矿井提升机电气控制系统故障分析与对策研究

引言

矿井提升机承担着矿山物料、人员运输的重要任务，电气控制系统是其核心部分。然而，系统在运行中常出现各类故障，影响生产效率与安全。对这些故障进行分析并制定对策，对提升矿山生产效益和安全性意义重大，因此，维修人员需要深入研究矿井提升机的电气控制系统，优化矿井提升机电气控制系统的维修流程，提高维修效率，为矿山的安全生产做出保障。

一、矿井提升机电气控制系统概述

（一）系统构成

矿井提升机电气控制系统主要由主电路、控制电路、保护电路、信号电路以及各种电气设备组成。主电路负责为提升机提供动力；控制电路实现对提升机的速度、方向等控制；保护电路用于保障系统安全运行；信号电路传递各类运行信号。

（二）工作原理

操作人员通过控制电路发出指令，控制主电路中电机的启动、停止、正反转以及调速等动作。保护电路实时监测系统状态，一旦发现异常，立即采取保护措施，如切断电源。信号电路则将提升机的运行状态信息反馈给操作人员，便于其及时掌握情况。

二、常见故障类型及原因分析

（一）电机故障

故障表现：电机故障主要表现为电机无法启动、启动困难、运行时异常噪音或振动、过热等。

原因分析：电机无法启动或启动困难可能是由于电源故障，如电压过低、缺相；也可能是电机绕组短路、断路或接地故障；此外，电机轴承损坏、转子扫膛等机械故障也会导致启动问题。运行时异常噪音或振动可能是电机不平衡、轴承磨损、定转子气隙不均匀等原因造成。电机过热则可能是过载、散热不良、通风系统故障等引起。

（二）控制器故障

故障表现：控制器故障常表现为控制指令无法执行、控制逻辑错误、系统无响应等。

原因分析：控制器内部电子元件损坏，如芯片、电容、电阻等，会导致控制功能异常；软件故障，如程序出错、数据丢失等，也会使控制器出现控制逻辑错误；此外，控制器的电源供应问题、通信故障以及受到电磁干扰等，都可能引发控制器故障。

（三）传感器故障

故障表现：传感器故障通常表现为信号传输异常，如信号丢失、信号错误等，这会导致控制系统无法准确获取提升机的运行参数。

原因分析：传感器故障多由传感器本身损坏引起，长期使用导致的老化、损坏，以及安装位置不当、受到机械冲击或电磁干扰等，都可能影响传感器的正常工作；同时，传感器的连接线路出现断路、短路或接触不良，也会造成信号传输异常。

（四）线路故障

故障表现：线路故障主要包括线路短路、断路和接触不良。短路会引发跳闸，影响系统正常供电；断路会使电路不通，设备无法工作；接触不良则会导致设备运行不稳定，出现时断时续的现象。

原因分析：线路长期使用，绝缘层老化、破损，容易引发短路和断路；此外，线路受到外力拉扯、挤压，或者在恶劣环境下，如潮湿、高温等，也会加速线路损坏；接触不良通常是由于接线端子松动、氧化，或者插头插座接触不紧密等原因造成。

三、故障诊断方法

（一）直观检查法

维修人员通过目视观察电气控制系统各部件的外观，检查是否有烧焦、

变形、破损等异常情况；同时，用手触摸设备表面，感受温度是否正常，判断是否存在过热现象；还可以听设备运行时的声音，判断是否有异常噪音，以此初步确定故障范围。

（二）仪器检测法

利用专业的检测仪器，如万用表、兆欧表、示波器等，对电气控制系统进行检测。万用表可用于测量电压、电流、电阻等参数，判断电路是否正常；兆欧表用于检测线路和设备的绝缘电阻，判断是否存在绝缘损坏；示波器则可以观察信号的波形，分析信号是否正常，从而准确找出故障点。

（三）故障代码分析法

现代矿井提升机电气控制系统通常具备故障自诊断功能，当系统出现故障时，会生成相应的故障代码。维修人员可通过读取故障代码，快速了解故障类型和位置，进而有针对性地进行故障排查和修复。

四、故障应对策略

（一）电机故障处理

对于电机无法启动或启动困难的情况，首先检查电源是否正常，若电源无问题，再使用万用表等工具检测电机绕组，判断是否存在短路、断路或接地故障。若绕组故障，需及时修复或更换绕组；对于电机轴承损坏等机械故障，应更换损坏的部件。电机运行时出现异常噪音或振动，需检查电机的平衡情况、轴承状态以及定转子气隙，针对具体问题进行调整或维修。电机过热时，需检查负载情况，清理散热通道，确保通风良好，必要时调整负载或更换散热设备。

（二）控制器故障处理

当控制器出现故障时，若为硬件故障，维修人员需具备一定的电子电路知识，使用专业工具检测并更换损坏的电子元件。对于软件故障，可通过重新下载程序、恢复数据等方式进行修复。同时，要确保控制器的电源供应稳定，加强对控制器的电磁屏蔽，避免受到干扰。

（三）传感器故障处理

传感器故障时，先检查连接线路是否正常，若线路存在问题，及时修复或更换线路。若传感器本身损坏，需更换同型号的传感器，并进行校准和调试，确保传感器能准确传输信号。在安装传感器时，要注意安装位置和方式，避免受到机械冲击和电磁干扰。

（四）线路故障处理

对于线路短路故障，需查找短路点，修复或更换损坏的线路部分；断路故障则要找出断路位置，重新连接线路。对于接触不良问题，需清理接线端子的氧化物，紧固松动的接线端子，确保插头插座接触良好。同时，定期对线路进行检查和维护，及时更换老化、破损的线路。

结束语

综上所述，矿井提升机电气控制系统故障会严重影响矿山生产的安全性和效率。通过对常见故障的深入分析和有效应对策略的实施，能够及时排除故障，保障系统稳定运行。未来，随着矿山技术的不断发展，电气控制系统将更加复杂，需要持续加强对故障诊断和维修技术的研究，以适应新的需求。

参考文献

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[2]赵刚.基于智能技术的矿井提升机电气故障分析与处理[J].煤炭工程，2021(5):123-127.

[3]陈辉.矿井提升机电气控制系统的可靠性提升策略[J].矿业研究与开发，2020(8):110-113.

作者简介：秦涛，性别：男，民族：汉，籍贯：山西长治市屯留区，学历：本科，研究方向：矿井自动化控制。