维修培训手册电气分册

MG650/1630-WD
交流变频电牵引采煤机 维护培训说明书
（电气分册—专供东川矿业） 西安煤矿机械有限公司编制
目录
第一章电气系统简介 (1)
第二章采煤机使用注意事项 (3)
第三章控制计算机 (16)
第四章变频器操作及维护 (24)
第五章常见故障及处理 (38)
第六章电气日常检修指南 (41)
第一章电气系统简介
MG650/1630-WD型系列采煤机的电气系统一般由：启动回路、运输机闭锁（简称闭溜）回路、高压供电回路、低压控制回路等组成。

1、启动回路
启动回路一般将隔离开关超前断电接点、左右截割电机的温度接点、瓦斯断电仪接点（可选）串联在回路中，还包括启动按钮、停止按钮、自保节点、预自保节点和启动二极管等。

2、运输机闭锁（简称闭溜）回路
闭溜回路一般就是一组带有机械闭锁的常闭节点。

它串联在工作面运输机的启动回路中，当采煤机在检修或紧急需要时可以停止运输机，并且闭溜按钮带有机械闭锁功能，必须手动复位后才可以再次启动运输机，保证人身和设备的安全。

3、主供电回路
主供电回路一般由隔离开关、真空接触器、牵引变压器、控制变压器、变频器、左右截割电机、左右牵引电机、泵电机等组成。

4、低压控制回路
低压控制回路一般包括控制计算机PCC、显示计算机PP320、本安电源、非本安电源、电磁阀、左右端头站、遥控器、瓦斯断电仪等。

另外，专供梅花井的1630采煤机还带有一套顺槽显示系统。

顺槽显示系统由显示计算机PP420、ECANG、直流电源等构成，
它安装在联立的组合开关中，通过采煤机供电电缆中的控制芯线，采用CAN总线把采煤机运行的主要参数，以及故障情况形象的用画面显示出来。

并且还可以作为通讯的中转站把数据流传输到梅花井煤矿调度室，进而通过互联网和西安煤矿机械有限公司产品远程监控中心相联，对采煤机的运行状态进行实时监测、实时显示并及时对故障进行诊断和预报，完成了在西安煤矿机械有限公司产品远程监控中心对采煤机进行井下、井上、跨地区得远程监测与远程诊断。

采煤机远程数据传输的内容主要包括：
z采煤机控制计算机的输入、输出状态；
z截割电机、牵引电机的电流、温度；
z牵引变压器的温度；
z采煤机的牵引状态、牵引速度；
z采煤机的工作状态及故障信息；
z变频器的数据、工作状态及故障信息等。

第二章采煤机使用注意事项
1、MG650/1630-WD型系列交流电牵引采煤机启动时，应按起动按钮1—3秒钟，待起动后，控制计算机PCC（Programmable Computer Controller）进行自检，大概需要25秒左右显示计算机PP320的电压、电流、温度等信息一切正常后，方可操作采煤机。

自检刚结束时会在显示计算机PP320上闪过采煤机开机欢迎画面，如图一所示。

接着自
动进入开机运行画面，正常工作画面如图二所示，在图二中的I/O含 义可以参照电气原理图查看。

比如：正常情况下A7的输入9、10、11、12、13、14会亮，它们分别表示左变频器故障、右变频器故障、左截割电机绝缘正常、右截割电机绝缘正常、破碎电机绝缘正常、瓦斯浓度正常。

注意：此时由于变频器没有得电，故显示左右变频器故障，属正常现象，当牵送按后10秒后如还显示变频器故障，则为真正的的故障并且会自动切换到变频器故障画面。

2、等显示计算机的电压、电流、温度等信息如图二所示则一切正常，按下牵送，给牵引送电，牵引送电后变频器需要10秒的时间自检，牵引送电后的画面如图三所示，可以看到此时A7的输入9、 10已经不显示了，牵引变压器温度有了显示，变频器调宏指示变亮。

3、截割启动的顺序是“左截启—右截启—破启”，或者“右截启—左截启—破启”并且为了减小启动大感性负载给电网带来的高次谐波的冲击和保护漏电检测模块，每个启动之间都有10秒的延时，必须严格遵守。

以先启动左截割，再启动右截割，最后启动破碎为例，按下左截启，A7的输出3变亮，表示去除左截割漏电检测模块，如图四所示。

5秒延时后左截割启动，A7的输出6、7变亮（7是备用），如图五所示，并且可以看到左截割电机启动标志、电流和温度。

等待10秒后接着按下右截启，A7的输出4变亮，表示去除右截割漏电检测模块，如图六所示。

5秒延时后右截割启动，A7的输出8、9变亮（9是备用），如图七所示，并且可以看到右截割电机启动标志、电流和温度。

等待10秒后接着按下破启，A7的输出5变亮，表示去除破碎漏电检测模块，如图八所示。

5秒延时后破碎启动，A7的输出10、11变亮（11是备用），如图九所示，并且可以看到破碎电机启动标志、电流和温度。

4、只有等牵引电机励磁结束后才可以牵引采煤机，否则按左或者右牵无效。

当从静止状态按左牵或者右牵启动采煤机时，禁止按住不松。

另外，初次按下左牵或者右牵时有5秒的牵引电机励磁时间，初牵引速度控制在1米/分钟内，待行走稳定后方可加速，一般控制在5～8米/分钟（初采期间，运行速度≤2米/分钟）以内。

需要改变牵引方向时，应先将牵引速度降到“0”米附近，按下牵停按钮，再反向牵引，同时观察显示计算机的电压、电流、温度等信息是否正常，如正常，再调整运行速度。

牵引的示意画面如图十、十一、十二、十三所示。

5、在牵引割煤过程中，可以根据顶板和底板的变化，调整摇臂的高度，相应的在显示计算机上可以看到对应的指示，如图十四所示。

6、当采煤机故障时，显示计算机把采煤机故障或者变频器故障智能地显示出来，根据故障类别会相应得切换到故障画面，如图十五、十六所示。

注意：故障修复后必须按复位按钮才能使采煤机正常工作。

7、采煤机停机后，严禁立即开机，必须经过不低于5分钟的等待，（等待变频器显示屏黑屏后指示灯灭）才能重新开动采煤机，以保证变频器得到充分的放电时间。

8、开机前必须先供水，严禁无水开机；停机时，应先停机，后停水。

9、利用专供梅花井1630采煤机的顺槽显示系统，可以在顺槽显示计算机PP420上看到和上述采煤机显示计算机PP320相同的中文显示画面，以供用户远程监测采煤机工况。

10、采煤机显示有三处： 两处为全中文显示界面；另一处为2个变频器参数设置的显示。

全中文显示器采用液晶图形显示界面，通过与PCC通讯，可实时显示系统的各种工作参数，工作状态和各种故障信息。

一方面显示的中文画面可以根据采煤机的运行情况自动切换，另一方面可以手动切换。

PP320手动切换的规则是：同时按下左牵和右牵进入运行画面；同时按下上升和下降进入变频器故障显示画面；同时按下破升和破降进入采煤机故障显示画面。

注意：手动切换画面应在停机时操作！
11、请使用单位认真阅读MG650/1630-WD型系列交流电牵引采煤机产品说明书，严格按说明书规定。

补充说明：遥控器按钮和采煤机面板按钮（除过紧停和闭溜）都是微动开关，每按一次在显示计算机上都可看到相应的输入。

第三章控制计算机
控制计算机PCC是采煤机电气系统的控制中心。

采煤机正常工作时,变频器的牵引方向、加减速控制；左右摇臂升降、制动抱闸的开断；左右截割电机的温度监测、牵引变压器温度监测、牵引和截割电机的电流采样；采煤机恒功率保护、“过零保护”、瓦斯断电保护等均通过控制计算机实现，以达到对采煤机接近完美的控制性能。

MG650/1630-WD采煤机电控系统选用的控制计算机是贝加莱工业自动化的CP570，它具有可靠性高、抗干扰能力强的特点, 且采用导轨式安装,非常方便。

控制计算机采用模块式硬件结构,组合和扩展都相当方便，用内部X2X总线连接代替传统的继电器式的硬连接，减少了故障连接点，控制系统接线简单、可靠，使得维护检修方便易行。

现简要地将其分述如下：
（一）、结构简介
MG650/1630-WD采煤机电控系统的控制计算机由CP570、AF101、AT324、AI354、DM465等模块组成。

控制计算机实物图如下所示：
控制计算机由四大部分组成：
1、CP570是CPU，完成数据处理和程序执行的功能，它是24VDC供电。

CP570利用Ethernet和显示计算机PP320相联在采煤机上显示采煤机的工况和主要故障，利用RS485读取两个变频器的实际值和故障字，利用CAN把采煤机的工况和主要故障送到顺槽显示计算机PP420显示。

2、AF101是适配器，上边插入四块旋入式模块AT324和AI354，AT324是4路温度模块，分别接入了左截割电机、右截割电机、破碎电机和牵引变压器上的PT100，如果PT100电阻损坏，可以用110Ω、1/8W或者120Ω、1/4W的电阻代替。

每个AI354有4路模拟量输入，其中第一路接着左截割电机的3相电流，第二路接着右截割电机的3相电流，第三路接着破碎电机的3相电流。

3、DM465是16路输入和16路输出的混合I/O模块。

（二）、指示灯
控制计算机的指示灯包括输入指示灯、输出指示灯、内部运行状况指示灯，分别如实物图中所示。

1、输入、输出指示灯：
对于每一个输入、输出端子,都有与之唯一对应的输入、输出指示灯。

如能深刻理解输入、输出指示灯的状态，对于处理分析电气故障非常有好处。

当采煤机控制部分出现问题时，可将问题一分为二（输入或者输出），简化处理。

例如：当通过采煤机左端头站操作“左升”时，左摇臂并没有升
起的动作，而手动升降正常，这时我们就可以通过观察控制计算机输入、输出指示灯的办法来排查问题:首先观察相应输入指示灯，若灯亮，则表示从端头站至控制计算机的输入回路正常；若灯不亮，则需要重点检查输入回路。

输入指示灯正常后，察看相应的输出指示灯，若灯亮，则需要重点检查左升电磁阀、24V电源、2Mpa控制油压及其线路连接等；若不亮，则估计控制计算机自身出现故障。

从而根据输入、输出指示灯的状态快速准确地排查问题，处理故障。

2、内部运行状况指示灯
控制计算机上用到的指示灯有CAN、RS485、DC OK、BAT、BUSY、CF OK、100TX、READY、RUN、ERROR。

控制计算机刚送电自检时，正常应该BAT不亮，DC OK和CF OK常亮，BUSY、READY、RUN、ERROR 交替有规律的闪烁。

等自检结束，正常情况应该BAT不亮，DC OK、RUN和CF OK常亮，CAN、RS485和100TX不停闪烁。

CAN的指示灯表明往顺槽传输数据的总线是否正常，如闪烁，正常，否则检查连接线路。

RS485的指示灯表明读变频器数据的总线是否正常，如闪烁，正常，否则检查连接线路。

DC OK的指示灯表明CP570的24VDC供电是否正常，如不亮，CP570得不到电，检查24VDC开关电源。

BAT的指示灯表明锂电池是否正常，锂电池当采煤机停机时，为内部元件提供电源支持，保证信息和程序的可靠存贮。

电池寿命约4
年，当电池电压下降时，BAT灯亮，这时建议及时更换电池，以免因程序丢失等原因耽误生产。

BUSY的指示灯闪烁表明CPU正在运行程序。

CF OK的指示灯表明CF卡是否插好，如没插好CF卡，CF OK灯不亮。

100TX的指示灯表明Ethernet和显示计算机PP320相联是否正常，如不闪烁，检查网线连接和PP320供电情况。

RUN的指示灯常亮表明CP570自检结束可以开始工作，如CP570有故障RUN灯不亮，而ERROR常亮。

（三）、输入、输出端子
所谓输入输出，也就是将采煤机的外围信号输入到控制计算机（不管是中间操作按钮还是端头站、遥控器的操作），经过程序处理后输出，驱动负载工作。

对于电气控制系统来说，都有回路的概念，对于控制计算机也不例外。

DM465的输入是共阴极接法，输出是共阳极接法，其中1是24VDC 负极，输入和输出相通，2是24VDC正极，输入和输出不相通（接法详见电气原理图）。

第四章变频器操作及维护
随着电牵引采煤机的广泛应用，对电气维修人员提出了更高的要求。

电牵引采煤机的技术核心部分就是控制计算机和变频器，而变频器更是提到一个重要高度，这里详细介绍ABB变频器的知识。

1、变频器的基本原理
下图是一个变频器的主电路原理图，EMC滤波器和LCL滤波器是可供选择的组成部分，ABB变频器在不作特殊要求的情况下，进线侧部分为一个电抗器。

基本原理：
进线侧整流部分把380V、50Hz三相交流电整流为直流电，电容器组一般为四个，作为电能储存器，可以稳定直流母线中间回路电压，IGBT逆变器把直流电压转换为变频变压的交流电压，控制电机的运行速度和方向。

2、警告
在日常的维护或修理变频器的过程中应严格遵循下列要求：
禁止带电操作传动单元、电机电缆或电机。

在切断输入电源之后，应至少等待5分钟，待中间电路电容放电完毕后再进行操作。

在开始操作之前，还应用万用表（阻抗至少为1兆欧）测量：
1、输入端子U1、V1、W1和机壳之间的电压应接近0伏。

2、端子UDC+和UDC-和机壳之间的电压应接近0伏。

禁止在传动单元或外部控制电路带电时操作控制电缆，即使ACS800主电源断电，其内部仍可能存在有外部控制电路引入的危险电压。

所有的绝缘测试必须在断开电缆连接的情况下进行。

当再次连接电缆时，应检查相序是否正确。

印刷电路板上包括许多对静电放电敏感的元件，如果不必要，就不要触摸电路板。

操作光纤时一定要小心。

当插拔光纤时，一定要抓住连接头，而不是光纤线。

由于光纤对脏物非常敏感，所以不要用
裸手触摸光纤头，最小允许弯曲半径是35厘米。

3、变频器控制盘
3.1变频器控制盘实物图
在这里先介绍一些ABB变频器控制盘上显示常见英语词汇及相应的中文对照：
FREQ(FREQUENCY) 频率的简写 单位 Hz
CURRENT 电流 单位 A
SPEED 速度 单位 rpm
POWER 功率 单位 %
TORQUE 转矩 单位 %
CTRL LOC EXT1、EXT2 控制地1和控制地2 ACS 800 TEMP IGBT温度
FAULT 故障
WARNING 警告
变频器控制盘的实物图如下：
3.2 控制盘显示内容和操作
主变频器控制盘CDP-312R的第一行显示内容：
“1 -> 0.0 rpm O”
从变频器控制盘CDP-312R的第一行显示内容：
“1 -> 0.0 % ”
3.3 故障信息的查看和清除
4、主从宏的介绍
在采煤机正常工作时，它的负载是变化的，怎样使两个牵引电机负荷一致呢？我厂两个变频器采用主从控制，主从变频器之间采取光纤通讯。

一个变频器作主变频器，它检测外界负载大小，平均分配负荷，给定从变频器转矩，从而使两个牵引电机负荷一致，避免一个牵引电机出力，长时间工作损坏电机。

工作流程：采煤机操作人员选定牵引方向，并给一定加速时间，控制计算机计算加速时间，通过主变频器X22端子端口或适配器Modbus通讯，使主变频器启动，响应为
速度值，即状态行第一行为“1 （牵引方向） ***rpm I ”，从变频器也随着启动，状态行第一行为“1 （牵引方向） ***%
I ”。

附加说明：有的变频器可能不显示“I”,但它依然启动了，不为故障，ABB变频器早期产品有此现象。

5、“一拖一”控制和“一拖二”控制
“一拖一”控制就是一台变频器拖动一台电机，两台变频器之间采用主从宏控制，“一拖二”控制就是一台变频器拖动两台电机。

在“一拖二”控制中，变频器内部存有两组用户宏，当一个牵引电机出现问题，可把X22的DI6线甩掉，变频器自动调用一个电机的辨识参数，在负荷不大的情况下，摘掉损坏电机侧的扭矩轴，可以实现短时间采煤。

如果按下单牵引按钮，变频器也可自动调用一个电机的辨识参数，在变频器拖动两个电机的情况下，可能会报电机堵转故障，检查电流是否不大于80安培，则是变频器调用了一个电机的辨识参数。

6、变频器的接线
主变频器的接线分为电源线、负荷线、控制线，电源线为主电源通过变压器降压为380v或400v，经过快速熔断器接到变频器上；负荷线为变频器的输出接到牵引电机上。

控制线分两种，一种为控制计算机通讯输出接到RMIO控制板扩展插槽上的现场总线适配器；一种为控制计算机继电器输出连线到RMIO控制板的X22端子上。

RMIO控制板从左到右一次是X16、X21、X22、X23、X25、X26、X27。

RMIO控
制板如下图：
X16 X21 X22 X23 X25 X26 X27 X16两个端子；X21十二个端子；X22十一个端子；X23两个端子；X25三个端子；X26三个端子；X27三个端子；DDCS插槽一般连接通
讯模块RDCO-03或RDCO-02用于主从通讯，主从光纤插在通讯模块的
第三组端口；可选模块1插槽一般连接控制计算机通讯输出接到RMIO
控制板扩展插槽上的现场总线适配器；可选模块2插槽一般不用。

X22端子如下：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 DI1 DI2 DI3DI4 DI5 DI6+24V+24V DGND1 DGND2 DI IL 8和11之间原机带着一根红色的短接线，不要动。

控制计算机到变
频器X22端子接线控制一般如下：DI1 = 1 且 DI2 = 0时正向启动；DI1 = 0 且 DI2 = 1时反向启动；DI1 = 0 且 DI2 = 0时停机；DI3 加速；DI4 减速；DI5 故障复位；DI6 主从宏调用；DI7 +24V电源。

X25、X26、X27为变频器继电器输出，我们把X27继电器输出作为变频器故障节点反馈给控制计算机。

7、变频器报警和故障的一般处理过程
（1）在判断变频器故障前，确保给变频器提供电源
（2）断电检查快速熔断器，如果有一个快熔损坏，变频器应正常显示，只是在带负荷运行时报出电源缺相故障，可更换快熔；如果两个快熔损坏，则需要用万用表检查接线端子是否有接地故障，检查作为电能储存器的电容组。

不允许在不检查的情况下，直接更换快熔，可能再次损坏快熔。

（3）观察控制盘是否亮，如果有一个控制盘不亮，可采取互换控制盘和连接线确认控制盘是否损坏。

如果控制盘如下显示： CDP312(R) PANEL Vx.xx
……...
光标一直闪烁不停 ，可采取互换控制盘确认控制盘是否损坏，如果还是这样显示，可判断变频器主板损坏，更换变频器。

如果互换完控制盘和连接线，该变频器所连接控制盘还是不亮，则需要检查进线侧三个快速熔断器是否完好，如果完好，则变频器RMIO控制板有问题，需要更换。

（4）观察控制盘显示内容，警告和故障显示分别如下：
ACS800-01-0070-3 ACS800-01-0070-3
***WARNING*** ***FAULT***
DC BUS LIM(3211) MOTOR STALL(7121)
以上是例子，具体情况具体分析，第一行显示的是变频器的型号和容量，第二行是警告或故障的英文，第三行是警告或故障的内容，括号内为该警告或故障对应的号码。

在本文后面会给出各种警告和故障对应的中文意思。

（5）控制盘显示的内容中，SPEED速度、CURRENT电流、TORQUE 转矩需要重点关注，在分析和判断问题中，他们会起很大的作用。

举个实例，MOTOR STALL(7121)，电机堵转。

该故障属于保护行动作，引起的原因有多种：1、煤壁夹矸比较多，或者平滑靴损坏卡阻，采煤机负载比较大，牵引速度快，故障复位后，采煤机能够正常运行；
2、在采煤机运行的过程中，操作人员会发现一个变频器的电流显示比较大，另一个电流显示接近空转电流，一般空转电流为额定电流的20%左右，则需要检查机械传动部分，在牵引箱和行走箱连接为一个保护轴（也叫扭矩轴），检查该轴是否损坏，如果没有损坏，检查电机齿轮轴。

当两个控制盘均显示如下
ACS800-01-0070-3
***FAULT***
COMM MODULE(7510)
则可以判断主变频器没有接到调用主用户命令，检查控制计算机
到X22端子的连线。

如果只有从变频器显示上面的故障，则需要检查光纤和通讯模块RDCO-03或02，由于采煤机割煤过程中振动比较大，有可能通讯模块RDCO-03或02振动松，如果还不能解决问题，请采取更换的方法判断通讯模块是否损坏。

8、变频器报警和故障一览表
故障 原因 解决方法
ACS 800 TEMP （4210） 传动的IGBT温度过高。

故障跳
闸极限为100%。

检查环境条件，检查冷却水是否正
常。

COMM MODULE （7510） 传动单元和主机之间的周期性
通讯丢失。

检查电缆连接。

观察适配器指示灯显示。

检查主机是否可以通讯。

CTRL B TEMP （4110） 控制板温度高于88℃。

检查环境条件
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DC OVERVOLT （3210） 中间电路直流电压过高
直流电压728；877
检查主机的静态或瞬态过压。

检查电机和电缆的绝缘情况
DC UNDEVOLT （3220） 中间电路直流电压过低
直流电压307；425
检查主电源和熔断器
EARTH FAULT （2330） 传动单元检测到负载不平衡 检查电机或电机电缆有无接地故障
测量电机或电机电缆的绝缘电阻
LINE CONV （FF51） 进线侧整流单元出现故障
该故障仅在四象限变频器出现
将控制盘从电机输入侧切换到进线
侧整流单元，观察故障显示。

联系西安煤矿机械有限公司
MOTOR PHASE
（FF56）
电极缺相 检查电机和电机电缆
MOTOR STALL （7121） 电机堵转。

可能由于过载或电
机功率不足。

检查电机的负载和传动单元的额定
值。

参见前面举的例子
NO MOT DATA （FF52） 未设定电机数据或电机数据与
变频器数据不匹配
断电，等待放电完毕再次上电
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PANEL LOSS （5300） 控制盘与ACS800之间的通讯中
断
检查控制盘的连接
检查控制盘连接器
PPCC LINK （5210） 连接至INT板的光纤出现故障 检查光纤
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SHORT CIRC （2340） 电机电缆或电机短路
逆变单元的输出桥故障
检查电机和电机电缆
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START INTERL （FF8D） 没有收到启动互锁信号 检测连接到RMIO板上的启动互锁电
路。

即X22端子的8和11
SUPPLY PHASE 中间电路直流电压震荡 检查主电源熔断器
（3130） 检查主电源是否平衡
USER MACRO （FFA1） 没有User Macro（用户宏）存
储或文件有错
断电，等待放电完毕再次上电
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9、四象限变频器操作补充
由于四象限变频器有两个ID号，我们一般需要观察ID1电机侧的电机运行实时数据，具体在控制盘切换如下：
进线侧整流部分的报警和故障一览表
警告 原因 解决办法
ACS 800 TEMP （4210） 传动的IGBT温度过高。

如果温度超
过135度，报警。

检查环境条件。

检查冷却水是否正常。

CHARGING FLT 充电后，直流母线欠压
PPCC LINK（DC电压测量为零） 检查充电回路
检查直流回路是否有短路 检查PPCC LINK连接
COMM MODULE （7510） 传动单元和主机之间的周期性通讯
丢失。

检查电缆连接或更换。

更换通讯模块RDCO-03或02。

CTRL B TEMP （4110） 控制板温度高于88℃。

检查环境条件
联系西安煤矿机械有限公司
DC OVERVOLT （3210） 中间电路直流电压过高
直流电压728；877
检查主机的静态或瞬态过压。

检查电机和电缆的绝缘情况
DC UNDEVOLT （3220） 中间电路直流电压过低
直流电压307；425
检查主电源和熔断器
EARTH FLT （2330） LCL滤波器、整流器、直流母线、
逆变器、电机、电机电缆出现接地
故障。

检查LCL滤波器、整流器、直
流母线、逆变器、电机、电机
电缆是否接地或对地阻值低。

MAIN CNT FLT 主接触器工作不正常，或连接松动。

检查主接触器控制电路连接。

检查数字信号DI3的连接
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PPCC LINK （5210） 连接至INT板的光纤出现故障 检查光纤
检查IGBT是否短路
联系西安煤矿机械有限公司
SHORT CIRC （2340） 短路故障 测量IGBT的电阻
检查主电路
联系西安煤矿机械有限公司
SUPPLY PHASE 中间电路直流电压震荡 检查主电源熔断器
检查主电源是否平衡。