摘要：本文主要以WK-4电动挖掘机为列，分析了位移控制给定、绕组部位、电压负反馈回路、电流负反馈和比较电位几种常见的电气故障及处理方法。对维修电工有一定的实用价值。
关键词：电动挖掘机；给定；反馈；故障；处理
1 引言
WK-4电动挖掘机在我公司生产中是非常重要的矿山设备，要使电动挖掘机在工作中正常运转，有较高的生产效率。就要能出现故障能及时排除，尽量减少停机时间，保障设备利用率。对电器控制中的各种故障现象要从理论上去分析判断。
2 WK-4电动挖掘机的总体概况
WK-4电动挖掘机的电器控制是采用无触点控制，它是利用磁放大器磁路中导磁率随电场强度变化的特性，实现弱信号对强信号的控制，去控制发电机电压，从而控制电动机按生产机械需要运转、调速。
电动挖掘机的磁放大器是由多个工作绕组和多个控制绕组组成的。控制绕组分为给定绕组、位移绕组、电压反馈绕组和电流反馈绕组。它的工作原理是：在交流电压不变的情况下，负载电流的大小取决于工作回路的总阻抗： Z=X2+R2。这里的负载电流指发电机励磁电流。这个总阻抗除负载即发电机他励绕组阻抗外，还取决于工作绕组的电感量：Z=2πfL。根据电磁感应定律，工作绕组的电感量和铁芯导磁率成正比，即铁芯导磁率越高，工作绕组的电感量越大。而铁芯导磁率的高低在一定范围内又和铁芯中的电场磁场强度的大小成近似反比。所以只要控制了电场强度，就能控制导磁率。改变工作绕组的电感量，也就改变了工作回路的阻抗。达到控制工作回路中电流大小的目的。电场强度的控制是由一个匝数较多的控制绕组产生直流恒定磁场实现的。另外电压负反馈绕组和电流负反馈绕组在一定范围和一定的时间内又对给定绕组所能产生的电场强度进行控制。
为了消除磁放大器的零点漂移，又采用了位移绕组对磁放大器的磁饱和程度进行调节，使得整个系统工作在综合安全信号之中。所以，只要某个控制回路发生故障，就会使整个工作导流失调，造成电铲不能正常作业。
3WK-4电动挖掘机常见的几种故障分析与处理
3.1 位移控制发生故障时的情况
在WK-4电铲电气控制中，磁放大器的工作绕组是采用内桥推挽输出方式。电铲的直流电动机是可逆的。要随心所欲的改变转向，是由发电机输出电压的正负极随司机操作控制而变化的。所以磁放大器工作绕组采用正负两拍推挽输出。由于磁放大器在制造中工艺和材质有一定的差别，正反两拍之间磁饱和程度，电感量也就不能达到平衡，在给定信号为零时，由于各种原因造成的不平衡状态，工作回路中就有了一定的电流输出。位移绕组就是对工作绕组的电感量进行调正或补偿，使正反两拍磁饱和程度达到平衡，在给定信号为零时，输出为零。
所以，在设备运行中，控制器在零位时，某系统机构发生自行爬行，在工作中控制器换向时，或控制器在零位时，发电机整流器上碳刷火花很大，这时首先检查位移绕组正反两拍是否有拍没有工作或失调，就能及时排除故障。
3.2 给定绕组部位的故障现象及处理方法
前面已知道，给定绕组所产生的电场强度是控制磁放大器铁芯的导磁率，从而控制工作绕组的电感量，改变工作回路的阻抗达到控制发电机励磁电流
①当发生某机构或全车不动时，首先检查给定信号电压，如果没有电压，首先测量给定信号总电源；②检查SC直流接触器附加触头；③单相桥式整流电源及整流二极管；④控制变压器初次级有无电压。
在可控硅励磁系统中，给定电源是从三相桥式整流220伏直流电源的负极取出，对变压器中性点得到110伏脉动直流，降压到60-70伏后再由稳压管CW削波稳压以22～24伏向给定回路供电。当保险管断路后，全车也不工作。当各机构统一工作就失去控制，速度高处原来正常速度1倍以上时，是稳压管CW开路，脉动直流电源未经削波，从正常的22～24伏增加到60～70伏造成的，应及时检查或更换稳压管，故障立即排除。
3.3 电压负反馈回路发生故障的现象及排除
为了使发电机有足够丰满的外特性，工作中平衡，过度过程快。电铲控制中采用了电压负反馈。
所谓反馈，就是将输出信号的全部或部分回输入控制中，对输出信号加以控制。WK-4电铲中电压负反馈信号电压取自于发电机端电压.经分压和电压反馈绕组构成回路，在可控硅励磁系统中是串联于电压反馈绕组中。电压负反馈绕组在磁放大器中其极性的给定绕组相反，它产生的电场强度和给定绕组产生的电场强度相反。它将发电机空载电压控制在3倍的给定信号之中，使发电机电压限制在额定值内，达到机械的启动和制动过渡过程快而平稳。
在电压负反馈回路中绕组断线时，电压负反馈回路停止工作，这时发电机电压降超过额定值200多伏，控制器在零位时发电机残磁电压升高，发电机换向片上产生较大火花使换向片变坏，机构速度加快。由于失去了反馈强迫作用，当控制器回零时，机构还要爬行一段，很容易造成撞车和碰车事故，当发生某机构速度减慢无力，发电机端电压调不上去，达不到额定值时，就是断路，发电机端电压直接加在电阻和电压负反馈绕组上，负反馈绕组中电流增大，反馈磁场强度增加大大消弱了给定绕组所产生的电场强度。使工作回路阻抗增大发电机励磁电流减小。针对各种现象的反应，从理论上加以分析就很快能排除故障。
3.4 电流负反馈和比较电位在电铲中的应用和故障处理
要充分的发挥电铲的工作效率，需有足够的机械特性，电动机要有很强的转矩和力矩，就得有一定的堵转电流。又要在一定的范围内保护发电机、电动机。电铲采用了电流负反馈控制。发电机堵转电流是额定电流的2.5倍，如提升发电机额定电流是500安，则堵转电流就是1250安，电流量反馈的信号电压取自于发电机和电动机换向极压降，为了保持较高的机械特性，要求在堵转电流的70%时电流负反馈才能工作，所以在控制中采用了另一独立电源作为截止电位，我们称为比较点位。在电动机拖动负载运行时，主回路电流达到堵转电流的70%时，发电机电动机换向极绕组端产生的电压高于截止电位时，电流负反馈便开始工作，所产生的电场将影响给定电场，最终将其堵转电流控制在规定范围内。WK-4A型电铲的截止电位则要采用稳压管反向截止，不需要另外加比较电位。
在整个电流负反馈系统中发生故障时，会出现两种现象：
如果是电流负反馈回路，包括电阻、绕组、联线断线，失去负反馈使用时，工作中发电机电动机主回路电路电流大大增加，发电机电动机整流片与碳刷之间产生强烈火花，继续工作将会在很短时间内烧毁发电机电动机，出现这种现象应立即停机，检查电流负反馈回路断线处，故障会尽快排除。⑵在WK-4型电铲中比较电位失去电压，WK-4A型电铲中WZ截止稳压管击穿，是回路中失去截止点，电流负反馈就会在电动机一做功就产生连续负反馈，是工作电流减少，机械特性变软无力，这种现象一发生，只要检查比较电位回路或截止稳压管，故障就会迅速排除。
在提升机构发生无力，机械特性变软时，还要考虑提升电动机的励磁电流。因为提升电动机在运行时，电动机是满励磁。12安陪的励磁电流。在落斗下放时，为了下降速度得到提高，电动机工作在弱磁升速状态，电动机励弱磁电流减小到6安。落斗的速度就大大加快了。强磁和弱磁的变化是由一个20安的直流接触器动作变换的，由于动作频繁，其触头很容易烧坏，使得提升时只有弱励电流，空载、轻载时速度快，负载一加重就产生堵转无力。所以提升出现无力时，要首先检查IC接触器是否工作正常，停电后，及时处理，设备会很快恢复正常运行。
4 结语
电动挖掘机电气故障千变万化，这里只分析几种常见的故障和处理方法。因此，维修人员和技术人员必须深入、深刻的认识相关设备重要性和特殊性，不断加强和提高技能，提高装备的现代化维修水平，才能增强企业竞争能力。
5 参考文献
[1]配太重集团公司.电气原理图,湘潭电气设备制造有限责任公司,2003.
[2]配太重集团公司.WK-4电铲说明书,湘潭电气设备制造有限责任公司,1995.
[3]顾强谷主编, 《电机及拖动基础》 机工版 1983
[4]陈隆唱主编， 《控制电机》 西北电讯工程学院出版
[5]李仁编, 《工厂常用电气控制设备》 机工版 1980