采煤機電控原理與

采煤機電控原理與2023/5/81第1頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四采煤機電控原理與維修采煤機的結(jié)構(gòu)采煤機的電控原理采煤機的電控故障與維修2023/5/82第2頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四采煤機的結(jié)構(gòu)一.截割部二.牽引部三.電氣部分四.輔助部分2023/5/83第3頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四截割機構(gòu)

截割機構(gòu)由左右搖臂、左右滾筒組成，其主要功能是完成采煤工作面的落煤，向工作面運輸機裝煤和噴霧降塵。左、右搖臂完全相同，搖臂內(nèi)橫向安裝一臺500kW截割電機，其動力通過兩級直齒輪減速和兩級行星齒輪減速傳給出軸方法蘭驅(qū)動滾筒旋轉(zhuǎn)。搖臂減速箱設(shè)有離合裝置、冷卻潤滑裝置、噴霧降塵裝置等.

搖臂減速箱殼體與一連接架鉸接后再與牽引部機殼鉸接，通過與連接架鉸接的調(diào)高油缸實現(xiàn)搖臂的升降。搖臂和滾筒之間采用方榫聯(lián)接。2023/5/84第4頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四采煤機電氣

MG500/1130-WD型交流變頻調(diào)速電牽引采煤機電氣控制部分,是該采煤機的一個主要組成部分。該部分結(jié)構(gòu)上由三個獨立的電控箱共同組成,系統(tǒng)上采用了可編程控制器(PLC),直接轉(zhuǎn)矩(DTC)變頻調(diào)速技術(shù)和信號傳輸技術(shù),來共同控制兩臺500kW的截割電機、兩臺55kW的牽引電機、一臺20kW的泵電機的運行狀態(tài),使采煤機控制和保護性能完善,操作方便、可靠。牽引驅(qū)動系統(tǒng)采用了“一拖一”，即兩個變頻器分別拖動兩個牽引電機，提高了采煤機牽引行走可靠性。2023/5/85第5頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四

牽引機構(gòu)

MG500/1130-WD型交流電牽引采煤機牽引機構(gòu)由左、右牽引部和左、右行走箱組成，位于機身的左右兩端，是采煤機行走的動力傳動機構(gòu)。左、右兩個牽引部內(nèi)各有一臺用于采煤機牽引的55kW交流電機，其動力通過二級直齒輪傳動和二級行星齒輪傳動減速傳至驅(qū)動輪，驅(qū)動輪驅(qū)動齒軌輪，使采煤機沿工作面移動。左右兩個牽引部內(nèi)部傳動元、組件完全相同。左右行走箱內(nèi)部傳動元、組件完全相同，可互換。2023/5/86第6頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四

輔助裝置機身聯(lián)接采煤機機身聯(lián)接主要由平滑靴及其支撐架、液壓拉杠、高強度螺栓、高強度螺母、調(diào)高油缸、鉸接搖臂的左右聯(lián)接架以及各部位聯(lián)接零件等組成。拖纜裝置

拖纜裝置用一組螺栓固定在采煤機中部聯(lián)接框架和右牽引部的老塘側(cè)。采煤機的主電纜和水管從順槽進入工作面。從工作面端頭到工作面中點的這一段電纜和水管固定鋪設(shè)在輸送機電纜槽內(nèi)，從工作面中點到采煤機之間的電纜和水管則需要隨采煤機往返移動。為避免電纜和水管在拖纜過程中受拉受擠，將它裝在一條電纜夾板鏈中。該機主電纜為一根95平方隔爆橡膠電纜，進水管通徑為32K1標準。

冷卻噴霧系統(tǒng)來自泵站320l/min的高壓水由軟管經(jīng)拖纜裝置進入安裝在左牽引部正面的自清洗過濾裝置，由自清洗過濾裝置經(jīng)過濾后的高壓水進入安裝在左牽引部煤壁側(cè)的水分配閥,由水分配閥分出六路水，其中兩路分別進入左、右搖臂進行滾筒內(nèi)噴霧及左右搖臂的水冷卻系統(tǒng)后進入外噴霧。第三路水進入左牽引電機和泵電機（并聯(lián)）冷卻，出來后進入流量傳感器(流量開關(guān))，從流量傳感器(流量開關(guān))出來再進入左截割電機冷卻，然后泄出。第四路水進入變壓器箱和右牽引電機（并聯(lián)）冷卻，出來后進入流量傳感器(流量開關(guān))，從流量傳感器(流量開關(guān))出來后進入右截割電機冷卻，然后泄出。第五路水進入泵箱冷卻器，出來后泄出。第六路水進入變頻器箱冷卻（兩個變頻器水道串聯(lián)），出來后進入流量傳感器(流量開關(guān))，然后泄出。2023/5/87第7頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四電控組成及工作原理截割電機電控箱牽引電機泵電機工作原理

2023/5/88第8頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四電動機

電動機:截割電機牽引電機調(diào)高泵電機型號YBC—400G3YBC-55BYBCB-20G500kW功率500kW55kW20kW電壓3300V380V3300V轉(zhuǎn)速1470r/min0-2440r/min1470r/min冷卻水量30L/min20L/min10L/min冷卻水壓1.5Mpa1.5Mpa1.5Mpa

2023/5/89第9頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四電控箱

開關(guān)箱,此箱主要為整個采煤機提供～3300V電源,變頻器箱,此箱主要用于采煤機的控制,可以控制采煤機的左、右行走速度,左、右滾筒的升降，左、右截割電機的分別啟動和停止。變壓器箱,其中的變壓器將～3300V電壓變?yōu)椤?00V電壓,為變頻器提供了電源。2023/5/810第10頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四開關(guān)箱

①型式：開關(guān)箱為隔爆兼本安型“Exd[ib]I”②功能：高壓開關(guān)箱位于聯(lián)接框架的左端,可以在老塘側(cè)方便地推入和抽出。它是一個隔爆兼本安型設(shè)備,由2個接線腔和一個隔爆腔組成，接線腔主要供電纜引入引出接線用，隔爆腔供安裝電氣元部件用。隔爆腔內(nèi)安裝有1臺C79/8隔離開關(guān)，1臺控制變壓器(～3300V/150V.110V)。一臺本安電源(～110/+12V，1.5A)模塊,一臺非本安電源(～85V-～265V/24V，5A)模塊，2個GAA-014-A7-04-P2電流變送器,2個3.15A/3300V的高壓保險和2個6A/500V的低壓保險，兩臺CHV30/42交流接觸器。其作用是將3300V電源引入采煤機并將電源進行分配,此箱正面蓋板上裝有一個隔離開關(guān)手把，隔離開關(guān)具有超前斷電功能。蓋板上有采煤機銘牌，高壓開關(guān)箱銘牌，開蓋警告牌。接線腔分為2個，1個為主進線接線腔,位于開關(guān)箱前面的左下部,接線腔與隔爆腔隔板上有3只3300V/300A高壓接線柱為采煤機進線電源,一組12芯過線組。另外還有2個接地線壓板。開關(guān)箱的后部還有一個接線腔，此腔與隔爆腔隔板上有12只3300V/300A接線柱，和兩個接地線壓板和1個21芯過線組和2個12芯過線組。用于向其它箱體及電機供電。2023/5/811第11頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四變頻器箱①型式：變頻器箱為隔爆兼本安型“Exd[ib]I”②功能：變頻器箱位于聯(lián)接框架的右端,由一個隔爆腔和一個接線腔組成,隔爆腔在前,接線腔在后,隔爆腔底面有冷卻水槽。腔內(nèi)裝有六個快速熔斷器,兩臺變頻器,一套可編程序控制器(PLC)裝置,一臺10吋中文顯示器,以及其它輔助控制組件。箱體的正面有兩個大蓋板,左邊的蓋板上有十六個操作按鈕,右邊的蓋板上有兩個顯示窗。接線腔與隔爆腔隔墻上有九個1140/200A接線柱和三個21芯小過線組,接線柱用于電源的分配,小過線組作為控制線用,其中2個為隔爆過線組,一個為本安過線組,接線腔內(nèi)還有接線端子若干,以及用于進出線的喇叭口,共21個。此腔完成采煤機電氣系統(tǒng)的主要功能,電氣控制系統(tǒng)為"一拖一"方式。即用一個變壓器給2臺交流變頻器供電,由兩臺變頻器分別驅(qū)動2臺交流牽引電機,從變壓器次邊出來的～400V/50Hz供電電源經(jīng)送電接觸器，六個快速熔斷器分兩路進入變頻器,通過變頻器整流、逆變輸出頻率、電壓可變的交流電壓作為牽引電機的供電電源。2023/5/812第12頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四變壓器箱

①變壓器箱為隔爆型“ExdI”②功能：變壓器箱由前面的一個隔爆腔和后面的一個接線腔組成。隔爆腔頂面有一個大蓋板,底面和兩側(cè)面有冷卻水槽,變壓器安裝在隔爆腔內(nèi)。隔爆腔和接線腔隔墻上有3個3300V/300A、3個1140V/200A接線柱和1個12芯過線組。接線腔內(nèi)有接線端子若干和兩個接地壓板和三個進出喇叭口。變壓器將～3300V電源引入,并變成～400V為兩個變頻器提供電源。2023/5/813第13頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四變頻器變頻器選用ABB公司的直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)變頻器ACS800系列,變頻器可在零速時產(chǎn)生150％Me轉(zhuǎn)矩,且無速度傳感器,其轉(zhuǎn)矩環(huán)是內(nèi)環(huán),速度環(huán)是外環(huán),系統(tǒng)通過自動識別建立電機模型,可以得到準確的轉(zhuǎn)子速度信號作為速度環(huán)的反信號,所以不需要速度編碼器仍可以對電機進行精確的速度控制。變頻器為水冷結(jié)構(gòu),其整流模塊與逆變模塊均安裝在專用的散熱鋁板上,鋁板與腔體底面水冷壁緊密接觸(中間由導(dǎo)熱脂傳遞熱量)。正常使用時,變頻器產(chǎn)生的熱量由水冷壁帶走。2023/5/814第14頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四可編程序控制器(PLC)PLC是采煤機電氣系統(tǒng)的控制中心。選用三菱FX2N系列具有高可靠性、抗干擾能力強的特點,且采用導(dǎo)軌式安裝,非常方便。其平均無故障時間大大超過了IEC規(guī)定的10萬小時,甚至有些PLC的可靠性已達到300000～500000MTBF。并且采用模塊式硬件結(jié)構(gòu),組合和擴展都很方便,又用程序(軟連接)代替硬連接,安裝工作量少。在實際使用過程中,增加或減少功能比傳統(tǒng)繼電器電氣控制方案更簡單易行。在PLC正常時,變頻器的速度給定,牽引方向,加減速、水流量保護,2臺截割電機的溫度監(jiān)測、電流采樣、截割電機的恒功率保護,采煤機零位抱閘、啟動預(yù)報警、2臺截割電機的分別啟動和停止、瓦斯斷電、絕緣監(jiān)測、牽引變壓器溫度監(jiān)測及采煤機的動作執(zhí)行等均通過PLC來達到完美的控制性能。2023/5/815第15頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四顯示顯示器有兩處：一處為10吋彩色顯示，通過與PLC和變頻器通訊，實時顯示系統(tǒng)的各種工作參數(shù)、工作狀態(tài)和各種信息。另一處為兩個變頻器的顯示窗。顯示變頻器的工作參數(shù)、狀態(tài)及信息。2023/5/816第16頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四采煤機啟動回路按下啟動按鈕，從前級開關(guān)的啟動線經(jīng)過采煤機的隔離觸頭到截割電機熱傳感器常閉觸頭，油泵電機熱傳感器常閉觸頭，啟動按鈕，到本機停止按鈕，到二極管半波整流變成本安型直流電接地。采煤機地線與前級起動器地線相通，構(gòu)成開關(guān)回路，開關(guān)啟動。采煤機啟動，PLC得電輸出自保觸電閉合，開關(guān)自保，采煤機正常運行。下一頁2023/5/817第17頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四閉鎖刮板運輸機采煤機控制面板急停按鈕（停止按鈕）通過電纜控制線竄在刮板運輸機開關(guān)停止按鈕前，急停按鈕按下，開關(guān)不能啟動，運輸機不能開動。反之，則啟動。下一頁2023/5/818第18頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四主回路主回路一般由隔離開關(guān)，真空接觸器，牽引變壓器，變頻器，左右截割電機，左右牽引電機，泵電機等組成。下一頁2023/5/819第19頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四低壓控制回路低壓控制回路一般包括PLC，本安電源，電磁閥，左右端頭站，遙控器，瓦斯斷電儀等。下一頁2023/5/820第20頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四采煤機內(nèi)部電路從隔離開關(guān)引出電源經(jīng)熔斷器到控制變壓器變壓，輸出150V經(jīng)熔斷器供PLC電源。輸出110V經(jīng)熔斷器供真空接觸器（截割電機，牽引變頻器）電源。110V經(jīng)本安電源變穩(wěn)壓12V供本安電路。110V經(jīng)整流模塊變24V供電磁閥，電流變換器，溫度模塊，瓦斯模塊電源。下一頁2023/5/821第21頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四PLC控制電路L,N接150V電源。PLC內(nèi)部檢測正常8EYR輸出點閉合（COM,Y0Y10）啟動報警（COM,Y4Y5)輸出點閉合,報警3次采煤機自保，得電。X15左截啟X16停Y2通斷，X17右截啟X20停Y6通斷控制截割電機接觸器動作。X22牽引送電X23牽引斷電Y3Y7通斷控制變頻器接觸器動作。X0，X1，X10左，右，停，牽引。COM5Y24,25,26,27,22.21控制變頻器啟動，停止，加減速。采煤機走動。X13總停X21故障復(fù)位X24,25主從變頻器故障。FX2N-485BD與變頻器通訊。

FX2N-8AD模擬量輸入模塊將8路模擬量輸入（電壓量或電流量輸入）轉(zhuǎn)化成數(shù)字值，并且把它們送入到PLC主單元。此模塊的供電電源由PLC主機單元提供。在采煤機電控系統(tǒng)中，此模塊主要將左、右截割電機，左、右牽引電機（或包括由左、右截割電機溫度模塊、牽引變壓器溫度模塊轉(zhuǎn)化而來的三路電流信號）所采樣的電流信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，送入PLC主機單元，用以執(zhí)行電氣保護及中文屏數(shù)據(jù)顯示。下一頁2023/5/822第22頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四變頻器原理變頻器的基本原理下圖是一個變頻器的主電路原理圖，EMC濾波器和LCL濾波器是可供選擇的組成部分，ABB變頻器在不作特殊要求的情況下，進線側(cè)部分為一個電抗器。進線側(cè)整流部分把380V、50Hz三相交流電整流為直流電，電容器組一般為四個，作為電能儲存器，可以穩(wěn)定直流母線中間回路電壓，IGBT逆變器把直流電壓轉(zhuǎn)換為變頻變壓的交流電壓，控制電機的運行速度和方向。下一頁2023/5/823第23頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四變頻器原理圖2023/5/824第24頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四常見故障處理先導(dǎo)回路及機組不能自保機組操作故障瓦斯斷電儀及電機搖臂升降系統(tǒng)機組不牽引顯示及端頭站遙控器2023/5/825第25頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四啟動先導(dǎo)回路及不自保按下啟動按鈕，機組不動作。檢查順槽開關(guān)（是否正常），不正常開關(guān)問題，修理開關(guān)。正常檢查機組蓋板起停按鈕是否靈活位置是否正確，如正常就停電打開蓋板檢查按鈕及接線。用萬用表檢測電機溫度保護接點，電纜芯線，隔離開關(guān)接點，二極管是否擊穿或斷開。啟動后，機組不自保。檢查PLC相應(yīng)輸出指示燈亮否，有電不亮更換PLC。檢查控制變壓器高、低壓保險是否熔斷。若通過繼電器自保，檢查繼電器自保吸合是否正常。檢查瓦斯是否超限或瓦斯接點故障。若有端頭站，檢查端頭站是否誤發(fā)“總?！毙盘?。檢查變壓器，電機是否溫度超限。2023/5/826第26頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四機組操作故障截割電機不啟動先按鈕及線路再PLC輸入輸出（無輸出更換），輸出線路到接觸器（整流橋）。不牽引先按鈕及線路再PLC輸入輸出（無輸出更換），輸出線路到接觸器（整流橋）。檢測接觸器電源。PLC電源。電機絕緣是否下降到PLC保護值。2023/5/827第27頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四瓦斯斷電儀及電機瓦斯斷電儀、傳感器探頭顯示不準確，可按用戶說明書調(diào)校。如果斷電儀誤動作，建議更換傳感器探頭。電機溫度接點斷開，為保證不影響正常生產(chǎn)，將其短接。電機PT100損壞，為保證不影響正常生產(chǎn)，可以先用110歐姆~120歐姆、1/8W電阻來代替恢復(fù)生產(chǎn)。電機絕緣測試3300V的用2500V、1140V用1000V、380V用500V搖表測試。對于牽引電機搖絕緣應(yīng)與變頻器斷開，否則會損壞變頻器。用萬用表檢查是否缺相。2023/5/828第28頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四搖臂升降系統(tǒng)開機后搖臂自動升降檢查PLC輸入接點是否斷路，輸出是否接通。檢查按鈕及線路是否接通。搖臂升降部分動作檢查按鈕、遙控器等PLC輸入信號是否正常。檢查PLC輸出是否正常開機后搖臂不動作檢查電磁閥電源是否正常檢查電磁閥線圈是否斷路或短路。檢查PLC輸入輸出是否正常2023/5/829第29頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四顯示端頭站遙控器顯示顯示器無電，檢查供電線路。顯示器無數(shù)據(jù)，PLC通訊線斷開。端頭站遙控器不動作檢查12V電源是否正常，遙控器電池電壓是否正常檢查連接電纜是否牢固可靠。檢查對應(yīng)繼電器回路是否正常，線路是否斷線。誤動作更換遙控器后測試端頭站是否正常。不正常看線路是否斷路。更換備件2023/5/830第30頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四機組不牽引因我礦使用采煤機分別液壓牽引系統(tǒng)，滑差電機牽引系統(tǒng)，變頻器牽引系統(tǒng)，磁阻電機牽引系統(tǒng)。故根據(jù)不同系統(tǒng)進行探討。液壓牽引系統(tǒng)滑差電機牽引系統(tǒng)變頻器牽引系統(tǒng)磁阻電機牽引系統(tǒng)2023/5/831第31頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四滑差電機牽引系統(tǒng)

MG150/350-AWD采用滑差電機牽引系統(tǒng)由PLC.AD.DA模塊，滑差電機控制器電流電壓變送器組成。故障易發(fā)生在PLC外圍(牽停按鈕卡住，左右按鈕接觸不良造成PLC無輸入采煤機不牽引）PLC本身損壞（程序壞或輸出點壞）用萬用表電阻檔檢查，如壞更換即可?；羁刂破麟娫磻?yīng)100V,輸出0-90V。AD.DA模塊，電流電壓變送器，外部指令器電源為12V，由42V變12V本案電源提供。用萬用表電壓檔檢查，如壞更換即可。線路短路也能造成12V消失，用萬用表電阻檔檢查，找出故障點排除。電機正反轉(zhuǎn)