电牵引采煤机电气部分产品说明Word格式文档下载.docx
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120KW，1140V
240KW，380V
1
2（本安5V）
1（100V）
5（24V）
2300KW，1140V
本电器系统应在下列条件下正常工作。
a、环境温度－20℃—＋40℃。
b、相对湿度不大于95％（＋25℃）
c、海拔高度2000m以下，－500m以上。
d、有瓦斯和爆炸性危险，但无腐蚀性气体的场合。
本电器系统具有下列操作，控制，保护及显示功能。
1、在采煤机上完成对顺槽开关箱的启动，停止控制。
2、在采煤机上完成对运输机的闭锁控制。
3、在采煤机上完成对截割电机的温度检测和热保护。
4、在采煤机上完成对油泵电机的温度检测和热保护。
5、在采煤机上完成对牵引变压器的温度监测和热保护。
6、在采煤机上完成对截割电机和牵引电机恒功率控制和过载保护。
7、在采煤机上完成对截割电机和牵引电机电流检测和负荷控制。
8、由端头站和操作面板，通过控制箱对采煤机实现牵引和摇臂操作。
9、变频装置具有外置式各种参数的显示。
10、监控系统中文显示界面，提供了实时监控和故障诊断的参数显示，并能回放24小时以内的各种运行数据和参数的显示。
第2节700系列电牵引采煤机电气部件功能及参数
700系列电牵引采煤机现包括两个机型MGTY250/600－1.1D和MGTY300/700－1.1D
一、MGTY250/600－1.1D
MGTY250/600－1.1D电牵引采煤机，总装机功率为600KW，截割电机功率为2×
250KW。
牵引电机功率为2×
40KW，油泵电机功率为20KW，整机采用双电缆供电，供电电压为1140V。
除牵引电机外，其余电机均为1140V供电。
1、截割电机主要技术参数：
型号YBC－250
额定功率250KW
额定电压1140V
额定电流155.5A
额定转速1482转/分
工作制连续S1
绝缘等级H级
冷却水冷
冷却水压力2MP
防暴形式隔爆型
2、油泵电机主要技术参数：
型号YBC－20G
额定功率20KW
额定电流13.3A
额定转速1470转/分
3、牵引电机主要技术参数：
型号YBQYS－40
额定功率40KW
额定电压380V
额定电流76A
额定转速1477转/分
防暴形式隔爆型变频调速专用电机
4、泵站电磁阀主要电气技术参数
本采煤机控制摇臂升降电磁阀，采用dMFZ—25TJ型电磁铁，做为摇臂升降和制动用的控制器件。
额定电压DC24V
额定吸力25N
额定行程3mm
5、高压箱主要电气技术参数
700系列电牵引采煤机高压箱，用在有瓦斯和煤灰爆炸危险的井下配套采煤机。
作为电源输入和电源分配之用。
型号特制专用
额定电压1140V50HZ
额定电流450A
冷却底板和后侧板水冷
6、控制箱主要电气技术参数
700系列电牵引采煤机控制箱，用在有瓦斯和煤灰爆炸危险的井下配套采煤机。
作为控制，保护和牵引调速之用。
额定电流180A
冷却底板水冷
防暴形式隔爆型兼本质安全型
7、防暴分线盒主要电气技术参数
电牵引采煤机上的防暴分线盒，主要是将从控制箱内由一根电缆引出来的控制信号，通过分线盒转换成6路单独的控制信号电缆，再分别到泵站去执行控制。
型号BJX－14/8
额定电压220V
每节端子额定电流10A
通道数量8路
内置端子两排14节
8、端头控制站主要技术参数
端头控制站是采煤机左右两端专门为操作方便而设立的分站，本端头控制站是本安型设备，内部以单片机为控制核心，与监控中心以串行通讯方式进行数据交换。
额定电压5V本安电源
额定电流20mA
传输速率9600b/s
9、连接电缆主要技术参数
（1）进线电缆1W,2W（用户自备）
型号
电压等级1140V
连接截流量215A
芯线标称3×
70＋1×
25＋4×
6
电缆外经Ø
65mm
（2）截割电机电缆W1,W2（采煤机自带）
连接截流量173A
50＋1×
10＋3×
58mm
（3）油泵电机电缆W3（采煤机自带）
连接截流量64A
10＋1×
38mm
（4）牵引电机电缆W4,W5（采煤机自带）
型号（带屏弊）
连接截流量138A
35＋1×
4
45.26mm
（5）控制向供电电缆W6（采煤机自带）
（6）高压箱，分线盒控制电缆W7，W10（采煤机自带）
型号（屏弊耐油护套）
电压等级500V
连接截流量2A
芯线标称24×
0.75
（7）端头站控制电缆W8，W9（采煤机自带）
芯线标称7×
0.75
（8）电磁阀控制电缆W11，W12，W13，W14，W15，W16（采煤机自带）
连接截流量5A
2
二、MGTY300/700－1.1D
MGTY300/700－1.1D电牵引采煤机，总装机功率为700KW，截割电机功率为2×
300KW。
1、截割电机主要技术参数
型号YBC－300
额定功率300KW
额定电流196A
额定转速1480转/分
MGTY300/700－1.1D电牵引采煤机电气系统除截割电机不同外，其余电气部件与MGTY250/600－1.1D电牵引采煤机的电气部件相同，以下不再介绍。
第3节700系列电牵引采煤机电气系统原理介绍
700系列电牵引采煤机电气系统原理如图1.2所示，下面对各部分进行说明。
一、电源系统原理
700系列电牵引采煤机采用双回路供电，供电电压为1140V。
1＃回路给左截割电机，油泵电机和控制变压器供电；
2＃回路给右截割电机，牵引变压器和辅控变压器供电。
牵引系统由牵引变压器供电（1T）
控制电源由控制变压器供电（2T）
辅助电源由辅助变压器供电（3T）
电源系统电源如图1.3所示。
1.牵引系统是由2＃顺槽开关经1T变压器，把1140V变成400V。
从高压箱送出经牵电装置作为变频器的电源。
2.控制电源
控制电源是由1＃顺槽开关，经2T变压器把1140V变成220V和100V。
由高压箱送出到控制箱的控制电源单元，由控制电源单元变换成各种控制电压。
＋24V直流开关电源，供给摇臂升降电磁阀；
同时把24V开关电源电压换成12V，5V电源，供继电气，检测用电源以及工控机电源。
本安电源装置获得220V输入电压，变换成＋5V本安电源，供给端头站用。
3．辅助电源
辅助电源由400V的牵引电源经3T变压器变换成220V电源，供给除湿装置和风机，同时还作为牵电装置控制电源。
二、采煤机先导控制及运输机闭锁回路
先导控制回路和运输闭锁回路如图1.4所示。
1W，2W分别是顺槽开关箱送来的供电电缆，其中控制芯线，1E，1P及2E，2P是采煤机先导控制回路。
B1，B2是运输机在采煤机的闭锁回路。
SB1是1＃顺槽开关的先导启动按钮，KA1是控制系统自保继电器（兼故障跳闸），SB3是采煤机主回路供电停止按钮。
SD2是2＃顺槽开关先导启动按钮，KA2是控制系统，自保继电器（兼故障跳闸）。
SB4是采煤机先导试验按钮，SB5是采煤机对运输机闭锁按钮。
三、采煤机检测系统和控制系统原理及保护功能
1、采煤机监测系统原理
采煤机监测系统原理如图1.5所示，监测中心采用工业控制机。
采煤机监测中心，利用微电脑技术及专家系统，把实时数据库理论和相关的现代控制方法融合在一起。
通过接口电路板采集采煤机送来的信号、状态、数据，进行处理和分析。
完成采煤机恒功率控制和故障诊断等功能；
并对采煤机运行状态进行记录，预报警及相应的紧急故障处理，故障状态下的事故分析，操作指导及提示等功能。
2、采煤机控制系统原理
采煤机控制系统原理如图1.6所示，控制中心采用工业可编程控制器。
控制箱体和端头站上的操作按钮，把各种操作信号送给控制中心，控制中心根据各种逻辑关系，输出控制信号，送给执行部件，参加各种控制。
3、系统保护原理
☆、监测中心和控制中心现互配合满足采煤机实现恒力功率采煤的要求，即：
牵引速度能够实现自动跟踪截割电机的负载。
当截割电机的负载较轻时，牵引电机加速运行到设定速度；
当截割电机的负载为满载（或人为满载）时，牵引速度保持为这一设定速度。
当截割电机电流超过105％Ie时，并在一定时间允许内（设定60秒）负载电流仍不下降，即可使牵引减速。
如负载超过115％Ie时，立即停止牵引。
☆、电机，变压器，变频器等各种保护和监视信号，通过信号转换板送给监测中心，监测中心把信号和数据处理分类后，一方面送给显示屏，进行状态指示；
另一方面传送给控制中心，参与过程控制。
四、端头控制站工作原理
端头控制站采用单片机工作原理，使用串行数据通讯技术，与监测中心和控制中心交换数据，实现对采煤机的主停、牵停、左行、右行摇臂升降的控制。
同时监测中心把采煤机的运行速度和端头控制站的工作状态传回到端头控制站，在端头控制站进行状态和速度显示。
其原理框如图1.7所示。
五、变频器工作原理
变频器由400V/50HZ电源供电，经三相半控整流桥整流成直流电压，然后微机控制的逆变桥输出频率可变和电压可变的交流电压，作为牵引电机的驱动电源，其工作原理是采用先进的直接转矩控制技术，简称DTC控制。
DTC控制是交流传动的一种特殊的电机控制方式，与PWM磁通矢量控制方式有本质的区别。
DTC控制方式下的逆变器的通断直接控制电机关键的变量：
磁通和转矩。
图1.8是其工作原理方框图。
DTC原理方框图说明
测量的电机电流和电压作为自适应电机模型的输入，这个模型每隔25微妙产生一组精确的转矩和磁通的实际值，电机转矩比较器将转矩实际值与转矩给定调节器的给定值比较；
磁通比较器将磁通实际值与磁通给定调节器的给定值作比较。
依靠来自这两个比较器的输出，优化脉冲选择器，决定逆变器的最佳开关位置。
变频装置的有关说明，请参看第二章第2节，变频装置功能与参数以及附录A的说明。
第二700系列电牵引采煤机电气控制系统
第1节采煤机高压箱
高压箱位置位于主机架中央，它可以在采空侧方便的推入和抽出。
主要功能是完成采煤机的电源引入和电源分配。
高压箱内设有两个高压隔离开关，牵引变压器，控制变压器，霍尔电流互感器，及一些辅助器件。
高压箱电气控制系统如图2.1所示。
一、高压箱结构
高压箱分为两个腔体，从采空侧看，箱体左边连线的腔，右边的是隔爆腔。
它们之间通过十八个1140V单芯过墙端线及两个十三芯过线组来联系。
在接线腔中用于进出线的喇叭口共有十个，进线的两个大喇叭口在采空侧，分别引人1W，2W电缆。
出线的四个大喇叭口和四个小喇叭口在煤壁侧，分别引出W1，W2，W3，W6，W7电缆。
接线腔上部开盖，腔内设有一个接线端子排用于控制和监测电缆的接线；
腔内底部有一接地螺栓，用于进出线电缆的接地连接。
隔爆腔共有两个盖板，上盖板主要是安装牵引变压器时打开，便于接线和安装。
前盖板主要是安装和调整隔离开关及一些电气附件方便所用。
高压箱在采煤机上，只能打开前盖板，上盖板由机身框架所盖不能打开。
二、高压箱内部元件功能及参数（如图2.2所示）
1、隔离开关（1QF，2QF）
高压箱内设有两台隔离开关，一台给左截割电机，油泵电机以及控制变压器供电；
另一台给右截割电机和牵引变压器供电。
隔离开关的触头装有消弧装置，在特殊情况下，可带负荷切断电源。
一般情况下，需检查故障或检修采煤机时，应打开隔离开关，以防误动作。
设备在井下闲置几天不用时，应拉下隔离开关。
型号YBC－400
额定电流400A
分断能力2000A
电气寿命300次
机械寿命2500次
2、牵引变压器（1T）
高压箱内设有一台牵引变压器，是给控制箱中变频器及辅助设备供电源。
其参数如下。
额定容量110KVA
额定输入AC1140V/50HZ
额定输出AC400V/50HZ
绝缘等级F级
相数三相
连接方式Y/Y10
结构特征干式真空环氧树脂浇铸
冷却方式采用高压箱底板水套冷却
3、控制变压器（2T）
高压箱内设有控制变压器一台，是给采煤机监控系统提供交流控制电压，参数如下：
额定容量500VA
额定输出AC220V/100V/50HZ
4、霍尔电流互感器（T1,T2）
高压箱内设有霍尔电流互感器两个，是为检测左右截割机电而设置的。
其参数如下：
额定电流300A
测量范围0－300A
线性度1％
绝缘电压2.5KV
电源电压15V
输出电压0－5V
5、双极自动开关（3QF）
高压箱内设有双极自动开关，是控制变压器输出的电压经自动开关送到控制箱起过流和短路保护作用。
额定电压500V
额定电流5A
脱扣电流40A
电气寿命2000次
6、冷却风机
高压箱内设有一台冷却风机，是给高压箱内提供循环风，而达到箱内热空气的冷却，风机参数如下。
型号LS101－A
额定电压AC200V
额定电流0.2A
工作方式连续
7、高压熔断器（FU1,FU2）
高压箱内设有两个高压熔断器，是控制变压器初级进线保护而设置的。
第2节采煤机控制箱
控制箱位于主机架中央，它可以在采空侧方便的推入和抽出，主要功能是完成采煤机的控制和监测。
控制箱内设有控制装置，牵电装置，变频装置及一些辅助设备。
从高压箱送来的400V电源（W6），通过控制箱的牵引装置在送给变频器，实现采煤机的牵引；
同时把400V经辅控变频器（3T）供给控制箱内的辅助用电设备。
从高压箱送来的220V控制电源经自动开关（4QF）送给直流电源装置和本安电源装置，产生24V开关电源和5V本安电源。
监测信号，由有关设备进入到控制箱，实现整机控制。
控制箱电气系统如图2.3所示。
一、控制箱结构
控制箱分为两个腔体，从采空侧看箱体左边连接线的是接线腔，右边是安装各种控制设备的防暴控制腔。
它们之间通过六个400V单芯过墙端线和五个过线组为联系，其中一个过线组用于本安回路。
在接线腔中用于进出线的喇叭口共有九个，三个大喇叭，六个小喇叭口。
一个大喇叭口引入W6电缆，作为左，右牵引电机电缆。
六个小喇叭口中，其一引入W7作为高压箱送过来的各种信号电缆；
其二是两个小喇叭口引出W8,W9电缆，到左右端头站；
其三是一个喇叭口引出W10电缆到防暴分线盒。
控制箱接线腔如图2.4所示。
接线腔上部开盖，腔内设有两个接线端子排用于控制和监测电缆的接线；
隔爆腔共有三个盖板，上盖板主要是为安装牵电装置，除湿装置和变频设备方便之用。
前盖板有两块，分为左前盖板和右前盖板，如图2.5所示。
左前装板上有十六个操作按钮机构，其中一个是自锁机构，作为运输机闭锁之用。
其余都为自复位方式，这些按钮的功能见图2.5中的说明。
右前盖板上有四个显示窗口，分别是监控系统显示、功能指示、温控指示和变频装置运行状态指示。
二、控制箱元件功能与参数
700系列电牵引采煤机，控制箱内元器件布置如图2.6所示。
1、控制设备
监控设备是电牵引采煤机的核心部分，它包括监视中心和控制中心以及各种电源辅助设备，它面板上的电缆连接如图2.7所示。
监测系统和控制系统的联系如图2.8所示。
1.1监测系统的组成
监测系统要对采煤机进行工况监视，在线故障诊断，对实时数据进行记录，回放等功能。
确保设备在恶劣环境下以最佳状态运行，提供可靠的依据。
本监测系统是由PC104工业控制机和各种处理板及所需电源组成。
1.1.1工控机硬件配置。
高速嵌入式486DXCPU主频133HZ
内置浮点运算协处理器。
主板内存32M
一个双向数据并行口
两个16C550等同高速串行口。
主板固态盘插座支持（SSD）144M字节可读写盘。
64路A/D接口
电源配置＋5V，1.8－4.8W
终端显示配置，TFT6.1英寸真彩液晶屏。
1.1.2信号处理板
信号处理板分为数字信号处理板和模拟信号处理板。
数字信号处理就是把采煤设备送来各种数字信号和开关量信号，进行光电隔离、电压整形处理后，从串行口送给工业控制计算机。
模拟信号处理，是把从采煤设备采集回来的各种模拟信号，进行不失真光电处理后，模/数转换进行暂存，在通过单片机的串行口送到工控机进行数据处理。
数字信号处理板硬件组成。
光电隔离器。
并行输入串行输出集成块。
三端稳压器。
1.1.3电源板
本电源板主要是给工控机提供＋5V，2A的电源；
给信号处理板提供＋5V，12V的电源。
同时给外部设备提供12V检测电源。
本电源板的供电电源取自控制系统的24V开关电源。
1.1.4连接插座及引线说明
检测系统的外联引线全部采用航空插座，作为信号的输入和输出通道。
如图2.7所示的PB04,PB09,PB10,PA11四个插座。
下面分别对四个插座加以说明。
（1）PB04插座引线及参数。
PB04插座，是GP4过线组进来的检测信号，通过PB04到监控中心。
图2.9是PB04引线图。
额定电流3A
解除对直径1mm
接触对温升小于50℃
寿命500次
（3）PB10插座引线及参数
PB10插座，是监测系统给液晶屏发送各种显示信号。
图2.11是PB10对外引线图。
型号（针型）
解除对直径1mm
接触对温升小于50℃
绝缘电阻大于5000兆欧
（4）PA11插座引线及参数。
PA11插座，是监测系统和控制系统之间的通讯电缆。
PA11插座引线图2.12所示。
1.2控制系统的组成
控制系统要对采煤机的各种动作进行控制，确保采煤机的各种执行动作准确无误，提供保障。
控制系统是由控制中心（工业可编程控制器），开关电源和本安电源以及按键信号处理装置组成。
图2.7是控制系统面板插座布置图，图2.8是控制系统内部联系图。
下面分别对控制系统的硬件配置及参数加以说明。
1.2.1控制中心
电源AC220V50VA
继电器输出触点2A
工作环境温度0－55℃
抗震动2g
1.2.2开关电源
电源容量350VA
输入电压AC160－240V
输出额定电压DC24V
输出额定电流10A
输出具有过流，短路保护。
1.2.3本安电源
电源容量50VA
输入电压AC220V
输出额定电压DC5V
输出额定电流250mA
输出开路电压DC5.6V
按输出信号转换板。
其一，是把控制箱上的各种操作信号，进行处理转换送到本版上的单片机，通过单片机的串行口，再送到监测中心。
其二，是把从端头控制站送来的信号，进行处理，把本安电压信号转换成非本安信号。
一方面送给控制中心，实现各种控制；
另一方面送到本板上的单片机进行串行处理后，再送到监测中心，进行监视处理。
按键信号转换板主要硬件组成
单片机
光电隔离器
并行输入，串行输出集成块
1.2.5连接插座及引线说明
控制系统的外牵引线全部采用，作为信号的输入和输出通道。
如图2.7所示的PB01,PB02,PB06,PB07,PB08,PB11六个插座。
下面分别对六个插座加以说明。
（1）PB01插座引线及参数。
PB01插座，是GP1过线组进来的端头站信号，通过PB01到控制中心。
图2.13是PB01引线图。
型号（孔型）
（2）PB02插座引线及参数。
PB02插座，是控制系统通过GP2给电磁阀发送的各种控制信号的通道。
图2.14是PB02引线图。
额定电流10A
解除对直径2mm
绝缘电
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