内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司 内蒙古包头 014080
摘要：近年来，变频技术得到了迅速的发展，直接转矩控制方式使变频器交流调速技术得到很大的突破。电铲电气系统的全数字化即采用变频器对内部电机进行速度控制更能满足控制要求。本文就如何改善WK-20型电铲变频器运行环境进行分析讨论，仅供参考。
关键词：WK-20型电铲；变频器；运行环境；改善措施
1.概述
我公司使用的WK-20型电铲电气系统为 “上位综合监控系统+PLC＋基础变频传动” 组成的三级控制系统。上位综合监控系统检测和显示挖掘机的运行状态，PLC 实现整机运行的时序逻辑控制；变频传动驱动各机构协调动作，实现可控运行。本控制系统中电机正常运行时，各个电机能迅速实现正、反向运行，能平滑地调速，保持较硬的机械特性，以便获得较大的起、制动力矩，缩短过渡过程，提高生产率，升速及减速快慢即斜率根据现场进行调节，及在生产过程中，能借助于变动负荷来调节电机的工作，实现自动控制。为满足这些要求采用PLC控制技术进行逻辑控制，对变频器和各个电机进行整体控制，由变频器分别拖动提升电机、推压电机、回转行走电机等，即1对1控制方式;变频器与PLC系统之间采用Profibus-DP进行通讯;其中PLC西门子S7-300，变频器选用ABB ACS800。
2.变频器工作原理
变频器是把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置，它的主电路由三部分构成，即整流器、平波回路和逆变器，并一般分为电流型和电压型。电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。 它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。其工作原理图如下：
.png)
3.变频器运行环境
3.1物理环境
3.1.1工作温度
变频器内部是大功率的电子元件，极易受到工作温度的影响，如果变频器在高温运行的情况下，其导电铜排会加剧锈蚀的过程，对于微机控制板和驱动电源板上的细小铜质导线，锈蚀将造成损坏。由于WK-20型电铲变频器和PLC处于相对密闭的电气室，通过近几年的使用跟踪，电气室存在高温现象，尤其夏季更为明显，容易引发一系列电气故障。
3.1.2灰尘
我公司是金属露天矿山，地处我国西部，海拔高，风大，现场灰尘较多，灰尘附着在变频器线路板的表面，遇到潮湿空气的时候，就会对电路板进行腐蚀，时间长了，会导致线路板元器件的短路，变频器就坏了，严重情况下，会发生火灾及人身安全问题。如果灰尘附着在散热器及散热风扇的表面，就会影响散热器和散热风扇的效能，会因此导致变频器散热不良，进而缩短变频器的使用寿命。
3.2电源环境
高压变频器电气室串联在控制系统中，上级联接高压电源，下级联接电机负载，由于电网的供电电源发生故障、供电电源电压升高或者降低、三相供电不平衡、单相电网接地、雷击都会造成变频器故障。供电系统出现问题轻者变频器会保护动作，电源波动会直接导致器件损坏。
4．改善措施：
（1）由于电气室前壁轴流风机功率小，由机棚增压风机吸入到电气室冷却变频器后变成的热空气无法及时排到外面，形不成对流，因而变频器及PLC长时间处在一个较热的环境中运行，极易发生故障。所以将轴流风机功率增大，空气流动速度加快，可以大幅度降低电气故障。（2）如果在使用过程中取掉键盘，则变频器面板的键盘孔，一定要用胶带严格密封或者用假面板替换，防止粉尘大量进入变频器内部；另外在变频器运行两到三年后，采取措施对变频器内部进行清洗除尘，提高变频器使用的稳定性。（3）为了抑制电网引入的干扰对于电源引入的电网干扰我们不仅安装了超隔离变压器，还在电源输入端串接LC滤波电路，动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线，将PLC的I/O线和大功率线分槽走线，将干扰降到最低限度。
5.结语：
对于变频器运行环境的好坏，应引起高度重视。在尊重科学的前提下，有所创新，从而减少或防止设备故障的发生，保证设备正常工作，为企业创造更大的经济利益和社会效益。
参考文献：
【1】WK-20型电铲维修手册 2009年2月
【2】尚立志，探讨矿山机械电气设备自动化调试技术的运用【J】，世界有色金属，2008（11）：47-48
【3】ABB变频器固件手册
作者简介：郭文秀，1984.3—，男，汉，内蒙古包头市白云矿区，挖掘机司机