礦山電工學(xué)(5控制)井下設(shè)備電氣控制

1、第五章 井下設(shè)備電氣控制第一節(jié) 控制基礎(chǔ)第二節(jié) 控制圖及常用控制方法第三節(jié) 礦用隔爆磁力起動(dòng)器第四節(jié) 采煤機(jī)組的控制第五節(jié) 掘進(jìn)機(jī)械的電氣控制 礦山電工學(xué) 531 控制基礎(chǔ)5-1 控制基礎(chǔ) 本節(jié)簡(jiǎn)介：一、電氣控制 ：二、控制電器 ：1、接觸器： 2、繼電器： 3、主令電器：4、控制器：一、電氣控制： 所謂電氣控制就是利用一些裝置或起動(dòng)器來控制用電設(shè)備的起動(dòng)、停車、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等，稱之為電氣控制。用來實(shí)現(xiàn)以上功能的電器稱為控制電器。二、有關(guān)控制電器介紹： 1、接觸器： 接觸器是一個(gè)由電磁鐵帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作的一種開關(guān)，在電路中，起著接通或切斷主電路的作用。 直流接觸器：如圖5-1所示P225。 交

2、流接觸器：如圖5-2所示P226。 礦山電工學(xué) 5-1直流接觸器圖 直流接觸器結(jié)構(gòu)示意圖 礦山電工學(xué) 5-1 圖 交流接觸器的外形與結(jié)構(gòu) 礦山電工學(xué) 5-1礦山電工學(xué) 5-1接觸器的工作原理 當(dāng)電磁線圈通電后，線圈電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動(dòng)觸頭動(dòng)作：常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合，兩者是聯(lián)動(dòng)的；當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放使觸頭復(fù)原：常開觸頭斷開，常閉觸頭閉合。礦山電工學(xué) 5-1接觸器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)：低壓電器的型號(hào)表示法 國(guó)產(chǎn)常用低壓電器的全型號(hào)組成形式如下：接觸器的型號(hào)、含義31 控制基礎(chǔ)2.繼電器： 繼電器是一種靈敏的小型自動(dòng)控制電器，一

3、般用在控制回路中。它能根據(jù)主回路參數(shù)的變化（如電流、電壓、時(shí)間、壓力等）使其連接點(diǎn)斷開或接通，達(dá)到控制的目的。 電磁式電流、電壓繼電器：如圖5-5所示P227。 時(shí)間繼電器：如圖5-7所示P227。3.主令電器： 在控制電路時(shí)，起到發(fā)號(hào)施令作用的電器稱之為主令電器。如圖5-9所示P228。 4.控制器： 通常用于電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)或調(diào)速。如圖5-10所示P229。礦山電工學(xué) 5-1礦山電工學(xué) 5-1礦山電工學(xué) 5-1結(jié)構(gòu)工作原理 在按下按鈕帽令其動(dòng)作時(shí)，首先斷開動(dòng)斷觸點(diǎn)，再通過一定行程后才接通動(dòng)合觸點(diǎn)；松開按鈕帽時(shí)，復(fù)位彈簧先將動(dòng)合觸點(diǎn)分?jǐn)啵ㄟ^一定行程后動(dòng)斷觸點(diǎn)才閉合。按鈕的結(jié)構(gòu)及工作原理礦山電工

4、學(xué) 5-1礦山電工學(xué) 5-1礦山電工學(xué) 5-1 常用低壓控制電器分類 接觸器交流接觸器直流接觸器繼電器電磁式繼電器電壓繼電器中間繼電器電流繼電器熱繼電器時(shí)間繼電器直流電磁式空氣阻尼式電動(dòng)式電子式溫度繼電器速度繼電器壓力繼電器開關(guān)電器低壓斷路器刀開關(guān)裝置式開啟式智能式行程開關(guān)直動(dòng)式滾動(dòng)式微動(dòng)式熔斷器管式螺旋塞式快速式其它電器(如按鈕、指示燈等)31 控制基礎(chǔ)本節(jié)小結(jié)：一、電氣控制 ：二、控制電器 ：1、接觸器： 2、繼電器： 3、主令電器：4、控制器： 礦山電工學(xué) 5-132 控制圖及常用控制方法5-2 控制圖及常用控制方法本節(jié)介紹：看圖：1、 原理圖；2、安裝接線圖； 繪圖：常用控制方法：?jiǎn)蜗?/p>

5、控制；雙向控制。一、分類： 原理圖：包括主回路、控制回路、輔助回路。 安裝接線圖：元件位置，接線位置。（一）原理圖： 1、主回路：為用電設(shè)備提供動(dòng)力電的回路為主回路。 2、控制回路：提供給接觸器線圈和繼電器線圈的電流（電壓）回路為控制回路。 3、輔助回路：主要指信號(hào)、測(cè)量和保護(hù)等回路。（二）安裝接線圖： 為安裝和施工提供的圖。 礦山電工學(xué) 5-232 控制圖及常用控制方法二、繪圖原則： 1、分成主回路，控制回路，輔助回路來繪制； 2、用規(guī)定的圖符表示元件表5-2所示P231； 3、接點(diǎn)位置按無電狀態(tài)畫出； 4、交叉電氣接點(diǎn)畫上黑點(diǎn)。三、常用控制方法： 1、單向控制：當(dāng)工作機(jī)械只要求或只允許電動(dòng)

6、機(jī)正常工作時(shí)間向一個(gè)方面旋轉(zhuǎn)時(shí)，就須用單向控制線路，如井下的水泵、局扇等。如圖所示。 2、雙向控制：也就是我們常說的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制，企業(yè)需要正反轉(zhuǎn)的設(shè)備有很多，如提升機(jī)、天車、車床等。一般用換相序來實(shí)現(xiàn)，如圖所示。礦山電工學(xué) 5-232 控制圖及常用控制方法礦山電工學(xué) 5-2在Ss雙向31 控制基礎(chǔ)本節(jié)小結(jié)：一、控制圖分類：二、繪圖原則：三、常用控制方法： 礦山電工學(xué) 5-233 礦用隔爆磁力起動(dòng)器5-3 礦用隔爆磁力起動(dòng)器 磁力起動(dòng)器是一種組合電器，主要由隔離開關(guān)、接觸器（真空斷路器）、保護(hù)裝置（綜保器、熔斷器、過流過熱繼電器）、按鈕等元件組成一個(gè)整體，裝在符合防爆要求的外殼中，用來控制

7、和保護(hù)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)。本節(jié)簡(jiǎn)介：第一、QBZ系列;第二、BQD系列；第三、QJZ系列；第四、KJZ3-1500/3300組合開關(guān)。一、QBZ系列： QBZ-80（120、200）-660（380）型隔爆真空磁力起動(dòng)器： 1、符號(hào)含義：QBZ-N Q-起動(dòng)器；B-隔爆；Z-真空；-額定電流； -額定電壓；N可逆。 2、結(jié)構(gòu)：如圖所示。由殼體和真空本體組成，隔離開關(guān)手柄與停止按鈕和前蓋有機(jī)械閉鎖。礦山電工學(xué) 5-3QBZ-200-660型真空電磁啟動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖 真空管礦山電工學(xué) 5-3隔離開關(guān)手柄電動(dòng)機(jī)綜保器接線箱33 礦用隔爆磁力起動(dòng)器3、功能：起動(dòng)、停止、手動(dòng)正、反轉(zhuǎn)。4、控制方法：有三種：近控、遠(yuǎn)

8、控、連鎖控制。5、保護(hù)：過負(fù)荷、短路、斷相、漏電閉鎖、過電壓、失壓。 6、控制原理：（1）近控：如圖5-13所示P234?？刂品椒ㄟx擇與接線：SA旋至“近”，2號(hào)、5號(hào)端子連接。啟動(dòng)：按下S2TC上4JDB的觸點(diǎn)KS21529 TC下；使K有電K1、K2閉合-KM有電KM1閉合啟動(dòng)。停止：按下S1K失電-K1、K2斷開KM失電-KM1斷開 停止。故障時(shí)：JDB 斷開K失電-K1、K2斷開KM失電-KM1斷開 停止。礦山電工學(xué) 5-3（2）遠(yuǎn)控：如圖5-15所示P236。 SA旋至“遠(yuǎn)”，1號(hào)接起動(dòng)按鈕端，2號(hào)公共端、9號(hào)接停止按鈕端。啟動(dòng)：按下S3-TC上4JDB的觸點(diǎn)KSA11=S3S49T

9、C下；使K有電K1、K2閉合-KM有電KM1閉合啟動(dòng)。停止：按下S4(S1)K失電-K1、K2斷開KM失電-KM1斷開 停止。故障時(shí)：JDB 斷開K失電-K1、K2斷開KM失電-KM1斷開 停止。 (3)聯(lián)鎖：如圖5-14所示P235。6號(hào)接下一啟動(dòng)器的1號(hào)，13號(hào)接下一啟動(dòng)器9號(hào)端子。先起動(dòng)第一臺(tái)才能起動(dòng)第二臺(tái)，停第一臺(tái)兩臺(tái)同時(shí)停。用第一臺(tái)的KM4來實(shí)現(xiàn)。礦山電工學(xué) 5-3礦山電工學(xué) 5-3礦山電工學(xué) 5-3礦山電工學(xué) 5-333 礦用隔爆磁力起動(dòng)器 QBZ-80-660（380）N型隔爆真空可逆磁力起動(dòng)器 1、用途：小絞車 2、功能：起、停、電動(dòng)正反轉(zhuǎn) 3、控制方法：遠(yuǎn)控 4、保護(hù)：過負(fù)荷

10、、短路、斷相、漏電閉鎖、過電壓、失壓。 5、閉鎖方式：利用輔助接點(diǎn)和按鈕作聯(lián)鎖的控制方式 6、控制原理：如圖3-16所示P237. 準(zhǔn)備：合上QSTC有電ZB有電對(duì)電動(dòng)機(jī)和相關(guān)線路進(jìn)行絕緣檢測(cè)，為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)做準(zhǔn)備。 正轉(zhuǎn)：按下SB2-TC2端ZB4ZB3SB1RKM212QI-FWKM1-QI2433SB3SB22SB49TC1端。 FWKM有電，F(xiàn)WKM3和FWKM2斷開，解漏和閉鎖，F(xiàn)WKM閉合，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。 （反轉(zhuǎn)、停止自己分析）。礦山電工學(xué) 5-3礦山電工學(xué) 5-333 礦用隔爆磁力起動(dòng)器二、BQD10系列礦用隔爆真空磁力起動(dòng)器： 1、組成： 殼、芯、托架 2、種類：這種起動(dòng)器的額定電

11、流有80、120、200A三種，電壓有380V、660V、1140V三種。 3、用途：多用綜采工作面 4、功能：起、停、換向 5、控制方法：近、遠(yuǎn)、程控 6、保護(hù)功能：失壓、過載、斷相、短路、漏電閉 鎖。 7、技術(shù)參數(shù)：表5-4所示P238. 8、控制原理：如圖5-17所示P239.（自己分析）礦山電工學(xué) 5-3礦山電工學(xué) 5-3礦山電工學(xué) 5-3三、QJZ系列起動(dòng)器（一）QJZ-80-400型：圖 1、組成： 殼、芯、托架 2、種類：這種起動(dòng)器的額定電流有80-500A多種，電壓有380V、660V、1140V三種。 3、用途：多用綜采工作面 4、功能：起、停、 5、控制方法：近、遠(yuǎn)、程控

12、6、保護(hù)功能：失壓、過載、斷相、短路、漏電閉 鎖。 7、技術(shù)參數(shù)：表5-5所示P241. 8、控制原理：如圖5-18所示P242.（自己分析）（二）QJZ-2400型：圖5-19所示P244.（不講）QJZ-200/1140型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型真空電磁啟動(dòng)器 QJZ-200/1140型真空電磁啟動(dòng)器外形圖礦山電工學(xué) 5-333 礦用隔爆磁力起動(dòng)器礦山電工學(xué) 5-3礦山電工學(xué) 5-3礦山電工學(xué) 5-3四、KJZ3-1500/3300組合開關(guān) 1、組成： 殼、芯、托架 2、種類：這種起動(dòng)器的額定電流有400-1600A多種，電壓有3300V一種。 3、用途：多用綜采工作面 4、功能：起、停、 5

13、、控制方法：近、程控 6、保護(hù)功能：失壓、過載、斷相、短路、漏電閉 鎖。 7、技術(shù)參數(shù)：表5-6所示P248. 8、控制原理：如圖5-21所示P250.（自己分析）33 礦用隔爆磁力起動(dòng)器本節(jié)小結(jié)：一、QBZ系列磁力起動(dòng)器： 二、BQD10系列磁力起動(dòng)器： 三、QJZ系列磁力起動(dòng)器：四、KJZ3-1500/3300組合開關(guān)： 礦山電工學(xué) 5-334 采煤機(jī)組的控制3-4 采煤機(jī)組的控制本節(jié)簡(jiǎn)介：綜采工作面的雙滾筒采煤機(jī)的控制。 1、MLS3170S型； 2、MGTY250/600-1.1D型。礦山電工學(xué) 5-434 采煤機(jī)組的控制一、雙滾筒采煤機(jī)的控制：（MLS3-170）1、主要電氣設(shè)備及結(jié)

14、構(gòu)組成：圖5-23所示P253. 電動(dòng)機(jī)（08）：牽引部隔爆箱（01）：三位四通閥隔爆箱（06）：中間控制箱（05）：電纜接線箱（07）：七芯屏蔽動(dòng)力電纜：2、控制系統(tǒng)組成和功能：電路的組成：a、電動(dòng)機(jī)主電路及起動(dòng)、停止控制回路：圖5-24所示P254.b、牽引調(diào)速和換向回路：圖5-25所示P254.c、滾筒調(diào)高和機(jī)身調(diào)斜回路：圖5-25所示P254.d、恒功率自動(dòng)調(diào)節(jié)回路：圖5-26所示P258.礦山電工學(xué) 5-4圖5-23礦山電工學(xué) 5-434 采煤機(jī)組的控制控制功能：a、采煤機(jī)起動(dòng)、停止：b、緊急停車和故障自鎖： 7SB1、5SB2、8SB2自鎖式按鈕來實(shí)現(xiàn)。c、隔爆開關(guān)空載切斷或接通時(shí)

15、的自鎖：8SB2來實(shí)現(xiàn)。d、 滾筒升降、牽引調(diào)速、機(jī)身調(diào)斜：牽引調(diào)速和換向回路、滾筒調(diào)高和機(jī)身調(diào)斜回路來實(shí)現(xiàn)。e、恒功率自動(dòng)調(diào)節(jié)：恒功率自動(dòng)調(diào)節(jié)回路來實(shí)現(xiàn)。礦山電工學(xué) 5-434 采煤機(jī)組的控制3、雙滾筒采煤機(jī)的控制： 起動(dòng)與停車：如圖5-24所示P254. a、起動(dòng)：按下8SB1使1K有電，又使2K有電,從而使KM有電，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。b、停止：正常停車：用8SB2、5SB2、7SB1；事故停車：用QS(緊急停車)、8SQ(電機(jī)溫度150)、1SQ(油溫75)牽引調(diào)速和牽引換向：圖5-25所示P254.a、啟動(dòng)牽引前的狀況：1SB1（離心開關(guān)） b、牽引調(diào)速：5SB3、 5SB4 c、牽引換向：

16、5SB3、5SB4（要松一下，再按一下） 礦山電工學(xué) 5-4圖3-39礦山電工學(xué) 5-4礦山電工學(xué) 5-434 采煤機(jī)組的控制采煤機(jī)滾筒升降及機(jī)身調(diào)斜：圖5-25所示P254. a、滾筒升降：左：用5SB5、5SB6按鈕來實(shí)現(xiàn)。右：用5SB9、5SB10按鈕來實(shí)現(xiàn)。b、機(jī)身調(diào)斜：用5SB7、5SB8按鈕來實(shí)現(xiàn)。 注意：機(jī)身調(diào)斜和滾筒升降不能同時(shí)進(jìn)行，兩滾 筒也不能同時(shí)進(jìn)行升降。（4）采煤機(jī)的恒功率自動(dòng)調(diào)節(jié)：恒功率自動(dòng)調(diào)節(jié)的原理： 一方面，電動(dòng)機(jī)的功率P=VIcos，對(duì)于井下的情況，電壓和電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)可近似認(rèn)為是常數(shù)，因此功率就近似與負(fù)荷電流成正比：P=KI。礦山電工學(xué) 5-434 采煤機(jī)組

17、的控制 另一方面，采煤機(jī)的滾筒在截割硬煤或軟煤時(shí)，功率變化較大，當(dāng)切割軟煤時(shí)，所需功率較小，使?fàn)恳俣茸兛?。?dāng)切割硬煤時(shí)，所需的功率最大，使?fàn)恳俣茸兟?，因此牽引速度與電動(dòng)機(jī)的輸出功率由直接關(guān)系，功率又與電流有關(guān)。這樣我們利用一個(gè)電氣裝置，能在電動(dòng)機(jī)欠負(fù)荷時(shí)自動(dòng)增加采煤機(jī)的牽引速度，反之，自動(dòng)降低牽引速度，從而使電動(dòng)機(jī)保持在接近額定負(fù)荷下運(yùn)行，這就是恒功率自動(dòng)調(diào)節(jié)。 調(diào)節(jié)方法： 當(dāng) I1.05Ie時(shí)，電子調(diào)節(jié)器使減速閥得電，牽引速度下降； 當(dāng) I0.95Ie時(shí)，電子調(diào)節(jié)器使增速閥得電，牽引速度上升； 從而使電動(dòng)機(jī)始終在恒功率條件下運(yùn)行。 礦山電工學(xué) 5-434 采煤機(jī)組的控制優(yōu)點(diǎn)：a、電動(dòng)機(jī)能

18、在額定負(fù)荷下運(yùn)行，充分發(fā)揮采煤機(jī)的效率b、防止電動(dòng)機(jī)過載、過熱引起的事故，減少停產(chǎn)時(shí)間c、減小電動(dòng)機(jī)的沖擊，可以延長(zhǎng)及其的檢修周期和壽命d、減輕司機(jī)的操作量及維修工作量。礦山電工學(xué) 5-434 采煤機(jī)組的控制系統(tǒng)組成：如圖5-26所示P258. a、轉(zhuǎn)換開關(guān)：8SA；b、電源裝置：8VC1、8VC2；c、取樣回路：電流互感器TA； d、電子調(diào)節(jié)器：兩個(gè)觸發(fā)器和兩個(gè)繼電器； e、執(zhí)行元件：是減速電磁閥1YV1和增速電磁閥 1YV2組成 。自動(dòng)調(diào)節(jié)過程：如圖5-26所示P258. 三種情況：欠載升速 過載降速 正常運(yùn)行礦山電工學(xué) 5-4圖3-41礦山電工學(xué) 5-434 采煤機(jī)組的控制a、欠載升速（

19、I0.95Ie時(shí)）欠載 Vbd0VT4導(dǎo)VT2止K1(0) 1YV2(+)加速 Vcd0VT5導(dǎo)VT3止K2(0)1YV2的電回路如下： 8VC1(+)接點(diǎn)K2接點(diǎn)K1(a-p)1YV2(a/-p/)8VC1(-)b、過載降速：（I1.05Ie）過載 Vbd0VT4止VT2導(dǎo)K1(0) 1YV1(+)減速 Vcd0VT5止VT3導(dǎo)K2(0)1YV1的電回路如下： 8VC1(+)接點(diǎn)K/21YV1(a/-p/)8VC1(-)礦山電工學(xué) 3-434 采煤機(jī)組的控制c、維持原速： 當(dāng)電動(dòng)機(jī)恰好在最佳范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷電流為（0.951.05）Ie范圍內(nèi)，此時(shí)給定電壓Vad小于Vac，而大于Vac，即

20、VacVadVab，導(dǎo)致差值電壓Vbd0，而Vcd0，根據(jù)前面的分析，顯示此時(shí)K1得電K2失電，結(jié)果接點(diǎn)K2不動(dòng)，K1打開，時(shí)1YV1、1YV2無法得電，于是采煤機(jī)就維持原牽引速度運(yùn)行。過程如下： 額定負(fù)載時(shí) Vbd0VT4止VT2導(dǎo)K1(+)1YV2無電 原速 Vcd0VT5導(dǎo)VT3止K2(0)1YV1無電礦山電工學(xué) 5-4二、MGTY250/600-1.1D型電牽引采煤機(jī)的控制1、組成：如圖5-27所示P259. 主要由：滾筒1、搖臂2、牽引部4、高壓箱7和機(jī)架8等組成。2、電氣系統(tǒng)：如圖5-28、29所示P261、262. 主要由：主回路、變頻裝置、監(jiān)控系統(tǒng)、控制電源等組成。3、控制過程：起動(dòng)