495B 电动挖掘机由美国 BE 公司制造，单斗容量为 60 m3，驱动部分采用西门子公司全数字化的矢量控制变频调速系统 Sibas。其电源部分采用主动前端 AFE，逆变部分应用 IGBT 作为开关器件组成的PWM 脉冲宽度调制逆变器。通过与辅助部分控制西门子 PLC 的合作，完成对各部机构电动机的驱动。神华准能公司在 2007 年引进了 6 台 495B 电动挖掘机，在运行过程中，经常产生主机自回故障，严重影响生产效率，笔者通过对其进行原因分析，并采取有效的检修措施，使问题得到了解决，保证了生产的正常运行。

1 主机自回故障的原因分析及解决办法

1.1 外网供电电压超出系统规定的运行范围

1.1.1 原因分析

495B 电动挖掘机高压部分的基准电压为 6 300 V，波动要求在±10% 以内，且下限在 100 ms 内还可降到 -30%。如超过了规定的范围，系统会迫使 AFE停止工作，产生主机自回故障。

1.1.2 解决办法

应用 Sibas monitor 软件中的 observer 功能，在维修站 rocky 计算机上同时监测 Sibas 控制程序中的外网电压连接头信号 $RMSLL、$RMSLL2 和真空接触器状态连接头信号 $BCBDPC 的数值。主机自回故障产生后，$BCBDPC 的数值会从 1 变为 0。连接头$RMSLL、$RMSLL2、$BCBDPC 的数值显示如图1所示。此时，观察外网电压信号 $RMSLL、$RMSLL2 的数值是否超出限定的范围，若超出限定范围，通过调整电动挖掘机外部的供电电压解决该问题。

  

图1 连接头 $RMSLL、$RMSLL2、$BCBDPC 的数值显示

1.2 Sibas 输入控制继电器 K6、K7 的工作状态异常

1.2.1 原因分析

继电器 K6、K7 的工作状态异常，使输入 Sibas机架内的机器停止按钮 BEB 和电源断开按钮 POEB的状态信号发生改变，导致 AFE 停止工作，产生主机自回故障。

1.2.2 解决办法

应用 Sibas monitor 软件中的 observer 功能，在rocky 计算机上观察 Sibas 控制程序中的连接头信号$BEB 和 $POEB 的电平指示棒图，如图2所示，除机器停止按钮 BEB 和电源断开按钮 POEB 被按下时外，屏幕上应存在高电平指示棒图。在设备运行过程中，若这两个信号中的某个信号的电平指示棒图消失了，表明控制该信号的继电器或该继电器的控制回路出了问题，或 Sibas 机架内与这两个信号有关的板块出现问题，需更换怀疑的相关板块。

  

图2 连接头 $BEB、$POEB 的电平指示棒图

1.3 AFE 电源电流三相不对称

1.3.1 原因分析

断开 AFE 与主变压器二次侧间的全部电缆连接。利用 rocky 计算机进入 Sibas mornitor 监视屏幕，点击 application 下拉菜单中的 connector 后，将 Sibas 控制程序中的连接头 HO307．IN2 的数值改为 0。连接头HO307．IN2 负责控制 Sibas 数字输出板 G147 的一个信道的输出，该连接头数值为 0 后，直流 24 V 电源通过该模块使继电器 K13 线圈得电。此时可检查继电器 K13 工作状态并确保其正常。再通过 rocky 计算机PLC 软件中的强迫功能，使用户程序中的输出 Q16．4的状态为 1，真空接触器线圈应得电吸合。可反复多次的强迫 Q16．4 为 1 的状态，观察是否存在真空接触器偶尔不吸合的情况。若存在上述情况，表明真空接触器线圈的相关控制电路存在问题。

再者，预充电接触器 K301、K201 各有一常闭触点通过 PLC 控制高压启动回路的控制继电器 CR1。设备运行时应确保其工作正常。

  

图3 AFE 电源部分单线原理

1.3.2 解决办法

教师可以在课堂师生互动语言中为学生搭建“支架”。有效的教师-学习者对话的互动形式能为学习者在最近发展区提供恰当适时的帮助，引导学习者完成自己无法独立完成的任务。在最近发展区的教学过程中，外语教师的重要作用就是起到“支架”作用，引导和帮助学生从当前区域走向高一层的发展区。

1.4 在系统运行过程中真空接触器断开

1.4.1 原因分析

另外，如果系统内相关的模块出现某些问题，要注意观察 Sibas mornitor 屏幕的故障提示，按照提示再结合系统内各模块的功能进行排查及更换怀疑的相关板块。

1.4.2 解决办法

AFE 电源部分线路连接或自身出现问题，导致其电源电流三相严重不对称，保护电路动作，使运行中的 AFE 停止工作，产生主机自回故障。AFE 电源部分单线原理如图3所示。

在做上述测试时，应用 Sibas monitor 软件中的observer 功能，在 rocky 计算机上同时监视 Sibas 控制程序中的真空接触器状态信号 $BCBDPC 的电平棒图的变化，真空接触器吸合后，信号 $BCBDPC的棒图应以高电平的形式存在，此时 PLC 的 7 号站输入点 I36．2 指示灯也应点亮。否则应对真空接触器控制 K5 线圈的辅助触点及继电器 K5 的工作状态进行检查。

随着现代信息化技术的不断发展，土建技术施工要充分结合现代化信息技术，以提高其工作效率。因为土建施工技术信息化不但可以帮助企业有效的控制施工成本，同时还可以帮助企业预防安全隐患的发生，帮助管理层及时有效的掌握工程施工质量，这就需要土建工程的管理者以及国家对发展土建技术施工的信息化引起高度重视。作为企业的管理层应该加大对先进土建技术及人才的引用，以提高整个管理层的管理水平和施工效率，进而提高工程的施工质量。而作为国家应该加大对土建技术发展的政策扶持和资金帮助，以帮助企业土建技术朝着正规化，技术化方面发展，从而保障我国土建技术的施工质量和施工安全。

当设备运行时，利用带有钳形电流探头的双踪示波器分别检查 2 台主变压器的一次电流波形，正常情况下，电流波形应三相对称，幅值相同。若 2 台主变压器的三相电流波形皆不对称，应是 2 台主变压器一、二次线路连接或所驱 AFE 部分出现了问题，或2 台主变压器同时出现了问题。此外，若 2 台主变压器三相电流波形不对称的情况相同，也可能是 2 台主变压器一次线路的共有部分出现了问题。若仅是 1 台主变压器的电流波形不对称，在检查该主变压器一、二次线路连接无问题后，可以在设备运行时，继续检查该主变压器二次两套三相绕组的电流波形，若其二次两套绕组电流波形也不对称，应是主变压器自身或其所驱 AFE 部分出现了问题。若两套绕组电流波形仅一套波形不对称，应是该套绕组线圈自身或其所驱AFE 部分出现了问题。辨别主变压器正常与否，可将 2 台主变压器到其所驱 AFE 单元的连接，采取互换的办法进行判断。对于 AFE 部分的问题，可互换IGBT 模块或更换怀疑的触发电路相关板块解决该问题。

真空接触器的控制电路出现问题，致使运行中处于闭和状态的真空接触器线圈失电，产生主机自回故障。

2 结语

通过对 495B 电动挖掘机在运行过程中产生主机自回故障的原因分析，并采取了有效的排查措施，保证设备安全稳定运行，并为相关技术人员提供了参考，提高了检修速度，降低了生产成本。□

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