电牵引采煤机.docx

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电牵引采煤机

上海创力930型电牵引采煤机

第二节电路原理

接线排的位置：

XTF是主操作面板内的最长接线排。

XTA是小面板内右侧的接线排，是本安电路。

是采煤机送电回路、运闭回路所在。

X2、X1、X0是近控操作面板内的接线排，分列第一、第二、第三排。

一、送电回路：

XTA是本安电路的接线排，在小面板之内的右侧。

打开小面板是检修送电回路的最好地方。

主电缆W1中控制芯线W1.5、W1.6用于采煤机控制回路。

其中远方二极管设在按钮板上，SAQ为主启按钮，SAT为主停（兼闭锁）按钮，KA1—1为主启自保触点，QS为隔离开关辅助触点。

KA1是瓦斯断电中间继电器，也是自保继电器。

在小面板之内，时间继电器下方。

注意上述回路串有二极管，引用或测量时，注意二极管的箭头方向。

送电回路串联隔离开关辅助接点的好处，是提醒隔离开关没合到位。

打开主操作面板后的器件排列：

行程开关共有20个，分别对应于控制面板上的按钮。

注意，面板上有按钮和连接导线，要防止因重力突然掉下碰坏。

注意，在固定盖子之前，必须将隔离开关的手柄对正缺口。

二、运输机闭锁电路：

主电缆W1中控制芯线W1.7、W1.8用于输送机闭锁回路。

其中远方二级管设在按钮板上，SBY为停止（兼闭锁）按钮。

注意上述回路都串有二极管，引用或测量时，注意二极管的箭头方向。

通过磁力起动器远控方式，由电控箱面板自锁按钮完成工作面输送机的停止（兼闭锁）。

三、真空接触器回路

1、截割自动启动、停止按钮回路和漏电保护控制回路：

SBQ——截割自动启动按钮。

正常时，按下SBQ，PLC的Q06接点闭合，XT1吸合，KM1吸合，5分钟后KM2吸合。

SBT——截割自动停止按钮。

2、中间继电器回路：

B1——自动/手动转换钮子开关。

在小面板之内，KT1继电器旁边。

2与6接通是自动，2与4接通是手动。

现在自动位置。

Q0.6——PLC的截割启动接点。

SCQ——截割手动启动按钮。

SCT——截割手动停止按钮。

左右截割漏电改控。

KT1——中间继电器（延时继电器）。

现在5分钟位置。

3、真空接触器回路：

XTF接线排在主操作面板之内，是一个较长的接线排。

4、主回路

电控盒共3个，CA1——端头控制站接收盒，CA3——无线电遥控接收盒，CA4——甲烷处理盒。

CA1处理来自左右端头控制站的信号，并输出相对应的控制信号，包括：

采煤机先导回路自保接点、左向、右向、加速、减速、牵停、主停、左右摇臂的升降。

CA3处理来自左右无线电遥控发射机的信号，并输出相对应的控制信号，包括：

采煤机先导回路主停、左向、右向、加速、减速、牵停、左右摇臂的升降。

CA4处理来自甲烷传感器的信号，根据甲烷的浓度作出报警及断电判断，断电信号串入采煤机先导回路，甲烷达到极限浓度即断开先导回路。

注意：

本安部分在使用和维修中，必须切切注意保持本安电气参数和保护性能，保证性能应符合说明书的要求，更换本安电路及关联电路电气元件时，不得改变原电气性能和本安性能，也不得擅自改变电气元件的规格、型号。

采煤机送电回路。

XTA5与XTA7之间接二极管（箭头朝XTA7），就应该得电。

四、牵电接触器回路

牵电接触器在近控面板之内的后方。

1、牵电接触器的中间继电器只有一个回路，就是由近控面板“牵引送电”和“牵引断电”所控制的回路。

按钮安装在近控操作面板上。

“牵引送电”和“牵引断电”按钮，直接控制1JZ牵电中间继电器，1JZ又控制牵电接触器。

电压异常时，靠电压检测保护动作。

G2是近控操作面板的方向选择开关。

牵电接触器启动前，G2必须在零位——确保1与2接点连通。

1#的MB、MC是1#变频器的内部保护接点，2#的MB、MC是2#变频器的内部保护接点。

MB、MC在变频器故障时是断开的，目的是使牵电接触器释放，变频器失电。

MB、MC即使失电后也记忆断开状态。

要想让变频器的MB、MC接通，必须使变频器得电。

为此专门设置了复位2按钮。

按住“复位2”按钮的同时，按“牵送”按钮，变频器得电后，再按“复位1”按钮，使变频器故障继电器复位——MB、MC接通，此时可以松开“复位2”按钮。

1#单运纽子开关的用途，当2#变频器因故不能运行时，可以单独运行1#变频器，这是需要将1#单运纽子开关拔在单运位置（下方）。

也就是短接了2#变频器的保护接点MB、MC。

同理，2#单运纽子开关的用途，当1#变频器因故不能运行时，可以单独运行2#变频器，这是需要将2#单运纽子开关拔在单运位置（下方）。

也就是短接了1#变频器的保护接点MB、MC。

2、牵电真空接触器回路：

牵电接触器是真空接触器，安装在变频器之后，打开上盖才能看到。

FU6保险是黑色的小保险，在近控面板之内。

3、调速箱接线腔接线柱排列

靠右截割侧三个大接线柱，由上到下Y1、Y2、Y3——3300V，牵引变压器输入。

靠右截割侧三个小接线柱，由上到下Y10、Y11、Y12与相邻左侧的Y13、Y14、Y15短接。

靠采空侧中间接线柱，由上到下Y7、Y8、Y9——去右牵引电机。

靠采空侧最左边接线柱，由上到下Y4、Y5、Y6——去左牵引电机。

五、控制变压器

电源组件

电源部分包括控制变压器、熔断器、整流桥、非本安电源模块、本安电源模块、接线排等。

主控制变压器：

a）原边：

电压1140V，通过1140V高压熔断器接入隔离开关输入侧。

b）副边：

1电压28V；电流4A。

经整流桥整流后产生+24V电源，供隔爆电磁阀及先导自保电路使用。

②电压0～160V～220V；电流0.5A（其中160V为中间抽头）。

0～160V为PLC提供电源，0～220V作为非本安电源模块的输入，该模块输出+12V和+24V电源：

+12V为端头控制站接收盒CA1、及电流互感器等非本安回路提供电源；+24V电源专为中文显示器提供电源。

③电压36V；电流0.5A，专为甲烷处理盒CA2提供电源。

④电压190V；电流0.2A，供本安电源模块并产生本安+12V。

非本安电源模块：

容量为12V、1A；24V、1A。

本安电源模块最大开路电压为+12.5V、最大输出电流为1.3A。

+24V电源整流桥：

QL-5A-400V

接线排：

用于控制电源的引出。

1、主控制变压器2个

T2变压器的型号是BK--600.3/1.14，T3变压器的型号是BK—600.4/1.14。

FS1、FS2是1140V的白色的较长的瓷保险。

FU1、FU2、FU3、FU4、FU5、FU6保险是黑色的小保险，在小面板之内。

上海创力采煤机各有两个FU1、FU2、FU3、FU4、FU5、FU6保险，另外一组在近控面板之内，不要与之混淆。

2、副控制变压器2个

控制变压器有两台，一台为CLBK-600.2/0.4：

原边电压380V，副边电压为36V，A作为真空接触器的线圈电源；另一台为CLBK-600.1/0.4：

原边电压为380V，副边电压为6V、13V、13V、18V～0V～18V，它们分别用于中间继电器电源、漏电板＋12V控制电源、漏电检测的附加直流电源。

六、PLC电控

西门子可编程控制器（简称PLC）

PLC组件固定在安装有4个防震垫的电控箱右边底部，主要有电源模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块等组成，具有高可靠性、高性能的特点。

1、电源模块

①输出电流2A；

②输出电压24VDC，防止短路和开路保护；

③连接单相交流系统（输入电压120/230VAC、50/60Hz）,实际连接160VAC、50Hz；

④可靠的隔离特性，符合EN60950。

2、数字量输入模块

①16个输入点，带隔离，16点为一组；

②额定输入电压24VDC。

3、数字量输出模块

①16个继电器输出点，带隔离，8点为一组；

②负载电压24～120VDC；48～120VAC。

4、模拟量输入模块

①8通道，4个通道；

②与背板总线接口隔离；

③每个通道组的可选测量参数：

电压、电流、电阻和温度。

5、模拟量输出模块

①2通道×2输出；

②与背板总线接口和负载电压隔离；

③每个输出通道可以编程输出的参数：

电压输出和电流输出。

6、电机内热敏电阻100—150Ω,可用100Ω电阻代替，大于155o时保护动作。

当受干扰影响时，可用电阻接在电控箱内代替。

西门子PLC工作不正常时，可甩掉热敏电阻，接100Ω电阻。

如果PLC电源模块有故障，第一修电源。

开关电源输出电压如果降低时，首先解负荷，如果输出电压上升，则属负荷过重或短路。

如果输出电压不上升，则属开关电源本身故障。

PLC的20脚全是公用点。

量小阻值时，万用表不可用×10K档，烧元件有内因和外因的原因。

PLC有输入、无输出，应先断开负载。

七、变频器近控牵引控制

需要打开近控操作面板，将两个纽子开关拔至下方的“近控”位置。

三段速对应频率：

1——10HZ，2——20HZ，3——30HZ。

控制开关组共有三个拨钮开关，B1、B2为远控与近控的切换开关，正常状态为远控位置。

远控包括电控箱面板操作控制和端头站控制；近控则为变频调速箱面板操作控制，它可以不受电控箱面板控制而独立运行，一般只是在检修变频器等特殊场合使用。

B3为漏电闭锁试验和漏电保护试验切换开关，正常状态为漏电闭锁试验位置。

近控操作共有六个操作按钮和二个操作开关，操作按钮分别为牵引送电、牵引断电、（漏电）试验1、（漏电）试验2、复位1、复位2。

二个操作开关均为变频器近控（检修）操作用：

面板上标有“停、1、2、3、4”为近控速度开关，近控共有四档速度转换，1、2、3、4四档速度依次递增。

面板上标有“左牵、停、右牵”为近控方向开关，停牵引时，将方向开关打在“停”位置。

1、牵引方法：

首先给速度，视实际情况需要，将速度开关拔在相应档位。

然后给方向，将方向开关拔在向左或向右。

要求变频器温度小于70o，键盘和彩屏显示的电流要一样，两电机的电流也要一样。

避免小于5Hz长期工作。

2、停止牵引方法：

将方向开关拔在中间“0”位，就可停止牵引。

虽然按下“牵引断电”也能停止牵引，但靠的是变频器失电。

为了避免变频器频繁停送电，不准靠按下“牵引断电”来停止牵引。

3、换向方法：

牵引过程中，严禁短时间内换方向！

否则容易损坏变频器、电机和机械装置。

按上述方法停止牵引后，确认将采煤机已经停了下来，然后将方向开关换方向。

4、限制速度：

因为失去功率自动调节保护，就必须比平时的速度降低些。

此时要密切关注变频器输出电流，只要有一个电流达到60A，就必须马上降低速度。

八、变频器远控牵引控制

需要打开近控操作面板，将两个纽子开关拔至上方的“远控”位置。

要求变频器温度小于70o，键盘和彩屏显示的电流要一样，两电机的电流也要一样。

避免小于5HZ长期工作。

1、远控牵引全电路：

XQF是电控箱接线腔的接线排。

XBF是调速箱接线腔的接线排。

GX是调速箱接线腔的穿墙线。

X2是近控操作面板内第一排接线排。

X1是第二排接线排。

1XP是变频器的插头座线号。

接通一个方向，同时具有电压（AI为正、AC为负），变频器内部保护未动作，变频器才输出。

缺少方向或AI、AC之间的电压为0或内部保护动作，变频器都不输出。

2、左向牵引

速度指令电压U的增减，对应变频器输出频率的增减。

电压的变化范围是0——10V，对应变频器的输出频率是0——所设置的上限频率（参数d2-01）。

3、右向牵引

九、电磁阀控制

电磁阀继电器组件在主操作面板之内的右上侧。

PLC的输出，就是继电器组件的输入。

继电器组件的输入是+24V，输出是0V。

在接线排上试验输入，是短接3、4、5、6与11；试验输出，是短接7、8、9、10与1。

十、电气保护

1、恒功率自动控制

设置恒功率自动控制的目的是为了充分利用截割电动机的功率，同时也不使电动机因超载而损坏。

根据功率P＝

×U×I×cosψ公式，功率P正比于电流I。

所以，采用两个电流互感器分别检测两台截割电动机的单相电流，就可以知道电动机负荷状况，电流互感器输出信号经处理后转变为4～20mA的信号，送入PLC进行比较，得到欠载、超载信号。

当两台截割电动机都欠载（P≤90％Pe）时，发出加速信号，牵引速度增加（最大至给定速度）；当任一台电动机超载（P＞110％Pe）时，发出减速信号，直至电动机退出超载区域。

其中P：

截割电动机实际功率

Pe：

截割电动机额定功率

2、重载反牵控制

重载反牵引功能的设置是为了使采煤机避免严重过载，当任一截割电动机负荷大于130％Pe时，通过PLC的反牵定时电路使采煤机以给定速度反牵引一段时间后，再继续向前牵引。

3、截割电动机热保护

在左、右截割电动机绕组内埋设有Pt100热电阻，热电阻直接接入PLC的模拟量输入模块。

当任一台电动机温度达135℃时,电动机降低容量30％运行,达155℃时，PLC输出信号将采煤机控制回路切断，使整机停电。

4、行走电动机热保护（目前此功能尚未使用）

在左、右行走电动机绕组内埋设Pt100热电阻，Pt100直接接入PLC的模拟量输入模块。

当任一台电动机温度达135℃时，电动机降低容量30％运行，达155℃时，PLC输出信号将使牵引启动回路断开，停止牵引。

5、行走电动机负荷控制

采用两个电流互感器分别检测左、右行走电动机的电流，将电流信号转变为4～20mA的信号，送入PLC模拟量输入模块进行比较，得到欠载、超载信号。

当两台电动机都欠载（Ⅰ≤90％Ie）时，发出加速信号，牵引速度增加（最大至给定速度）；当任一台电动机超载（I>100％Ie）时，发出减速信号，直到电动机退出超载区域。

6、近控操作面板内器件排列

能够转换的开关，G1是4档速度开关。

G2是方向开关。

在X2接线排上可以试验变频器。

安川变频器主板端子

创力采煤机近控面板内X2接线排

正方向

S1、Sc通

22、8通

反方向

S2、Sc通

23、8通

开机命令

接通方向

接通方向

速度大小

AI、AC的电压大小成正比

29、30的电压大小成正比

一段速

S6、Sc通

33、8通

二段速

S7、Sc通

34、8通

三段速

S9、Sc通

35、8通

外端子开机

条件、方法

参数b1-01设1，b1-02设1,接通方向，29、30输入电压或多段速接通。

键盘开机

条件、方法

参数b1-01设0，b1-02设0,按RUN键开机。

U1-01给定频率。

合并公用线

Sc和Ac可以短接成一个公用，即8和30可短接成为方向和速度指令的公用。

第三节安川变频器在采煤机上的应用

一、概述

两台变频器采用主从控制的优点：

出力平衡。

缺点：

两台变频器参数不一样，更换不方便。

上海创力早期生产的采煤机，采用此方式控制。

两台变频器采用并联控制的优点：

两台变频器参数完全一样，更换方便。

缺点：

有时候出力平衡。

上海创力后期生产的采煤机，采用此方式控制。

控制变压器输出6V，作电压检测<4.2V或>7.2V报电压是否异常。

要求变频器温度小于70o，键盘和彩屏显示的电流要一样，两电机的电流也要一样。

避免小于5HZ长期工作。

变频器工作的条件是：

（1）供380V电源。

（2）内部保护未动作。

（3）给了方向（键盘左上角有发光管指示FWD或REV）。

（4）X2的29与30有电压（模拟量输入，0——10V对应输出0——上限频率）。

变频器的电气性能

变频器的供电电压波动范围允许为额定电压（380V）的85%～110%，在此范围应能工作，低于此值后，欠电压保护动作,高于上限，过电压保护动作。

每台变频器在额定电压及冷却水额定流量下输出频率为50Hz时的负载能力能驱动40kW牵引电动机长时间运行，额定输出转矩255N.M。

在10Hz——50Hz，呈恒转矩特性，达到最大转矩后，速度自动下降，最大转矩值在额定转矩的±7%范围内,在50Hz——83.4Hz，呈恒功率特性。

当变频器从50Hz减速停车时，能在3秒内停止（参数C1—02减速时间设为3秒）。

在额定负载及冷却水额定流量下,变频器出风口、进风口及隔爆空腔各处的温度不大于60℃。

变频器漏电闭锁保护，7.0KΩ动作（误差范围+20%）；漏电保护，3.5KΩ（误差范围+20%）动作。

变频器热保护，当变频器散热板温度≥90℃时，热接点动作，停止变频器运行。

变频器短路保护，可以在两相或三相中接入熔断器或断路器来实现。

主回路真空开关分断过电压吸收保护,在主回路真空接触器的二次侧接入适当匹配参数的过电压吸收装置，吸收电机分断时的瞬间高压。

后部有6个放电电阻。

制动单元带小风机，有可调动作。

电压值（插拔小插头）。

制动电阻4个共16Ω。

大电路板是IGBT驱动板。

小电路板是电源板，带一个保险。

中电路板是主板（CPU板）带键盘。

380V入线有两个大保险，型号是660GH——160，熔断电流160A。

固定眼距80mm,保险直径22mm。

二、变频器端子

变频器大线端子名称：

ＲＳＴ是380Ｖ电源输入，ＵＶＷ是变频器输出——接电机。

记忆窍门：

英文26个字母中，R、S、T在U、V、W的前面，所以，R、S、T是输入、是电源，U、V、W是输出、是负荷侧。

再次警告，电源严禁接在输出侧，否则将烧坏变频器。

稍微大一点的两个接线柱是接制动电阻。

变频器小线端子名称：

+V--+10V。

A1、Ac—电压模拟量输入，Ac是地。

S1、S2、Sc——方向输入。

Sc是公用。

S6是一段速、S7是二段速、S9是三段速。

Sc是公用。

MB、MC—变频器故障输出，故障时开路。

变频器端子对应X2（近控操作面板内的接线排）的线号：

A1——29、Ac——30，S1——22、S2——23、Sc——8，左变频器的MB——7、MC——14，右变频器的MB——14、MC——28。

MB是变频器内部保护接点，具有记忆功能。

MB动作后，一方面影响1JZ继电器吸合、导致380V接触器不吸合。

另一方面导致变频器内部不工作（即使强行给变频器380V，变频器也拒绝工作）。

380V接触器严禁短接，否则将失去变频器保护的控制。

严禁将纽子开关打在单运位置，否则将失去变频器保护的控制。

只有当因故停用1#变频器、单独用2#变频器时，才准将纽子开关打在2#单运位置。

同理，只有当因故停用2#变频器、单独用1#变频器时，才准将纽子开关打在1#单运位置。

注意，此时是单变频器、单牵引电机工作，必须降低牵引速度，减小割煤量。

三、键盘

键盘按键名称、指示灯名称和监视状态（即运行状态）：

键盘名称中英文对照：

LOCAL/REMOTE--选择运行操作。

MENU--菜单。

ESC--退回。

JOG--点动。

DATA/ENTER--数据/输入。

FWD/REV--正转/反转。

RESET--移位/复位。

RUN--运行。

STOP--停止。

键盘设置参数：

按菜单键一下，显示Operation--驱动模式；二下显示Quicksetting--设置常用参数；三下显示Programming—设置全部参数；四下显示Modifiedconsts—设置出厂已设定的参数；五下显示AutoTuning—自学习。

进入常用参数修改：

按菜单键2下，显示Quicksetting，按DATA键进入，按∧或∨选择参数项，按DATA键进入，数值闪动，按∧或∨修改，按DATA键确认。

按菜单键一下，显示Operation，按DATA键确认，显示监视状态，可以开机。

进入全部参数修改：

按菜单键3下，显示Programming，按DATA键进入，参数大项闪动，按∧或∨选择参数大项，按移位键，小项闪动，按DATA键进入，数值闪动，按∧或∨修改，按DATA键确认。

按菜单键一下，显示Operation，按DATA键确认，显示监视状态，可以开机。

改为键盘操作：

将b1-01设置为0，b1-02设置为0。

按键盘FWD/REV改变转向，按键盘RUN运行，按STOP停止。

恢复端子操作：

将b1-01设置为1，b1-02设置为1。

举例：

设置为键盘操作并且设置在10Hz运行。

按菜单键2下，显示Quicksetting，按DATA数据键，显示A1-02=0，按∧显示A2，按∧显示b1-01=1,按DATA，后面的1闪动，按∨变为0闪动，按DATA。

按∧显示b1-02=1,按DATA，后面的1闪动，按∨变为0闪动，按DATA。

按MENU一下，显示Operation，按DATA，显示U1-01，其01闪动，按DATA，Hz闪动，按＞和∧到10Hz,按DATA，按ESC，按RUN运行，电机转动。

按STOP键停机。

端子操作的参数：

b1-01设置为1，b1-02设置为1。

端子开机后，在键盘的STOP键也可停机。

四、主要参数

频率指令选择：

b1-01。

0，键盘输入。

1，端子电压模拟量输入。

应设1。

运行指令选择：

b1-02。

0，键盘输入操作。

1，端子输入操作。

应设1。

停机方法选择：

b1-03。

0，减速停机。

1，自由停机。

应设0。

转向选择：

b1-04。

0，可以反转。

1，禁止反转。

应设0。

点动频率：

b1-17。

频率上限：

d2-01。

出厂设100%，这是E1-04的百分数。

为了降低采煤机速度，可将其设为80%，即如果E1-04设50Hz时，频率上限为40Hz。

频率下限：

d2-02。

设0。

加速时间：

C1-01。

设10秒。

减速时间：

C1-02。

设3秒。

输入电压：

E1-01。

设380V。

最高输出频率：

E1-04。

设50Hz。

基准频率：

E1-06。

设50Hz。

不准超过E1-04的设定值，否则报OPE10故障。

最低输出频率：

E1-09。

额定电流：

E2-01。

煤机厂让设105A（额定电流值），我们建议设70A。

因为山西煤层比较平缓，牵引阻力不大。

我们曾经因为机械卡扳把行走轮齿扳下来，可见牵引力矩之大。

因此，为了更好地保护变频器、电机、机械，特意设小整定。

电机极数：

E2-04。

设4。

额定功率：

E2-11。

设40kw。

选择语言：

A1-00。

0，英语。

1，日语。

控制方式：

A1-02。

0，无PG，V/F控制。

1，带PG，V/F控制。

3，矢量控制

初始化：

A1-03。

0，不初始化。

1110，用户设定的初始化。

上下传参数：

03-01（0通常动作，1上传到键盘，2下传到变频器）。

五、保养维护试验

1、变频器的其他操作

漏电试验操作：

在变频器未启动前，按下“试验1”或“试验2”按钮不放，应使变频器主回路真空接触器跳闸，显示器上“牵电”灯灭，同时相应变频器的显示器上“漏电”灯亮，数码管显示“EF”，松开试验按钮，再按下复位按钮，即可恢复原来状态。

变频器复位操作：

当变频器发生故障保护动作及漏电、电压异常等故障，待故障排除、关断牵引操作后。

右手按住“复位2”按钮，同时左手按“牵引送电”按钮，使变频器得电。

然后左手再按“复位1”按钮使变频器内的故障继电器复位，消除故障记忆，此时左右手可以松开按钮。

注意：

当变频器故障保护动作，必须确信排除故障、关断牵引操作（包括近控）后，再复位，重新启动变频器。

“牵引断电”操作：

在运行过程中，遇到特殊紧急情况，如操作开关和按钮失灵等，则可按下“牵引断电”按钮，切断真空接触器，停止变频器和牵引部。

注意：

正常情况下，请千万不要用“牵引断电”按钮，以免损坏设备。

2、保养与维护

变频器装置直接安装在采煤机上，振动很大，因此要求用户应定期检查系统的紧固件、结构和电气接插件，以防松动。

变频器由电子和电气元件组成，不使用时应存储在干燥通