的测量来获取准确的电阻值，再根据数值的变化情况来判断电气控制电路的连接是否正确。

4.电气控制系统故障排除方法及措施

4.1启动类故障排除方法及措施

1）检查受电器是否发生断路，可能是由于弹力不足使滑板没有与架空线接角虫或电源线断线、接线端子松脱。2）检查牵引电动机的主磁极或换向磁极线圈是否断路，连接导线或接线端子是否断路，或电刷与换向器接触不良。3）检查自动开关的触头是否烧损脱落，电源导线是否折断，也可能是接线端子脱落或者线圈断路。4）检查电网电压是否过低，升高线路电压。5）启动电阻断路，更换启动电阻。6）由于控制器的主触头和辅助触头脱落或者接触不良，导线折断。

4.2调速类故障排除方法及措施

1）电动机启动速度过快的故障的排除方法及措施：a更换相同型号已短路的启动电阻。b.使用摇表检查电动机励磁绕子的绝缘情况，若确定励磁绕阻短路及时更换和维修电动机。2）电动机启动速度过慢的故障的排除方法及措施：a.使用排除法，逐级检查确定启动速度过慢的档位或者位置。b.检查相应过速位置上的起动电阻或者导线是否短路并及时维修处理。

4.3电机车电机故障排除方法及措施

1）电机车负载过大，减轻机车所带负载。2）合理安排电机车工作时间和频率，防止避免短时间内多次起动和长时间工作。3）使用摇表检查电机车电枢或励磁绕组的绝缘情况，若短路及时维修重新校正电刷的位置，确保在中性线上。4）检查电机车整流子表面是否有碳化现象并及时处理，检查碳刷压力是否正常并调节。5）检查电动机轴承由量是否过多，减少轴承润滑油的用量。

4.4其它电气控制系统故障排除方法及措施

1）电机车轮对轴承或抱轴承过热，排除方法及措施：a检查电机车轴承是否完好，更换已损坏的轴承。b.检查润滑油量，及时添加轴承润滑油;c.调整轴承间隙;d调整修配有关零部件。

2）照明灯不亮和发暗，排除方法及措施：a使用稳压器稳定照明电路的工作电压。b.检查灯头和灯开关的接触清况是否正常并加固或者更换。c.检查多管并联电路中的照明电阻是否断路并更换。d检查照明电路的保险丝是否烧毁并及时更换相同型号的保险丝。e.检查电机车照明电路各部分导线是否短路或异常断路并处理。

3）蓄电池电源的装置电压急剧下降，排除方法及措施：a检查电源装置的电机是否短路，并及时处理。b.检查蓄电也是否反接，并及时处理c.检查电源和蓄电也接点是否有氧化现象，及时处理。

5.结束语

矿用挖掘机应用于各大矿山，经过多年的实践检验，挖掘机控制和监控系统运行可靠，维护方便，故障率低，得到用户的一致好评。

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