VTC650支架搬运车电控系统常见故障与处理方法

VTC650支架搬运车电控系统常见故障与处理方法

李荔

国家能源集团神东煤炭公司生产服务中心  内蒙古 鄂尔多斯 017209

【摘要】：矿用防爆特种车辆作为煤矿井下辅助系统工作的主力军，随着采煤工艺的不断更新，高产高效大型矿井发展迅速，井下设备向高端化、智能化发展也随之加快。以电力驱动的VT650支架搬运车对煤矿井下辅助运输系统的作用得到进一步的体现，应用范围越来越广。跟随科技发展的脚步，为降低碳排放、清洁井下空气环境、提高能源使用效率，电力驱动的防爆特种车辆在各大矿区已经开始大批量采购使用。和柴油机特种车相比电力驱动的特种车有取消柴油发动机，降低能耗、减少排放、结构简单、零部件少、维修简单、使用可靠等特点。本文就神东使用较多的VTC650支架搬运车为例，对井下使用的常见故障及故障产生的原因及及处理方法加以分析总结。

关键词：VTC650支架搬运车；故障；原因分析；处理方法

1导言

VTC650支架搬运车主要的工作地点在煤矿井下，因其适应不同的工作环境，对环境没有污染，故障率低等特点，越来越多使用在安装回撤工作面，大型设备运输等方面。虽然VTC650支架搬运车电控系统等方面都做了很大的改进，为井下稳定使用提供了强有力的保障，但随着长时间的工作，电控系统的各项性能指标都会出现不同幅度的降低，除易损件外其它零部件也都发生了磨损、老化等现象。在后期的使用过程中，VTC650支架搬运车的故障率将大大提升，影响井下正常的生产工作。

2 VTC650支架搬运车描述

VTC650支架搬运车的设计制造专门用于完成矿用综采配套设备的安装、回撤、运输等重要任务，采用4*4驱动方式，由2000安培/小时的防爆铅酸蓄电池提供动力，两台50马力全封闭双磁场直流串励防爆电动机为行走驱动电机，一台16马力全封闭风扇空冷直流防爆电动机为液压泵电动机。从前向后由铲板、前机架、中间机架、后机架和电池架五大部分铰接而成。转向控制、铲板控制、绞车控制等由液压系统完成。蓄电池式支架搬运车的优点是无排气污染，运转热量小，噪音低，动能转化效率高，非常适合煤矿井下恶劣环境使用，有效改善了井下的作业环境。缺点是直流电机的电刷和换向器易磨损，维护费用高，空冷电机散热效果差，电机转子绕组绝缘老化速度快，后期维护保养困难。

3 C9发动机井下工作时常见故障

VTC650支架搬运车主要动力源是铅酸蓄电池，为行走和液压系统提供动力，电气控制部分为全车的核心组成部分，在使用过程中由于电子元件受井下潮湿、灰尘大的环境影响加之电子元件本身性能衰减的因素，在频繁使用一段时间后，电气控制系统经常出现各种故障，造成车辆不能正常使用，现场排查故障、维修时间长等原因，对生产任务影响突出。长期从事VTC650支架车的维护检修工作积累总结了一定经验，掌握了从故障表现推导出故障排查的大致方向，能极大提高判断问题查找故障的效率，减少了查找、排除的时间，为安全生产提供保障。 下面就几种典型、常见故障进行分析：

3.1车辆无法正常检测

3.1.1故障现象

3.1.1.1显示器黑屏，无任何显示

3.1.1.2显示器显示正常并出现SYSTM OKAY（系统正常）提示，合不上车身断路器。

3.1.2故障原因分析：

显示器黑屏，无任何显示原因有8种，分析如下：

1）蓄电池断路器故障；

2）电源线插头故障；

3）操作手柄检测按钮故障；

4）检测回路12A保险故障；

5）“D”继电器故障；

6）控制线有断点、虚接现象；

7）BUC2000逻辑模块故障。

8）显示器故障

3.1.2.2显示器显示正常，出现SYSTM OKAY（系统正常），合不上车身断路器原因有6种，分析如下：

1）带式急停开关坏；

2）检测隔离继电器坏；

3）车身断路器脱扣圈坏；

4）“W”继电器坏；

5）BUC2000逻辑模块坏；

6）主线和控制线路存在短路、漏电、接地现象。

3.1.3故障判断与处理过程：

3.1.3.1显示器黑屏，无任何显示的故障判断与处理过程：

故障判断用到的工具有万用表一块、验电笔、电工工具（扳手、螺丝刀、断线钳等）一套、内六角扳手一套。要排除故障首先要找到故障点，找故障点的方法是根据电气原理图从外到内，从简单到复杂逐一检查排除，直至找到故障点进行对应的处理。

首先合上蓄电池断路器用万用表测量有无电压输出，有电压输出说明蓄电池断路器没有问题可以进行下一步检查；无电压打开断路器检查，断路器坏更换断路器，连接电缆坏更换电缆。然后用万用表检查蓄电池至车身断路器主线通断情况，有电压说明电缆完好，没有电压说明电缆有断点，需要重接电缆或者更换电缆。车身断路器箱内检测回路两个12A的保险的好坏，用万用表测量电阻值无穷大则烧坏更换即可，为零时可以排除保险问题。其次打开电控箱，操作检测按钮观察1#隔离继电器（检测隔离继电器）上I区指示灯有无变化（红绿交替），无变化检测按钮坏更换操作手柄，按下之后状态改变排除检测按钮问题。检查“D”继电器是否吸合，继电器上有指示灯，指示灯亮说明继电器工作，可以排除继电器问题，不吸合更换继电器即可。再次逐一检查电控箱内控制线有无虚接、脱落现象，逐一紧固接线，用万用表按照线路图逐一测量排除线路故障。最后用新BUC2000逻辑模块或者完好车辆的BUC2000逻辑模块换下故障车辆的逻辑模块，看故障是否能排除，故障排除说明逻辑模块坏，更换新模块即可。

3.1.3.2显示器显示正常，出现SYSTM OKAY（系统正常），合不上车身断路器的故障判断与处理过程：

故障判断用到的工具有万用表一块、验电笔、电工工具（扳手、螺丝刀、断线钳等）一套、内六角扳手一套。找故障点的方法是根据电气原理图从外到内，从简单到复杂逐一检查排除，直至找到故障点进行对应的处理。

（1）首先打开电控箱，检查隔离继电器上带式急停开关的状态指示灯是否为绿色状态，绿色状态可以排除带式急停开关故障，否则更换即可。

（2）然后用万用表测量22#线和41#之间有没有电压，有电压排除检测隔离继电器故障，无电压更换检测隔离继电器。

（3）测量车身断路器脱扣线圈有无电压，排除脱扣线圈问题。排除了脱扣线圈问题后检查“W”继电器是否正常工作，看指示灯或者用万用表测量都可检查继电器是否存在故障，继电器损坏更换继电器即可。

（4）用完好逻辑模块换上排除逻辑模块故障。

（5）最后用万用表按照线路图逐一对主线和控制线对地测量电缆的电阻值，检查有无漏电、接地现象排除线路故障，最终确定故障点，对应排除故障。

3.2泵电机无法启动

3.2.1故障现象：按下启动按钮，泵电机不能启动，显示器显示正常。
  3.2.2故障原因有8种，分析如下：

（1）操作手柄启动按钮故障；

（2）隔离继电器故障；

（3）PLC故障；

（4）“P”继电器损坏；

（5）（5）BUC2000逻辑模块故障；

（6）泵电机主回路125A保险损坏；

（7）泵电机软驱动单元故障；

（8）泵电机故障。

3.2.3故障判断与处理过程

故障判断用到的工具有万用表一块、验电笔、电工工具（扳手、螺丝刀、断线钳等）一套、内六角扳手一套。

因为造成泵电机不能启动的原因很多，所以判断故障的方法是先从简单入手，逐一排除直至找到故障点进行处理。首先打开电控箱用眼睛观察的方法就能看出启动按钮、隔离继电器、“P”继电器、PLC是否故障，一一排除。其次用完好的BUC2000逻辑模块替换的方法，排除逻辑模块故障。再次用万用表的电阻档测量泵电机主回路125A保险的电阻，判断保险的好坏。然后到了泵电机软启动单元的故障排除，一般采用整体泵启动单元替换的方法鉴别泵启动软单元的故障。最后是泵电机故障的鉴别，用万用表测量电机的绝缘是否下降，是否接地，绕组是否断路。拆下电机的检查盖，检查线圈有无烧断，换向器、电刷是否损坏。找到故障点，能修复的修复，不能修复的则更换新配件。

3.3行走电机不驱动

3.3.1故障现象

3.3.1.1电机向前不会驱动

3.3.1.2电机不会向后驱动

3.3.1.3电机向前、向后都不驱动。
    3.3.2电机不会向前或者不会向后驱动的原因有6种，分析如下：

1）操作手柄前进按钮故障；

2）隔离继电器问题；

3）PLC问题；

4）BUC2000逻辑模块故障；

5）电机驱动盘向前驱动部分故障；

6）电机故障。

3.3.2.3电机向前、向后都不会驱动故障原因有3种，分析如下：

1）BUC2000逻辑模块故障；

2）电机驱动盘故障；

3）电机故障。

3.3.3故障判断与处理过程

障判断用到的工具有万用表一块、验电笔、电工工具（扳手、螺丝刀、断线钳等）一套、内六角扳手一套。

（1）按钮故障、隔离继电器问题、PLC问题、逻辑模块故障的排除检查方法上面已经说过，这里不再叙述。

（2）电机驱动盘故障一般是盘上某个元件损坏引起的驱动盘故障，比如说二极管击穿、IGBT短路、驱动板烧坏、电容组件坏等等。

（3）要判断驱动盘是否故障，要对盘上的元件进行鉴别排除，首先用万用表测量二极管的单向导通性，具体方法如下图1，其次逐一测量单个IGBT的好坏，测量方法如图2。

电容组件测量用万用表的电容档位测量就行，无穷大说明电容组建断路了，为零则说明被击穿。最后驱动板的故障判断采用替换法即用一块新的驱动板替换现有的驱动板，来排除驱动板问题。

（4）电机故障先用万用表测量电机有无接地，绕组之间有无断路现象，其次打开电机接线腔查看电机绕组有无烧断、碳刷是否磨损、换向器是否损坏，有无打弧痕迹等现象。没有上述现象说明电机未损坏，有上述现象之一的即可判断电机损坏，对电机进行维修或更换。

    3.4牵引电动机常见故障与处理过程

3.4.1故障现象

3.4.1.1电机内有齿轮油

3.4.1.5电机冒烟

3.4.2故障原因有两种，分析如下：

（1）电机内有齿轮油故障原因：电机前端与齿轮箱连接处骨架油封坏。

（2）电机不转故障原因：1）电机励磁绕组断路2）电机电缆断路3）控制系统故障

3.4.3故障判断与处理过程：

电机冒烟的故障判断与处理过程：

障判断用到的工具有万用表一块、验电笔、电工工具（扳手、螺丝刀、断线钳等）一套、内六角扳手一套。

车辆在运行时不按规定速度行驶，很容易造成电机绝缘损坏。如果按规定速度行驶，应考虑检查励磁绕组、电枢绕组绝缘问题，打开电机观察有无明显烧痕。

5、安全技术措施：

（1）通用部分

1　检修工必须熟悉车辆性能、原理，经专业培训考试合格，持证上岗。

2　检修工必须佩戴规定的劳动保护用品进入岗位，并做好工作前的各项准备。

3　检修工必须了解车辆的运行情况，查阅车辆运行记录、故障记录等。

4　车辆停放在指定位置，观察周围环境，在安全的情况下，放下铲板和蓄电池以及停车断电进行检修，并加装阻车器。

（2）更换驱动盘、断路器、变压器、插头等附件

1）准备工器具及完好电气附件     

a、工器具、配件齐全适用。

b、规格型号与待换型号一致。

2）停车到检修区域

1　停车前检查周围环境是否满足停车条件。

2　选择合适的位置停车不影响其它人员、设备作业。

3　放下电瓶和铲板，熄火，切断电源。

4　安设阻车器，阻车器位置正确，安设可靠。

3）拆电气附件

1　确保切断电源，以防伤人。

2　进行各元件连接线路拆解并做好标记。

3　细小零件，如密封圈、螺栓等，应分类保存，防止丢失或损坏。

4）安装电气附件

1　安装正确，走向合理。

2　连接部分紧固。

3　无防爆、失爆现象。

5）清理作业现场

1　工器具无遗落。

2　现场卫生干净整洁。

（3）电机装卸

1）使用匹配的工具。

2）拆卸电机底角固定螺栓，传动轴、电缆线做好标记，与电机分离。   

3）吊电机

天车、吊具辅助设施等周边环境安全状况下方可操作。起吊作业须符合《生产服务中心特种车辆检修车间起吊作业规范》。

4）维修电机

使用专用工具，测量查找问题，针对问题，进行解决。

5）稳装电机

按照《特种车辆检修车间起吊作业规范》进行安装，安装时注意缓慢进行，注意人员安全，避免损坏其他管路及附件。并按照标记线路，进行一一连接，确保螺丝、管路及附件连接可靠，无失暴现象。

6、防范措施

1、做好常规检查保养：

（1）对电瓶车进行经常性检查维修，对重点对保险、电容、电路板、继电器、电缆接头等易损部件和节点进行检查维修，杜绝因电气元件偶发损坏造成的车辆故障现象的发生。

（2）VTC650蓄电池支架搬运车进行定期维护保养，对连接电缆、电机、操作手柄、逻辑模块等部件的使用周期进行测定，到周期就更换，避免易损件因长时间使用造成的老化引起现场故障频发的现象发生，对车辆实施预防性检修。

   （3）检查电瓶车照明灯、信号灯、警灯是否状态良好，连接牢固，有无防爆失暴现象。

（4）检查电机是否牢固，线路是否老化，连接部位是否松动、氧化，是否及时清理灰尘，齿轮油是否缺少等（注意电源必须切断，防止砸手、压手等）

（5）检查电池箱固定件是否牢固。检查电池箱电缆插头是否连接良好、有无损坏（注意电池必须断电）

（6）检查驾驶室，确保操作手柄、控制装置等电气设备操作正常，连接牢固，无损坏，没有任何油污、润滑脂或泥土。

（7）打开电控箱，检查测量驱动盘、保险、模块、漏电保护器等各电气设备，是否连接牢固、有无损坏等（严禁带电检查操作）

（8）检查断路器时，测试断路保护是否正常，断路器连接部件及线路是否正常、老化等现象。

2、做好现场运行监护

VTC650支架搬运车直流牵引电机存在散热不好的问题，经常因电机发热出现故障进而影响电机的使用寿命。为了更好的解决这个问题，我们现在采用方式是车辆每运行4000米，打开车辆盖板让电机降温，等温度降下来继续运行。其次采用轮换使用方式，让车辆电机有充分的时间降温，保证现场正常运行。

3、做好检修人员培训

因维修电瓶车需要对车辆结构，电气原理有一定的了解，做好检修工人才梯队建设。

4结束语

VTC650支架搬运车具有零污染、零排放、低噪声、低能耗、结构紧凑、操作方便等特点，在井下短距离搬运和安装摆放液压支架、长距离运输综采三机件、移变列车件等搬家倒面作业中有着不可替代的优势。随着越来越广泛的使用，车辆正常运行是安全生产的重要保障。这就更加突出了车辆管理、日常维修保养、及时排除故障的重要性。准确排除故障能大大减少影响生产的时间，提高工作效率，保证现场生产安全。

参考文献

[1]VERSATRAC650蓄电池支架搬运车维护保养手册。

[2]VERSATRAC650蓄电池支架搬运车电气原理图。