【正文】 成。所有的 MG2160/710(730)AWD 型交流變頻電牽引采煤機和相 36 關(guān)設(shè)備都必須正確接地注意！ 甲烷傳感器的使用請參閱甲烷傳感器的說明書。2 技術(shù)特性 主要功能 該部件主要能實現(xiàn)采煤機的啟動、停止。左、右牽引。左、右滾筒的升降。 左、右截割電機的恒功率保護。左、右截割電機的溫度保護、缺相保護、過載保護。 左、右牽引電機的過載保護。采煤機的故障監(jiān)測。變頻器故障復(fù)位。單牽引。牽引變壓器的溫度保護。閉鎖運輸機。冷卻水流量保護。采煤機零位抱閘保護。瓦斯斷電保護。變頻器的所有保護等諸多功能。 電氣設(shè)備參數(shù) 變頻器型號：ACS8000100753適配電機容量：45kW（重載應(yīng)用）輸出額定電流: 76A（重載應(yīng)用）輸入電壓: 400V 輸入頻率: 50Hz短時過載電流: 運行頻率: 0～50Hz～83Hz 截割電機額定功率: 160kW 額定電壓: ～1140V額定電流: 103A 額定轉(zhuǎn)速: 1470r/min工作制: 連續(xù)絕緣等級: H冷卻方式: 定子水冷冷卻水壓力: 冷卻水量: 25L/min 37 防爆型式: 隔爆型 牽引電機額定功率: 30(40)kW額定電壓: ～380V額定電流: 61（76）A工作制: 連續(xù)絕緣等級: F 級冷卻方式: 定子水冷冷卻水壓力: 冷卻水量: 20L/min防爆型式: 隔爆型變頻調(diào)速專用電機 泵電機:額定功率: 額定電壓: ～1140V額定電流: 額定轉(zhuǎn)速: 1470r/min工作制: 連續(xù)絕緣等級: H 級冷卻方式: 定子水冷 冷卻水壓力: 冷卻水量: 10L/min防爆型式: 隔爆型 結(jié)構(gòu)特征與工作原理(見圖 71a、71b、71c、71d)電控箱由兩個接線腔和一個隔爆腔組成,隔爆腔供安裝電氣元部件用,接線腔供電纜引入、引出接線用。KXJT890/1140C 采煤機用隔爆兼平質(zhì)安全型電控箱。（1）型式：電控箱為隔爆兼本安型“Exd[ib]I”（2）產(chǎn)品型號及含義（示例）KX Ｊ T － 710(730) / 1140 Ｃ采煤機 38 電壓（V）功率（kW）調(diào)速隔爆兼本安型控制箱 （3）簡介：電控箱位于采煤機的中部，它是一個隔爆兼本安型設(shè)備，由兩個接線腔和一個隔爆腔組成，隔爆腔供安裝電氣元部件用，接線腔供電纜引入、引出接線用。隔爆腔內(nèi)安裝有兩臺 GM2400 隔離開關(guān)，一個控制變壓器(～1140V/110V)，一個本安電源(～110/+，)模塊,一個非本安電源(～110/24V，5A)模塊，6 個 DHR600C420 型電流變送器，兩個 2A/ 的高壓保險和兩個10A/500V 的低壓保險，兩臺變頻器，其作用是將 1140V 電源引入電控箱并通過隔離開關(guān)將電源分配給左右截割電機、泵電機及牽引變壓器和控制變壓器、并通過兩臺變頻器為兩臺牽引電機提供電源對采煤機進行調(diào)速。蓋板上有手動操作按鈕、采煤機銘牌，電控箱銘牌，開蓋警告牌等。接線腔位于電控箱的兩端，左接線腔與隔爆腔隔板上有 15 只 的接線柱為采煤機進線電源、左截割電機、左牽引電機和牽引變壓器提供電源；另外還有兩組 21 芯過線組，這兩個過線將外部電磁閥、左端頭站、瓦斯傳感器等與隔爆腔的控制部分相連；右接線腔與隔爆腔板上有 15 只 的接線柱為右截割電機、右牽引電機、泵電機和兩個變頻器提供電源；另外兩組 21 芯過線組，這兩個 21 芯過線組將右端頭站等隔爆腔內(nèi)控制部分相連。 39 電控箱的正面有三大蓋板,最左邊的蓋板上有隔離開關(guān)操作手把；左邊第二個蓋板開有可視窗,用于觀測顯示屏中采煤機的實時運行狀態(tài)，有利于觀察采煤機運行情況和分析判斷故障；另外一個蓋板上有12 個控制按鈕，用于控制采煤機的動作。隔爆腔左右有隔板分成兩個部分：左側(cè)主要安裝有隔離開關(guān)、控制變壓器、本安電源、非本安電源、電流量變送器、PLC、液晶顯示器等設(shè)備元件；右側(cè)主要安裝兩臺變頻器等元件。此隔爆腔的右側(cè)底板上有冷卻水槽，用于對變頻器進行冷卻。（4）變頻控制工作原理交流異步電機的轉(zhuǎn)速公式: n=(1S)60f1/P 其中: f1: 定子供電電源頻率 P: 極對數(shù)(常數(shù)) S: 轉(zhuǎn)差率 n: 電機轉(zhuǎn)速 所以在其它參數(shù)不變的情況下,電機的轉(zhuǎn)速與電源的頻率成正比,所以通過改變電機供電電源的頻率而改變電機的轉(zhuǎn)速,從而改變采煤機的行走速度。 另外，由于供電電源頻率的變化，不僅會影響電機的轉(zhuǎn)速而且還會影響電機內(nèi)部氣隙磁通的大小。從而影響電機的運行特性。當(dāng)電源頻率在基頻以下時，由于頻率降低時，若要保持定子電壓不變，則電機的勵磁電流將增加，而電機在額定頻率下工作時，磁通已接近飽和狀態(tài)。因此，在基頻以下調(diào)速時，電機必然工作在過勵磁狀態(tài)，這樣，一方面降低了電機的功率因數(shù)，同時，又影響到電機的負(fù)載能力。因此，為了保證電動機在基頻以下運行時的良好特性，必須在改變頻率 40 的同時改變供電電源的電壓。此時，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；當(dāng)定子供電頻率超過基頻（50Hz）時，氣隙磁通將下降，使得磁通小于額定值。這樣電機在額定電流下工作時，電機隨著頻率的升高轉(zhuǎn)速也升高，電機輸出扭矩減小，但功率不變，此時為恒功率調(diào)速。 ①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(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子速度信號作為速度環(huán)的反饋信號,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。變頻器為水冷裝置,其整流模塊與逆變模塊均安裝在專用的散熱鋁板做成的底板上,底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。 ∶變頻器工作時，不允許打開電控箱蓋板，因為變頻器中的儲能。警告 元件存儲有高電壓，觸及后會發(fā)生人身傷害。 注意！采煤機斷電五分鐘后方可打開蓋板。 ②可編程序控制器(PLC) PLC 是采煤機電氣系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)。選用歐姆龍系列具有高可靠性、抗干擾能力強的特點, 且采用導(dǎo)軌式安裝, 非常方便。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。PLC 是采煤機的控制和執(zhí)行機構(gòu)。 在 PLC 正常時,水流量保護,4 臺截割電機的電流采樣、截割電機的恒功率保護,采煤機零位抱閘、瓦斯斷電及采煤機的動作執(zhí)行等均通過 PLC 來達(dá)到完美的控制性能。變頻器的速度給定,牽引方向,加減速，4 臺截割電機的溫度監(jiān)測，牽引變壓器溫度監(jiān)測等均由 PLC 來完成。采煤機的工作狀態(tài)及故障信息也是通過 PLC 和顯示屏的通訊而在顯示屏上顯示。 41 ④顯示 顯示通過一個顯示窗顯示,顯示窗位于變頻器腔的前蓋板上。 中文顯示器為 8 寸彩色顯示，通過與 PLC 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。 ⑤ 操作 可以在左、右端頭站，遙控器及電控箱上對采煤機進行操作。也可以手動操作左右搖臂的升降。左、右端頭站上各自有 8 個按鈕，分別為總停、牽停、左行、右行、上升、下降及兩個備用鈕。左端頭站可以操作采煤機左行、右行、總停、牽停及左搖臂的上升、下降。右端頭站可以操作采煤機左行、右行、總停、牽停及右搖臂的上升、下降。遙控器和端頭站對應(yīng)也分左右，每個遙控器上各有 8 個按鈕，分別為總停、牽停、左行、右行、上升、下降及兩個備用鈕。電控箱前面蓋板上共有 12 個操作按鈕, 它們的功能如下:1S1— 總啟(采煤機啟動按鈕) 1S2— 緊停(采煤機停電按鈕)1S3— 閉溜(停運輸機)1S4— 總停1S5— 牽停(變頻器停止運行)1S6— 左牽(機器在零位時，按左牽選定左牽方向且不松手時機器向左行走，按的時間越長速度越高。機器左行時需要減速按右牽，需要加速按左牽。)1S7— 右牽(機器在零位時，按右牽選定右牽方向且不松手時機器向右行走，按的時間越長速度越高。機器右行時需要減速按左牽，需要加速按右牽。)1S8— 復(fù)位1S11— 預(yù)留1S12— 預(yù)留該部件主要能實現(xiàn)采煤機的啟動、停止；左、右牽引；左、右滾筒的升降； 左、右截割電機的恒功率保護；左、右截割電機的溫度保護、過載保護； 左、右牽引電機的過載保護；采煤機的故障監(jiān)測； 42 變頻器故障復(fù)位；變壓器的溫度保護；閉鎖運輸機；采煤機零位抱閘保護；瓦斯斷電保護；變頻器的保護等諸多功能。 采煤機的控制 采煤機的啟動和停機 采煤機啟動和停機,借用動力電纜一根控制芯線,使采煤機的控制回路與磁力啟動器先導(dǎo)回路相接,組成遠(yuǎn)地控制回路,采煤機的主電纜是兩根 70+116+46 的礦用電纜。采煤機啟動只有一處 1S1（電控箱蓋板上） 。采煤機送電后左右截割電機和泵電機運行。停機有四處：分別為左、右端頭站的總停、遙控器的總停、電控箱蓋板上的急停按鈕 1S2。在啟動回路里串進了四臺截割電機和泵電機的溫度接點，無論哪臺電機的溫度超限,均可通過這些接點斷開啟動回路，從而切斷采煤機的電源。瓦斯傳感器輸出信號接進PLC，當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸迺r，PLC 輸出信號斷開啟動回路自保接點,切斷采煤機的電源。 注意！ 甲烷傳感器的使用請參閱甲烷傳感器的使用說明書。 運輸機控制 按下 1S3,即可在采煤機上控制運輸機的停機(只控制停機,不控制啟動)。采煤機檢修時運輸機應(yīng)閉鎖。 電磁閥控制 采煤機上所用的電磁閥全部為隔爆電磁閥。共有五個電磁閥，分別控制采煤機左、右搖臂的升降,控制牽引電機制動閘的松閘和抱閘。通過左、右端頭站和遙控器上的上升、下降或手動可實現(xiàn)左右搖臂的升降。通過 PLC 中的程序控制制動閘松閘或抱閘。 采煤機的操作方式 可以在左、右端頭站，遙控器及電控箱上對采煤機進行操作。也可以手動操作左右搖臂的升降。遙控器及左、右端頭站上各自有 8 個按鈕，分別為總停、牽停、左行、右行、上升、下降及兩個備用鈕。左端頭站可以操作采煤機左行、右行、總停、牽停及左搖臂的上升、下降。右端頭站可以操作采煤機左行、右行、總停、牽停及右搖臂的上升、下降。遙控器可以操作采煤機左行、右行、總停、牽停及左搖 43 臂的上升、下降，右搖臂的上升、下降。 補充說明：左、右端頭站，遙控器上的操作通過繼電器轉(zhuǎn)換隔離之后，進入 PLC。 牽引控制 2 臺變頻器分為主、從變頻器。主變頻器設(shè)置為速度給定,從變頻器設(shè)置為轉(zhuǎn)矩給定。主變頻器由 PLC 給出速度給定,從變頻器以主變頻器的轉(zhuǎn)矩輸出作為其轉(zhuǎn)矩給定。即主變頻器由速度和轉(zhuǎn)矩環(huán)控制,從變頻器僅由轉(zhuǎn)矩環(huán)控制。從變頻器跟隨主變頻器動作。變頻器腔內(nèi)裝水冷裝置的專用變頻器 2 臺,快速熔斷器 6 個,8 寸彩色顯示一臺以及其它一些輔助元件。采煤機送電后,變頻器得電,變頻器整流部分工作。這時如果按下電控箱蓋板或左、右端頭站或遙控器上的左牽或右牽按鈕,整個變頻器將開始運行,采煤機則按所選擇的方向以一定的速度牽引。按按鈕的時間越長,則采煤機的牽引速度越大。如果采煤機已在左牽引,如果需要減速,則按下右牽引按鈕,采煤機牽引速度將會逐漸降低直至到零(反之亦然)。此時抱閘亦會動作。當(dāng)需要停止?fàn)恳龝r,則按下電控箱上或左、右端頭站或遙控器上的牽停按鈕,則采煤機停止?fàn)恳? 單牽引 每個牽引部設(shè)有齒式離合器,當(dāng)變頻器或所驅(qū)動的牽引部出現(xiàn)故障時,左、右變頻器均可方便進行單牽引。 采煤機的保護 MG2X160/710(730)AWD 采煤機具有下列保護: 截割電機恒功率自動控制 用 6 個電流互感器分別檢測左、右截割電機的三相電流,將截割電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)?4～20mA 的信號送入 PLC 進行比較,得到欠載、超載信號。當(dāng)兩臺電機都欠載(P≤90％Pe) 時，發(fā)出加速信號，牽引速度增加(最大至給定速度) 。當(dāng)任一臺電機超載(P110％Pe)時，發(fā)出減速信號，牽引速度自動減小，直到退出超載區(qū)域。 采煤機過零保護 當(dāng)采煤機已在左牽引時，按下“右牽”按鈕，此時采煤機將會減 44 速。如果一直按下“右牽”按鈕，則采煤機速度將會減小到零速。但是采煤機到零速后不會繼續(xù)向右牽引，只有松開“右牽”按鈕重新選擇“左牽”或“右牽” ，則采煤機將沿著所選的方向行走，反之亦然。 截割電機溫度保護 在左、右截割電機繞組內(nèi)埋有溫度接點,將其串在啟動回路中,當(dāng)任意一臺電機的溫度超過 155℃時,接點斷開,從而斷開啟動回路,使采煤機整機斷電。同時左、右截割電機繞組內(nèi)埋有 Pt100 熱電阻,熱電阻值經(jīng)過熱電阻輸入模塊轉(zhuǎn)換后進入 PLC 主機中。當(dāng)任意一臺電機溫度達(dá) 135℃時,牽引速度降低 30％運行,達(dá) 155℃時,PLC 主機輸出信號將采煤機控制回路切斷,使整機停電。 牽引電機電流保護 當(dāng)左、右牽引電機電流小于 90Ie％時，牽引可以加速，當(dāng)