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EBZ系列掘进机电气系统故障分析培训教材判断电气系统故障判断电气系统故障首先必须要熟悉电气系统的原理、必须清楚了解EPEC软件控制相关部件的联系及电气系统中各硬件的连接与结构、必须了解EPEC程序的流程，才能对电气系统发生故障来进行推敲判断，才能实施有效的方法来解决处理。电气系统概图截割电机电控箱前照明灯截割急停系统急停瓦斯报警器•后照明灯油泵电机总急停防爆电铃电气系统概图电气系统概图瓦斯报警器隔爆操作箱二运电机电气系统简介掘进机电控电气系统主要由电控箱、操作箱、矿用隔爆电铃、隔爆型照明灯、隔爆型急停按钮、矿用本安型瓦斯传感器以及各工作机构电机组成。掘进机电气控制系统是整机的重要组成部分，与液压控制系统配合，可自如的实现整机的各种生产作业。同时对截割电机、油泵电机、二运电机的工况及回路的绝缘情况进行监控和保护。电控箱防爆型式：Exd[ib]Ⅰ(隔爆兼本质安全型)操作箱防爆型式：ExdⅠ(隔爆型)矿用防爆设备的防爆型式及含义：•Exd(ib)Ⅰ••防爆等级•本质安全型•隔爆型•防爆标志符号矿用防爆设备的防爆型式及含义：•隔爆型(d):指具有隔爆外壳的电气设备。当外壳内部爆炸时，外壳既能承受爆炸压力，又能使火焰在穿过规定缝隙过程中，受间隙壁的吸热及阻滞作用而显著降低其外传的能量和温度，从而不致引起设备外部爆炸性气体混合物的爆炸。•本质安全型(ib):指在正常运行或故障状态下所产生的电火花和热效应，不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。该型电器设备的电路，一般均为低电压小电流。•由于我公司掘进机在矿井下使用，所以要求防爆等级为一级。电气控制系统配置（进口）电气控制系统配置（国产）电控系统主要技术参数技术参数EBZ系列机型系列机型见(附表1)额定电压主回路：AC1140/660V电控箱：控制回路电压为：AC220V、AC36V、AC24操作箱：控制回路电压：DC24V显示回路电压：DC24V额定电流额定电流见(附表1)额定频率额定频率50Hz电控系统主要技术参数额定功率额定功率见(附表1)系统输出主路数输出路数5回路油泵电机控制主回路截割高速电机控制主回路截割低速电机控制主回路二运电机控制主回路锚杆电机控制主回路电控系统主要技术参数本安部分本安电源输入电压：DC24V；输出电压：DC12V瓦斯报警器工作电压：DC12V最大工作电流：130mA使用条件1、海拔高度不超过2000米2、周围环境温度-5℃—+40℃周围空气相对湿度不大于95%(+25℃)3、能承受掘进机的振动,与水平安装倾斜度不超过18°4、适合在有甲烷气体的爆炸性混合物隧道或矿井中。5、无破坏绝缘的气体或蒸汽的环境中6、无长期连续滴水的地方。7、污染等级3级（有导电性污染，或由于凝露使干燥的非导电性污染变为导电性的，工业用电气一般适用于污染等级3的环境）。8、安装类别Ⅲ类（配电电路水平，既该设备的故障不会影响其它配电回路的工作）电控箱的结构电控箱是按照GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备-通用要求》和GB3836.2-2000《爆炸性气体环境用电气设备隔爆型“d”》的标准设计，为隔爆兼本质安全型电气设备。其隔爆壳体是用钢板焊制而成的两个通过接线端子相互连接的独立腔体。上边为进出线腔（接线腔），下边为主腔。接线腔内设有接线端子和内接地端子。电控箱的结构主腔的右侧装有隔离开关，隔板上装有主回路熔断器，主盘板占据了主腔大部分空间，其上装有控制变压器、真空接触器、阻容吸收器、中间继电器以及电流、电压变送器等组件。电控箱的门为两扇由销轴支撑，并用螺栓与箱体紧固。左门内侧面设置了装有开开关电源、本安电源、EPEC专用控制器的控制器盒。两扇门均设有“严禁带电开盖”警告牌，“MA”及“Exd[ib]I”标志。左门上有产品铭牌，右门上设置了电源开关。箱体的正面有电压表、光电隔离板、信号转换板。接线腔盖与箱体用螺栓紧固，并设有“严禁带电开盖”警告牌。主控器控制器盒主控器控制盒内装有EPEC运动控制器、本安电源和开关电源。它是整个电气系统的核心，掘进机每个部件的动作，各个部分工况的检测，各种安全保护功能的实现等都是由它处理后执行的，主控器与其他电器设备的连接通过快速插接头来实现，比PLC控制系统要快捷得多。操作箱的结构操作箱是按照GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备通用要求》，GB3836.2-2000《爆炸性气体环境用电气设备隔爆型“d”》的标准设计，为隔爆型电气设备。其隔爆壳体是用钢板焊制的两个通过接线端子相互连接的独立腔体。后面为接线腔，前面为主腔。主腔门用销轴支撑，并用螺栓与箱体紧固。门上装有各电机控制开关，紧急停止按钮及监视电源、截割电机、油泵电机、二运电机、锚杆电机工况的显示屏。门上设有“MA”及“ExdI”标志。箱体左侧设有“严禁带电开盖”警告牌及产品铭牌。接线腔内设有接地螺栓，接线腔盖是用螺栓与箱体紧固。操作箱内部接线图电路的组成及工作原理主回路（见附图1）主回路主要是由隔离开关、熔断器、真空接触器、中间继电器、阻容吸收电路以及电压传感器、电流传感器等组成。隔离开关作为电源开关，当其闭合时主回路得电。真空接触器分别控制截割电机高速、截割电机低速、油泵电机、二运电机和锚杆（或水泵）电机的运转。利用阻容吸收电路吸收主回路电动机断电瞬间的反向电势。电流、电压传感器分别采集回路电流及电压信号并输入至EPEC专用控制器，通过编程实现对电机的过流、过载、断相、漏电检测以及电源的过压及欠压等保护作用。主电路中选用元件的参数隔离开关*我公司现在生产的定型产品中隔离开关选用的是GM2-400型隔离开关。该开关为掘进机的电源开关，适用于交流50Hz、额定电压1140V、额定电流400A的电路中，作为无负载合闸和无负载切断掘进机供电电源之用，切忌带负载通/断。开关的机械寿命在频繁操作时不超过2000次。开关在经受三次动稳定电流（8000A峰值）及一次热稳定电流（3200A有效值）后应进行维修。开关在经受三次事故电流后应进行检修。注：带“*”的部分只要售后人员掌握即可，以下相同，不再说明。主电路中选用元件的参数真空接触器我公司生产的通用型掘进机中所采用的交流真空接触器，是由昆山国力真空电器有限公司按国家标准和我公司特殊技术要求生产的，而在高档型掘进机中，则采用西门子或施耐德公司生产的进口交流真空接触器。适用于交流50HZ，主回路额定工作电压1.14KV及以下等级的电力系统中，频繁地起动和停止三相交流电动机。适宜于各种装置组成磁力起动器，广泛用于电力系统、石油、化工、煤矿、冶金和电气化铁道等各个领域。主要控制元器件的参数和特点专用控制器专用运动控制器是基于长期恶劣环境如高震动、温度变化剧烈和湿度较大等条件下可靠地工作而开发的，是一种集可编程控制器、比例放大器、模拟量输入A/D模块、继电器输出等功能于一身的高性能工程机械专用控制器。它给世界工程机械传统的电液控制系统带来了革命性的进步，其优点如下：*1、它取代了比例放大器，将4-12片阀的放大器集成在一体，成本上有绝对优势；*2、它有大电流输出（0-3A）取代了传统继电器，节省了大量接线特点，故障率大幅降低；*3、它的模拟量输入端子每一个针具备了处理不同信号能力，不论是电位计、*热敏电阻还是变送器电流/电压信号，都可以接入并使用软件编程进行设定；*4、它的逻辑控制功能可以非常轻松的完成以前用各式各样继电器和模块很难解决的问题；主要控制元器件的参数和特点*5、它内部数个16位高性能微处理器以及超大容量的内存空间使它具有及强的数字处理能力，可以完成很多以前必须用电脑高级语言来编程的复杂算法如直行纠偏多PID控制、发动机液压泵复合控制、姿态模糊控制、自动驾驶等等；*6、它是基于CANBUS总线开发的产品，当系统节点较多或信号传输距离较远时可以使用多个控制器组网，节省接线、提高可靠性、并且灵活性和可扩展性大大加强；*7、它使用欧洲通用标准IEC1131-1语言编程，多种语言可选，简单易学，可读性强，可现场无数次Flashing下载程序，改变EPROM参数，无须重新下载或修改程序，通常可使用专用车载显示器完成参数修改，非常方便。*8、它的硬件可靠性优于同类产品，无论在东北雪原极寒实验，还是在东南亚热带雨林中施工，都不负众望，在国家大型施工项目设备中，在军用车辆上，在出口欧美的大型设备上都有成功的应用；*9、它的I/O设计独具匠心，一针多能，既可做开关量输入，也可以做模拟量输入，既可做PWM或开关量输出也可以做开关量输入，一个型号便可以有无数种组合满足无数种需要，使用更方便、更经济*10、它具有CANOPEN和CAN2.0两个总线接口，可以与国内外很多标准CANBUS总线产品进行连接，或经门路模拟与其它总线或上位机连接，组建大型系统*11、由于采用专用插头连接，使其拆卸方便，不易出错。主要控制元器件的参数和特点•电流传感器•我公司产品电气系统中的电流传感器采用的是瑞士LEM公司生产的产品。LEM是世界知名传感器制造公司。其产品是按照国际标准设计制造的，产品提供5年质保。采用单24V供电，输出标准信号，频率响应范围宽（0~500kHz），安装简便，接线简单,•工作温度范围广（-25℃~85℃）主要控制元器件的参数和特点•开关电源•我公司控制部分供电才用的是交流220V输入，直流24V输出的开关电源供电，我公司所用的开关电源选择的是朝阳电源公司生产的4NIC-Q/192型电源模块，其特点是体积小，重量轻，电压转换效率高，宽电压输入范围，采用零电压、零电流技术，有良好的电磁兼容性，并具有过流保护、短路保护、过热保护和过压保护。主要技术参数如下：主要控制元器件的参数和特点•显示器•我公司的显示系统采用的是日本Digital公司生产的ST400-AG41-24V型显示屏，其特点是，体积小、显示屏幕大（3.8英寸）、画面清晰、分辨率高（320×240）、运行速度快、功能强大、屏幕颜色醒目（琥珀色）、简单实用，通讯口为RS-422方式。电路的组成及工作原理控制电源控制电源主要为电气控制系统提供所需的工作电源。控制电源主要是由控制变压器、开关电源和本安电源等组成。控制变压器一次侧为AC1140V/660V，二次侧为AC220V、AC36V、AC24V。分别为电机控制回路、电铃控制回路和照明控制回路提供电源，并为开关提供输入电源。开关电源为DC24V控制回路提供电源，并为EPEC运动控制器和显示器提供工作电源。本安电源主要为瓦斯报警器及本安控制回路提供电源。电路的组成及工作原理控制回路控制回路是以EPEC专用控制器为核心，它接受各输入元器件的状态信息，通过编程计算，对所控制的元器件发出动作指令，实现对设备的逻辑控制。在操作箱上、机体油箱前侧和二运电机附近装有三个紧急停止按钮，按下其中的任意一个，机器将立即停止运行。在机体左侧的司机席的前部设有一个截割紧急停止按钮，其作用是立即停止截割头工作。转换开关有自动复位式和自锁式，它们作为控制器的指令输入开关安装在操作箱面板上。注：以下所有的内容只要售后人员掌握即可。电路的组成及工作原理工作原理主控器与显示屏的通讯电控箱通电，主控器与显示屏通讯时(本画面以EBZ100为例)：显示屏将显示画面如下（此状态为主控器通讯连接中，不应该操作，否则显示开关操作错误）电路的组成及工作原理数秒之后，主控器与显示屏通讯结束，显示如下画面(此时可以对机器进行操作)电路的组成及工作原理复位、警报将“复位/警报”开关旋至“警报”位置，警报继电器线圈得电，其常开点闭合，电铃回路接通电源，电铃鸣响，系统发出警报。将“复位/警报”开关旋至“复位”位置，控制系统内各报警故障均复位。注意：截割电机启动前必须先发出报警信号！电机漏电闭锁检测在启动油泵电机时(将“油泵启/停”开关旋至“启动”位置)，系统先整体对截割高、低速电机、油泵电机、二运电机、锚杆电机进行漏电闭锁检测，即各回路漏电闭锁检测继电器同时吸合。电路的组成及工作原理如有漏电发生，则分别对各个