久益12CM15型连采机电气系统分析.docx

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久益12CM15型连采机电气系统分析

久益12CM15型连采机电气系统分析

一、12CM15连采机电气系统的基本构成（CONTINUALMINER）12CM15型连续采煤机主要由五个电控箱、八台电机以及其它外部电气元件构成。

分述如下：

1、五个电控箱：

（1）牵引电控箱：

位于连采机左后部，这是连采机最重要的一个电控箱，箱体底部有水冷却通道。

箱内含有牵引、油泵、风机主回路及控制回路，电气系统的控制中心PLC（可编程序控制器），照明，漏电及其它保护等。

（2）截割电控箱：

位于连采机左前部，箱内主要含有截割和装运电机主回路辅助回路等。

（3）主控制箱：

位于司机驾驶室内，箱内主要含有各个电机的操作开关及仪表指示、24V电源、WD（watchdog）继电器、油温油位继电器等。

（4）主断路器CB箱：

位于司机驾驶室下方，箱内主要含有动力电缆进线装置、主断路器1CB、行走安全脚踏开关等。

（5）JNA控制箱：

位于连采机右中部，箱内主要含有一个JNA控制器、ESR急停继电器等。

2、八台电机：

1）左截割电机：

三相水冷电机，位于截割部左侧，170KW。

2）右截割电机：

三相水冷电机，位于截割部右侧，170KW。

3）左装运电机：

三相水冷电机，位于铲板左侧，45KW。

4）右装运电机：

三相水冷电机，位于铲板右侧，45KW。

5）左行走电机：

直流串激水冷电机，位于连采机左侧，26KW。

6）右行走电机：

直流串激水冷电机，位于连采机右侧，26KW。

7）油泵电机：

三相水冷电机，位于连采机右侧，52KW。

8）风机电机：

三相风冷电机，位于连采机左后部，19KW。

3、VDU显示器：

位于司机驾驶室前方，用于显示机器运行状况以及故障信息等。

4、油温油位开关：

位于连采机右侧液压油箱内，用来检测液压油油位和温度。

5、水流压力开关：

位于截割部，用来检测水压、流量，以保障各电机的冷却及降尘。

6、电磁阀组：

位于司机驾驶室内，遥控来操作各液压油缸的升降。

二、各电控箱内电气元件的布置（参照JM3566手册和照片）

通过看图片，认识各个电控箱内电气元件的具体安装位置，为故障排除打下一个基础。

强调以下几点：

1、牵引断路器整定在“B”位置，980A；截割断路器整定在“C”位置，1090A；主断路器整定在“D”位置，1200A；

2、甩“牵引漏电”的方法

3、甩“EL3漏电装置”的方法

4、左右两个可控硅驱动装置的插头在牵引触发模块上的位置，左在外右在内；

5、牵引接触器更换的方法

6、60A15A10A保险管的位置

7、过载继电器手动与自动的调整方法

8、装运电机与泵电机的接触器是可以互换的；

9、所有的小漏电继电器是可以互换的；

10、截割断路器与主断路器是相同的，只是整定不同

三、如何看图（参考3566图纸）

久益连采机的画图方法与国内是一样的，即上面或左面是主回路，用粗实线表示；下面或右面是控制回路，用细实线表示。

最大的优点是元件在电控箱内的位置与线路图上的位置是一致的。

线路图上有每一根线的来去路径。

仔细观察会发现图纸上有许多解释说明。

看图最好用倒推法。

1、

如何看控制开关图：

控制开关的画法与国内有些不同，下面举例说明如下：

①端子号

②触点

③跨接线

④位置

⑤回转弹簧

⑥闭合接点

⑦多位置闭合接点

2、如何看PLC图：

在看连采机电气原理图时，对于PLC我们主要能看懂输入PLC的线和输出PLC的线就行了，具体PLC内部的逻辑图后面将详细讲解。

输入线数字的前面用“X”表示，输出线数字的前面用“Y”表示，电源线用“Z”表示。

3、如何看行走触发模块图：

与看PLC图相似，主要能看懂输入和对应的输出就行。

4、各控制电源：

连采机控制用的110V电源用ZA1和ZA2表示，其中ZA2是公用的返回线，110V电源主要用于各漏电继电器和各接触器线圈。

24V电源用ZB1和ZB2表示，其中ZB2是公用的返回线，24V电源主要是各操作开关和各保护接点的PLC输入。

四、分析连采机漏电检测单元的内部原理

连采机的保护主要有漏电、短路、过载、温度等。

除漏电保护外，其它都比较简单。

所以这里只对各电机的漏电保护进行分析如下：

1、EL3漏电装置：

连采机各交流电机漏电检测系统由EL3漏电保护单元及其外电路组成。

EL3的5号端子经一电阻（6.8KΩ）接到三相电感器的中性点，三相电感器接主电路三相电源线。

EL3的1号端和2号端接15V交流电源。

当给连采机供电以后，则漏电保护单元便有15V电源输入。

在EL3内部有整流电路，使EL3的5号端输出15V直流电压（相对于接地端6号，实际6号端为正，5号端为负）。

如图所示

三相电源线及电动机绕组对地的绝缘情况可用一等效电阻r表示。

因此，在各电机接触器尚未闭合时便存在EL3（6）→地→r→电感线圈→6.8kΩ→EL3（5）这样的闭合回路。

正常情况下，r的值很大，回路中的电流很小很小。

如果任一相电源线的对地绝缘电阻下降到小于12K-14KΩ，则回路中的电流增大。

该电流流过EL3内部的一个小变压器原边，该变压器的副边感应出足够能量的电压，使接于2号和3号端子间的晶体管被触发导通，漏电继电器ELR得电动作，它串入各电机控制回路中的常闭触点断开，使控制回路不能闭合，从而防止在有漏电的情况下电路接通电源。

2、行走直流电机的漏电装置：

当司机合上连采机的主断路器时，牵引接地漏电电路自动检查牵引电机是否有故障，如果要对牵引电机回路中的接地故障进行人工检测，则可把接地漏电检测开关转到MOTOR位置，然后把两个牵引开关都转到一档位置。

显示装置上就会显示出检测结果。

但是，牵引电机不会动作，要等到接地漏电试验开关转到复位置然后再到OFF位置后才行。

要注意，左右牵引电机需要分别试验和复位。

牵引接地漏电装置有两种工作模式，即无载和有载。

如果在无载时，牵引电机的对地电阻降低，控制电压+V1就会供给到直流电机的线路。

这个电压通过接地端子5号导通，造成端子4和5之间和5和6之间电压不平衡。

经过大约1S的延时，这个电压差使故障继电器RLF的电源接通，通过RLF的接点给PLC发出一个信号。

牵引系统就跳闸，机器不能动作。

在牵引过程中，在带载时发生接地漏电，则PLC就会输出一个信号使继电器RLO吸合。

这个继电器使控制电压V1从直流电机上隔离。

这时，保护装置就与无载时动作一样，只是它由牵引SCR整流桥来供电。

如图如示。

五、WD（看门狗）继电器回路：

在PLC逻辑电路每次送电时，一个电源脉冲信号起到清零的作用并使PLC逻辑电路复位。

如果PLC逻辑电路发生了故障，看门狗继电器就不能正常工作，为使看门狗继电器恢复正常工作，必须清除每一个故障，使逻辑电路的CPU能够正常工作，所以WD（看门狗）继电器起检测PLC逻辑电路内部功能的作用，控制所有交流接触器线圈和漏电小继电器的回路，当手动起动泵电机时，将油泵开关打至启动位置，则PS继电器吸合，如果PLC逻辑电路内部无故障工作正常的话，输出继电器Q41吸合，那么看门狗继电器WD吸合。

手动操作时还要经过控制开关的3#和4#端子。

三、泵电机回路：

泵电机回路的保护主要有

1泵电机出现过载。

2泵电机温度过高。

3液压油箱油位过低。

4液压油油温过高。

5瓦斯浓度超过动作值

6漏电

七、截割电机回路：

截割逻辑电路的主要内容：

泵联锁接点，泵起动位置，截割断路器2CB，左右截割过载，截割电机堵转，左右截割电机温度，水流压力开关，漏电以及7秒的延时。

八、装运电机回路：

装运电机逻辑电路的主要内容：

泵联锁接点，截割断路器2CB，左右装运电机过载，电机堵转，左右电机温度，漏电。

反转时无自保回路。

九、风机电机回路：

除尘电机逻辑电路的主要内容：

泵联锁接点，除尘电机过载，电机温度，漏电。

自动时有截割联锁接点，停机时有10秒的延时。

十、行走电机控制回路分析

1PLC内部分析：

牵引逻辑电路的主要内容：

泵接触器吸合，牵引断路器3CB，左右牵引电机过载，左右电机温度，脚踏开关，漏电。

有三个档位。

2触发模块及控制分析：

牵引触发系统主要内容：

接触器吸合指示，电气互锁接点，截割反馈及调节，最大牵引调节。

3主线路分析：

牵引主电路的主要内容：

63A保险管，牵引断路器3CB，左右牵引过载继电器，接触器主接点互锁。

三个档位SCR的输出电压：

一档是90V，二档是180V，三档是310V。

4PLC内部各插件介绍

说明：

（1）、PLC上的3个插头X表示输入，Y表示输出，Z表示电源；

（2）、上下2个电源模块可以互换；4个110V输出模块中，前面的3个可以互换，最后面的1个不可以换，是提供给行走系统的；下面的2个模拟量输入模块可以互换；5个24V输入模块可以互换；最后面的2个24V输出模块也可以互换。

十一、测试方法

1.测试各操作开关状态：

将控制开关打至“维修”位，然后分别扳动各开关，同时观察显示器上的显示内容是否与开关的位置相符。

2.试验各电机的漏电检测系统：

将控制开关打至“停止”位，将漏电测试开关打至“电机”位，然后把要测试的电机操作开关扳到“启动”位，等待显示器上显示出内容，便可知漏电装置是否动作可靠。

3.从显示器上查看各电机的电流方法：

启动机器，然后将控制开关反复打至“进入”位，通过观察显示器上所显示的电机的数值，便可知道相应电机的电流或电压大小值

十二、各个回路可能的故障

1、泵不能启动的常见原因：

a甲烷超标（停电撤人）

b瓦斯断电仪故障或甲烷传感器故障（更换或X22与ZB1短接）

c油温过高，油位过低（加油）

d油温油位继电器故障（X65与X66短接）；

eWD继电器故障（没有复位，停电复位；没有24V电源；线圈坏或触点坏；X72与ZB1接线错误或断开；Y14与440有断线或接线错误；Q41没有输出或PLC无检测）

fPS继电器故障（线圈坏或触点坏）

g插件有问题（24V或110V）（倒换接点或换插件）

h辅助开关（泵）

I急停开关坏（更换）

J泵问题

K电机问题

2、VDU黑屏：

a电源故障（没有24V或110V）

bEL3故障（EL3中的7、8号端子断开）

cZB1有接地（检查所有的ZB1或检查电机温控开关的ZB1是否有接地）

3、截割部分可能存在的故障：

a离合器坏（更还）

b扭矩轴坏（更换）

c电流传感器有问题（ZB1与ZD1或ZB1与ZD3）

d接触器辅助触点有问题

eX50插件有问题

f过载继电器问题（VDU显示当四分钟不复位时进行更换）（用表量ZB1与X58或X59之间有开路）

g漏电继电器坏（底座坏）（可能有误动作）

h电机问题

注释（对与离合器坏和扭矩轴坏的情况：

电机空载时左右电机的电流是一样大，当带负荷运行时两边的电流在二到三倍也就是说空载运行割煤跳闸）

4、行走故障：

a当电源灯亮时（2AMP保险坏，更换）

b当两个行走指示灯亮时（a触发模块坏b可控硅坏c接触器触点有问题）

cPLC无输入时（接线端子松或行走开关有问题）

d当行走指示灯不亮时（直流接触器线圈的整流桥有问题或线路有问题；直流接触器的辅助触点有问题）

e只有一档没有二三档时（X26或X29接线有问题）（触发模块坏）

fPLC插件（看PLC灯有输入无输出则插件坏）

gPLC有输出接触器不吸（量ZA2与Y50有电压则线圈坏无电压则SCR坏）

h对于跑偏（a电压是否平衡还触发门模块或可控硅b两边履带是否一样紧）

j检查接触器

k电机问题

注：

对于2、3、4、7、9VDU上显示接触器故障

5、运输故障

a辅助开关问题

bPLC插件松或坏

c电机温度过高

d有漏电

e电机问题

f接触器问题

g控制线路问题

6、照明故障

a运行中灯突然熄灭（将灯进行试验复位）

bLEL坏（更换或26B与27A短接）

7、泵电机恒温跳闸的原因

a水路不通

b泵电机温度超高

cX41与ZB1断路

dPLC２４Ｖ输出插件坏

十三、其它

1真空接触器工作时动作电压>77VDC释放电压<60VDC

2电流传感器将一相的电流值转换到电流表的值为4——20mA

3油温，油位开关在煤机上使用时，油位为常闭的，油温为常开的；在梭车使用时，两者都为常闭。

4在低油位状态下，将风机开关打到启动位置，强行起泵可运行2分钟

5油位在57——91L之间正常，油温<79度正常

6启动截煤机，牵引应在瞬间停止，然后在60——180V的SCR输出电压下继续运行

7压敏电阻的作用，吸收高电压

8电流互感器二次侧的电流一般为5A

9过载继电器的最大设定值为111%（截割）

10动机热敏元件的设定值为145度

11对直流接触器的检查

（1）切断电源

（2）向前推动电枢直到动触点碰到静触点

（3）在动触点碰到静触点时，稍用力推动联动装置应动作并伴有“咔嚓”声

（4）如果联动装置动作过早则将联动装置支架向外弯曲，如果联动装置不动作则稍许向内弯曲