PH4100XPC电铲运行中,当电枢电流达到额定电流的140%时,分流器模块检测到过流现象,分流器保护电路开始运行,分流器模块动作使得分流电路中的电容器两端1300VDC反向电压来关断电枢整流器的晶闸管.另一方面，分流器可控硅的导通及变流器可控硅的阻断，积蓄在电机内的能量通过0.36欧姆的电阻进行释放。分流电路运行分为三个阶段：分流器电容充电;过流检测;关断晶闸管以及释放电机能量。
分流保护用于一下整流器:①提升1#整流器 – 只有正向桥式保护;②提升2#整流器 – 只有正向桥式保护;③回转整流器 – 有正向和反向桥式保护;④推压整流器 – 有正向和反向桥式保护。
在提升整流电路中,只有一个电容器要求放电,那是因为提升整流器99%工作在正向桥式状态,只有1%工作在反向桥式状态.只有正向桥才能产生足够的电流,可以使电机过流.在回转和推压整流电路中,正向和反向都可以产生足够的电流使电机过流,因此,有两个电容器用来保护电机的正向和反向过流。
1 提分流电路中电容器的充电
通过提升分流继电器(DCH),回转分流继电器(DCS),推压分流继电器(DCCP)的常开触点控制前后提升,回转以及推压分流器保护电路中电容器的充电电源 -- 240VAC,对240VAC进行整流,可得到1300VDC的直流电,对分流器电路中的电容进行充电,用来保护正向或者反向桥式整流器。
1.1 铲起动挖掘的时候,提升分流继电器(DCH),回转分流继电器(DCS)和推压分流继电器(DCCP)的常开触点闭合给分流电容器提供1300VDC的直流电源,常闭触点打开使得1300VDC直流电经过两个5K电阻(K07A07A,K07A07B)给分流电容器进行充电,允许充电至1300VDC.分流电容器维持充电直到检测导过流并且开始分流跳闸,或者电铲停机。
2 过电流检测及其控制
电铲运行中主要是依靠分流器控制模块进行过电流检测的,下面介绍一下分流器控制模块,图1给出了分流器控制模块的各输入,输出信号,提升和推压,回转不同的地方是提升对TB1—8,9,10处正向桥和反向桥工作的输入信号不做要求,因为提升只检测正向桥过电流,反向桥不进行检测。
分流器控制模块的输出：
（1）触发脉冲输出 – 在检测到过流情况以及分流器控制模块开始跳闸的时候,脉冲变压器从分流控制模块处收到触发脉冲信号,并且产生至分流器SCR的控制极触发脉冲,使提升分流SCR导通。当分流器SCR导通的时候,两个分流电容器放电。
（2）分流器跳闸信号 – 当检测到过流并且开始分流器跳闸的时候,+24VDC穿过内部继电器触点将信号送到I/O中,当AC800控制器感应分流器跳闸信号的时候,由控制器控制立即使电铲停机,并报分流器触点闭合故障。控制器程序逻辑在60秒内防止电铲起动,允许电机和分流电容完全损耗,并且冷却分离栅极电阻器。
（3）分流器控制极封锁 – 在检测到过流并且开始分流器跳闸的时候,会发出一个+2V的信号,被送到SDCS-PIN-61板上,告知驱动控制模块关断电枢的触发极脉冲。电铲在起动后未打开报闸时,该信号被电枢驱动电源板件的D08继电器接点短接,此时分流控制模块不工作。
3 分流电容放电及释放电机能量
（1）当分流器控制模块检测到过流并且分流器开始跳闸的时候,分流控制模块将触发脉冲传送到分流电容放电SCR(K08G02,K01G04)的控制极,将分流电容SCR导通。分流电容器放电1300VDC给电枢驱动SCR提供反向电压,迫使电枢驱动SCR关闭。
（2） 当整流器SCR关断的时候,电机电枢就会失去电流.由于电机电枢是一个电感,其固定特性就是阻止电流发生突变,同时会产生自感和反感电动势,方向与电机电枢极性相反.电动势会经过分流放电SCR将能量释放到0.36欧电阻栅上。
（3）分流电路电容放电,电流会流过电机电枢分流保护继电器(DPH1,DPH2)的线圈,使其导通.分流保护继电器相应的接点动作,向整流柜中的远程I/O系统提供输入信号。控制器感应到该信号时,控制器程序逻辑开始立即停机,阻止电铲起动,并报分流器跳闸。分流器保护继电器(DPH1,DPH2)线圈两端并联两个50VDC稳压二极管,目的是防止放电电流过大将分流保护继电器线圈烧毁。
在行走时,由转换接触器转换到行走.提升1#整流柜驱动右行走,推压整流柜驱动左行走,这时,提升分流器检测模块检测行走1#电机,推压分流器检测模块检测行走2#电机。
过流故障的处理：
（1）用万用表检查变流器、分流器可控硅、母线、电抗器、保险。
（2）分流器模块电源、基准、信号、停机继电器、接线。
（3）电机检查，检查冷却风机是否正常运行。
（4）主回路是否缺相，保险及母线连接是否牢固。
（5）做门极测试，脉冲变压器有无开路短路，虚接。
（6）电枢试验，检查电枢电流，并用示波仪观察电流反馈波形。
（7）电流传感器插头是否松动，电压反馈，电流反馈检查。
（8）检查RPC无功补偿投入情况。
（9）设备运行时有无噪音等异常现象，可用打压仪检查可控硅泄露。
（10）检查过流保护装置:检查分流器模块动作值是否正确，电流互感器插头是否松动；检查过流保护继电器以及模块电源是否正常。
参考文献：
［1］樊红兵，P&H4100XPC电铲RPC系统原理解析与故障诊断［J］机电产品开发与创新.2013（9）
［2］毕志华、陈剑平、蒲宝彦，P&H电铲分流器保护电路的测试方法及应用［J］露天采矿技术.2008
作者简介：安志国（1977——），男，山西朔州人，毕业于武汉大学电气自动化专业，本科学历，现就职于中煤平朔集团露天设备维修公司，从事露天采矿设备的维修与管理工作，工程师。
