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48C型梭車變頻器通訊故障的原因分析及處理方法 
神東公司目前在用的久益梭車主要為2種（另外有少量的48AA型和48AB型，這里不做討論），一種為48B型，牽引方式為通過晶閘管可控硅驅動直流電機來實現行走牽引。另一種為48C型，牽引方式為通過變頻器驅動交流變頻電機來實現行走牽引。48C型梭車相比48B型梭車來說有很多優點，其運煤量大，故障率低，維護保養方便。因此48C型梭車在使用中更易得到礦井的青睞，在礦井生產中的使用占比逐年增加，目前已成為神東礦區在用梭車的主力機型。但由于其主要電氣元件之間的相互控制都是通過數據通訊來實現，使用礦井對這方面的知識了解較少，一旦發生通訊故障排查不易。尤其是與變頻器相關的通訊故障，更加難以排查。由于變頻器比較昂貴，如果不能準確判斷，盲目的更換變頻器不僅會造成不必要的損失或浪費，而且還可能進一步影響礦井生產。這就需要對48C型梭車的通訊類故障進行分析論證。找出可以指導生產維修的經驗。
一、久益48C型梭車電氣系統概述
久益48C型梭車的電氣系統主要由一個中央控制器、一個數字輸入/輸出模塊、電機智能綜合保護器、顯示器、變頻器和電氣開關組成。1140V電源通過線路輸送到梭車后，經過主斷路器、泵電機接觸器，然后供到變頻器系統，變頻器頻率按照司機所選擇的行走速度可在0-120Hz之間進行調整，行走速度隨變頻器輸出給行走電機的頻率的變化而變化，從而實現行走電機的平穩運行。該型設備可以通過操作行走方向開關、腳踏開關和傳感器（電位計）來控制變頻器，從而控制梭車行駛的速度和方向。變頻器控制可使梭車平穩起動和加速。中央控制器監測梭車各種功能，給設備的操作運行提供必要的開關電路。中央控制器將司機通過電氣開關選擇的輸入信號與設備功能相關聯。顯示器記錄設備的運行和狀態信息。每個顯示頁面提供詳細的信息，幫助了解設備的運行情況和故障診斷。由于變頻器內部的交流變流器是導通和輻射干擾源，而且在變頻器進線側，由整流器產生的諧波是一個相對低頻諧波（3kHz），它會傳導回電源系統中，是產生諧波失真的主要因素。為了使諧波產生的干擾降到最低，該型梭車在每臺變頻器的供電側回路中都加設了行走電抗器。
該型梭車的電子智能綜合保護器、顯示器與中央控制器間的通訊和數據交換都是通過CANbus總線進行的。中央控制器與電流環轉換器間的通訊和數據交換是通過RS-232 串行接口實現的。電流環轉換器與變頻器間的通訊通過RS-422 電流環完成。我們要注意的是CANbus 總線通訊中斷或通訊故障，設備的運行不會受影響。CANbus 的用途僅限于診斷功能。
二、變頻器運行控制回路分析
梭車變頻器將交流電源轉換為直流電源，通過直流濾波器濾波后，又將平滑的直流電源轉換為交流電源，從而實現變壓變頻（VVVF）輸出。它為行走電機提供電壓和頻率可調的電源來驅動行走電動機對梭車的行走進行控制。當24Vdc 控制電壓一送到兩個變頻器上的使能插針（XENBL) 上，變頻器就會通過雙向串行接口開始與中央控制器進行通訊。泵接觸器吸合，每個變頻器的輸入橋饋有線電壓。操作腳踏開關，每個變頻器的輸出橋將輸出電壓供給行走電機，使梭車加速。梭車的行走方向由司機操作腳踏開關和梭車側椅旁的行走方向開關決定。每臺變頻器都有模/數轉換器，將電流互感器產生的模擬信號轉換為數字信號，在運行時，會連續檢測每個模/數轉換器的功能，如果檢測失敗，變頻器將停止運行。而且變頻器還為行走電機提供熱過載保護，如果電機因熱過載而跳閘，變頻器停止工作。四分鐘后司機可以重新啟動。這些故障信息可以在與中央控制器連接的顯示器上查看，重啟中央控制器可以使故障復位。
三、變頻器通訊故障實例分析與處理
48C梭車通電后，無法操作設備行走，顯示器上顯示的故障信息為“Left VFD NoComms”左變頻器通訊失敗。我們對該故障來進行分析并處理。
（一）、故障分析：
變頻器通過電流環與中央控制器之間進行通訊，如果顯示此故障信息，我們可以得到一個初步的結論：中央控制器與左變頻器不通訊或左變頻器串行通訊傳輸中斷。
（二）、故障處理思路：
首先切斷設備電源，再重新送電，來復位此故障。先檢查左變頻器是否有24Vdc 電源輸入，再檢查左電流環轉換器是否有12Vdc 電源輸入。檢查并確保通訊電纜的屏蔽層完好并且僅一端接地。檢查并確保左電流環轉換器接地。若此問題重復出現，將左右兩臺電流環轉換器互換。若問題隨之轉移到右側，則更換該電流環轉換器，若問題仍存在，將左右兩臺變頻器互換后進行試機。這時如果問題隨之轉移到右側，則說明可能變頻器損壞，需更換該變頻器。如果問題沒有隨其轉移，仍出現在左側，這時根據我們的判斷結論，需要以下兩個方面的檢查。
1、左變頻器和左電流環轉換器的通訊中斷。檢查左電流環轉換器的線路
51(TD-)、50(TD+)、62(RD-) 和46(RD+)到左變頻器的線路51的插針M(IRX-)，線路50 的插針N(IRX+)、線路62 的插針U(ITX-) 和線路46 的插針L(ITX+)的接線情況，是否有短路和漏電故障。
2、左電流環轉換器和中央控制器之間的通訊中斷。檢查左電流環轉換器的線路129的插針2(RD)、128的插針3(TD)和127的插針7(SIG GND)到中央控制器的線路129的端子22(TD)、128的端子44(RD)和127的端子65/66(GND1和2)的接線情況，是否有短路和漏電故障。
如果進行上述檢查后故障仍未解決，則需更換中央控制器。為方便進行故障判斷，我們還可以根據對變頻器的一些檢測數據判斷其是否損壞。將變頻器上所有連線拆開后，用萬用表進行以下測量步驟。正常情況下變頻器的基本數據為：
1、用萬用表測量底板到每個輸入端子的阻值。測得的阻值應為無窮大。
2、用萬用表測量底板到每個輸出端子的阻值。測得的阻值應為無窮大。
3、將萬用表的正表筆+ve接到母排負極，負表筆-ve接到每個輸入/輸出端子。應測量到壓降0.350V。
4、將萬用表的負表筆-ve接到母排正極，正表筆+ve接到每個輸入/輸出端子。應測量到壓降0.350V。
梭車右變頻器損壞，更換新變頻器后，對設備進行送電，啟動設備后顯示器顯示右變頻器故障，設備無法行走。我們對該故障來進行分析并處理。
（一）、故障分析：
更換新變頻器后，在設備第一次送電時，變頻器與中央控制器會進行一系列的數據傳輸和參數下載，出現此故障說明新變頻器與中央控制器的數據傳輸過程中出現問題。由于久益公司對其生產的變頻器進行了多次升級，變頻器內置參數與使用設備的中央控制器的參數不匹配可能導致該問題。另外，新變頻器在第一次送電工作時，為確保正常的數據下載過程順利完成，設備的驅動控制電源必須保證至少兩分鐘不能斷電，一旦在變頻器數據下載過程中斷電，就有可能引起通訊丟失。控制線路存在接地漏電故障產生弧光也可能引起軟件崩潰。我們可以從這幾方面來處理該故障。
（二）、故障處理思路：
同故障實例一，首先切斷設備電源，再重新送電，來復位此故障。檢查右變頻器是否有24Vdc 電源輸入，再檢查右電流環轉換器是否有12Vdc 電源輸入。檢查并確保通訊電纜的屏蔽層完好并且僅一端接地。檢查并確保左電流環轉換器接地。
1、對整個控制回路進行檢查，是否有漏電接地部位。觀察電控箱內是否有漏電弧光痕跡，根據接線圖紙對線路進行逐一檢查。
2、變頻器內置參數與使用設備中央控制器的參數不匹配，則需重新配置變頻器的MMC卡（程序參數卡），將正確的MMC卡插入變頻器正面的卡槽內（任一），啟動設備后顯示器顯示右變頻器程序下載。下載完成后再進行試驗。
3、變頻器第一次送電時，在參數下載過程中驅動控制電源中斷，導致軟件崩潰。將左右兩臺變頻器互換后進行試機。這時如果問題隨之轉移到左側，說明變頻器在參數下載過程中由于斷電導致軟件崩潰，從而引起通訊丟失。則需聯系服務工程師重新初始化軟件。如果問題沒有隨其轉移，仍出現在右側，那么中央控制器可能存在故障，需進行更換。
梭車在正常運行時，突然無法行走，顯示器上顯示的故障信息為“Both VFD Trip”兩臺變頻器都跳閘。我們對該故障來進行分析并處理。
（一）、故障分析：
變頻器跳閘是變頻器對自我的一種保護動作，造成該故障的可能性有以下幾點：1、兩臺變頻器的進線側或負載側存在問題；2、變頻器自身溫度過高而停機。
（二）、故障處理思路：
針對我們分析的引起故障的可能原因，將梭車斷電后重新送電，對故障進行復位。如果故障仍然存在，首先對變頻器的進線側和負載側進行檢查。根據設備接線圖，檢查進線側的接線是否存在問題，檢查負載側的接線是否存在問題，確認無高阻值、開路或短路現象。再檢查瞬態浪涌保護橋是否存在問題。兩臺變頻器輸出電流在規定時間內超過了與電機熱效應曲線相對應的負載側的額定電流也有可能引發此故障，因此還需對變頻器的負載-兩臺行走電機進行檢查，確保兩臺行走電機旋轉無卡阻，行走電抗器工作正常。如果是由于電機熱過載而引起的故障，變頻器需要冷卻4分鐘后可重新正常啟動。
變頻器自身溫度過高跳閘是由于變頻器對其底板溫度有限額保護。底板的跳閘溫度為80℃，當溫度降到70℃時，跳閘信號將會清除。冷卻需要8分鐘左右的時間，如果底板溫度確已超過限額溫度，可以等其冷卻后重新啟動設備。但必須對其冷卻系統進行檢查。久益48C型梭車變頻器的冷卻方式有兩種，一種是外加冷卻風扇，通過風流來對變頻器冷卻降溫。這就要檢查兩臺冷卻風扇是否工作正常，轉動是否靈活。檢查并確保氣流能無障礙的到達兩個變頻器底板。還需檢查變頻器與底板之間涂抹的散熱膠是否均勻，規格是否正確。另一種冷卻方式是在安裝變頻器的電控箱門板外側加裝循環冷卻水系統，通過循環水流給變頻器散熱冷卻，這時則需檢查循環冷卻水路是否有堵塞現象，管路有無破損，冷卻水泵工作是否正常。
如果上述檢查均沒有問題，且環境溫度低于28℃，那么中央控制器有可能存在故障，需進行更換。檢查處理后故障仍然存在，說明兩臺變頻器可能已經損壞，需更換變頻器。
在48C型梭車的電氣控制通訊回路中，中央控制器為控制核心，變頻器為執行核心，中央控制器與變頻器之間的通訊信號為RS232串行信號，電流環作為他們之間的溝通橋梁，承擔著數據交換的任務。在日常的設備使用過程中，如果發生了變頻器通訊故障，首先檢查確認中央控制器與電流環是否可靠接地，特殊情況下還需要將變頻器的外殼進行人工可靠接地。在測試電氣回路和電子元件時，應使用歐姆表來進行測試電子器件，不得使用搖表，而且測試前必須將電子器件從設備回路上斷開并隔離。判斷故障時，單一元件故障可通過左右相同元件互換試驗來縮小故障點范圍。
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