搜索
MG450/1020-WD型交流变频电牵引采煤机使用说明书（电气部分）天地科技股份有限公司上海分公司二零零五年四月MG450/1020-WD型交流变频电牵引采煤机1目录第一章采煤机电气系统总论..........................................2第一节概述..........................................................2第二节电气控制系统的原理........................................5第二章采煤机电气控制系统......................................11第一节采煤机电控箱...............................................11第二节电控箱的组成.................................................14第三节其他电气元件及电缆系统...............................22第三章采煤机变频调速系统........................................25第一节变频调速控制箱...........................................25第二节变频调速电气系统简介................................29第四章采煤机电气系统操作..........................................35第五章电气控制系统故障分析及处理..........................39第一节电气系统常见故障的分析及处理..................39第二节机外变频器的常见故障分析及维修...............41MG450/1020-WD型交流变频电牵引采煤机2第一章采煤机电气系统总论第一节概述一、采煤机电气系统特点MG450/1020-WD型电牵引采煤机是为适应煤矿工作面的需要而开发研制的新型双滚筒采煤机。该机电气系统主要特点有：1.采用通用变频器运行交流变频调速系统，适应电动工作状态，对于局部发电工作状态具有一定适应能力；2.采用两个变频器分别拖动两个牵引电机，即“一拖一”工作方式；3.具有变频器时序控制机械制动器电路，系统起动转矩大，停止平稳；4．采用高可靠性的可编程序控制器(PLC)为核心,系统可靠性高；5．系统综合了先进的信号传输技术,采煤机控制操作方便灵活；6．安装有较多的传感器，可对系统状况进行较全面的监测；7．采用大屏幕液晶显示器，提供全中文显示界面，系统参数显示全面准确；8．具有参数记忆功能，有助于分析查找系统故障原因；9．电控系统具备一定的故障自诊断能力。二、电气系统组成、适用环境和功能本机电气系统分为电气控制系统和变频调速系统两个部分。电气系统的分布框图如图1.1所示。整台采煤机由3300V电源供电，机械动力由两台450kW、3300V截割电机，两台50kW、380V的牵引电机及一台20kW、3300V调高电机提供。适用环境：周围介质温度在-10℃～＋35℃；周围空气的相对湿度不大于95%；不存在腐蚀金属和破坏绝缘的气体；有甲烷或爆炸性煤尘的采煤工作面。本采煤机电气系统具有下列操作、控制、保护及显示功能：1．通过磁力起动器远控方式，在采煤机上完成采煤机的起动、停止（兼闭锁）；2．通过磁力起动器远控方式，在采煤机上完成工作面输送机的停止（兼闭锁）；3．采煤机左、右截割电机的温度监测和135℃、155℃热保护；4．采煤机左、右截割电机的功率监测和恒功率自动控制、过载保护；5.可通过电控箱、遥控器、端头控制站或变频器直接近控完成采煤机的牵引操作；MG450/1020-WD型交流变频电牵引采煤机3W16W3左端头站4W823W5W111W65左截割电机左牵引电机67制动电磁阀松闸确认分线盒调高泵箱调高电机W15W14W13调高电磁阀W18W17W12调速箱接线腔变频器腔W2W108910W1和W2：（型号：MCP3X95+1X25+4X4)长度由用户根据要求自行配置W9右端头站15W4右牵引电机电控箱接线腔电控腔变压器腔W2111W71213右截割电机14瓦斯传感器W2016W22W231718图1.1采煤机电气控制系统图MG450/1020-WD型交流变频电牵引采煤机46．可通过端头控制站或遥控器实现左、右摇臂的升降;7.采煤机牵引抱闸油路失压保护；8．牵引电机的电流监测和负荷控制；9．系统具有先进的全中文显示界面，提供操作步骤的提示，实时显示截割电机的功率和温度、牵引电机的电流、采煤机的牵引给定速度等工作参数；10．电控系统可按一定规律自动跟踪记录系统参数异常及出现可保护性故障时采煤机的工作参数，共可记忆显示最近50个时间点的工作参数；11．电控系统具有一定的故障自诊断能力；12．变频调速箱具有变频器输入电压、输出频率或输出电流、故障等显示。MG450/1020-WD型交流变频电牵引采煤机5第二节电气控制系统的原理采煤机电气控制系统见图1.2，接线见图1.31．电源部分电控箱内的控制电源有非本安F+12V、S+24V、F+24V、本安A+12V四种。电源组件的装配见图2.4。非本安电源模块的型号为YM9854，输入由控制变压器220V、0.5A绕组提供，输出有非本安F+12V、S+24V两种。其中F+12V作为电控箱操作及电控盒PA1、PA2、PA6的电源；S+24V作为GP显示器及截割电机电流互感器的电源。本安电源模块的型号为MCDX-1，容量1A由控制变压器190V、0.2A绕组提供，作为电控盒PA1、PA6及端头站的电源；控制变压器160V绕组(中间抽头)为PLC提供电源；由控制变压器28V、4A绕组输出经整流桥整流后得到F+24V电源，作为供左右摇臂调高电磁阀、制动电磁阀及系统自保的电源。2.采煤机控制回路主电缆W1中控制芯线W1.4、W1.5用于采煤机控制回路，如图1.4所示。SBQ为主启按钮，SBT为主停（兼闭锁）按钮,QS1、QS2为隔离开关辅助触点，其中远方二极管设在接线排上，PA1-K1为主启自保触点，PA6-K1为瓦斯超限断电保护接点，PA1-K14为PLC保护触点，PA1-K3为端头控制站急停触点，PA2-K8为遥控急停触点。3．输送机控制回路主电缆W1中控制芯线W1.6、W1.7用于运输机闭锁回路，如图1.4所示。SBY为停止（兼闭锁）按钮，其中远方二极管设在接线腔内的接线排上。MG450/1020-WD型交流变频电牵引采煤机6SQ250Ω250Ω250Ω250ΩSD图1.2采煤机电气控制系统MG450/1020-WD型交流变频电牵引采煤机7图1.3采煤机电气系统接线图MG450/1020-WD型交流变频电牵引采煤机8图1.4采煤机先导控制回路及运输机闭锁控制回路4.采煤机控制及保护原理（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机的功率，同时也可防止电机超载而损坏。根据功率P＝3×U×I×COSΦ公式，在电机额定点附近功率P正比于电流I。所以，采用两个电流互感器分别检测左、右截割电机的单相电流，就可以知道电机负荷状况。电流互感器输出0～10V的信号，送入PLC进行比较，得到欠载、超载信号。当任一台电机超载（P＞110%Pe）时，发出减速信号，直至电机退出超载区域；然后当二台电机都欠载（P≤90%Pe）时，牵引速度会自动增加（最大至给定速度）。其中P：截割电机实际功率Pe：截割电机额定功率（2）重载反牵控制重载反牵引功能的设置是为了防止采煤机严重过载而设置的一种保护功能。当任一截割电机负荷大于130%Pe时，通过PLC的反牵定时电路使采煤机以给定速度反向牵引一段时间后，再继续向前牵引。若反牵阶段结束后,截割电机负荷仍大于130%Pe，系统将断电停机。（3）截割电机热保护在左、右截割电机绕组内埋设有Pt100热电阻，热电阻直接接入PLC的RTD模块。当任何一台电机温度达135℃时,系统将截割电机电流保护整定降低30%，任一电机温度达155℃时，PLC输出信号（Q9）将采煤机控制回路切断，使整机停电。MG450/1020-WD型交流变频电牵引采煤机9（4）牵引电机负荷控制左、右牵引电机的负荷信号来自变频器，其值为0～10V的电压信号，该信号先送入PA6盒进行滤波处理，然后送入PLC进行检测、比较，进行左、右牵引电机负载平衡、超载、欠载控制。当左、右牵引电机负荷悬殊时，PLC发出信号，由两变频器分别调整两电机速度，从而使两电机负荷基本平衡；当任一台电机超载（I110％Ie）时，PLC发出减速信号降低牵引速度，直到电机退出超载区域；当左、右电机都欠载（Ⅰ≤90％Ie）时，牵引速度自动增加（最大至给定速度）。当牵引电机严重超载（I150％Ie）且持续时间超过3秒时，PLC输出信号将使牵引启动回路断开，停止牵引。（5）系统的参数记忆显示采煤机正常开机后，PLC将实时采集各种传感器送来的系统电流、温度和各种接点状态信号，并对采集信号进行一定的运算处理得出系统的当前状况。如果系统全部参数均小于额定值的0.9倍，则PLC每10分钟记录一次采煤机运行参数；若有任一参数在0.9到1.1倍额定之间时,PLC每2分钟记录一次;若有参数在1.1到1.3之间时,PLC每5秒钟记录一次;如果任一参数在1.3到1.5之间时,PLC便每1秒钟记录一次;因任何故障引起停机时,PLC将立即记录下停机前的状态。按显示按钮可以查看所有记录。（6）无线电遥控原理无线电遥控器工作在150MHz频段，在离采煤机一定距离内，左、右发射机分别控制左、右摇臂的升降，并共同控制牵引方向、牵引加、减速、牵引停止、采煤机急停。（7）端头控制站原理采用先进的数据编码技术，将端头控制站的命令传至电控箱，经过解码后送入PLC来控制牵引方向、牵引加、减速、牵引停止、采煤机急停和左、右摇臂的升降。5．变频器调速工作原理由交流异步电机的转速公式：n＝(1-S)60f1/P其中：f1－定子供电电源频率P－极对数（一定）S－转差率n－转速可知在其它参数不变的情况，异步电机的转速与电源频率成正比。因此，通过改变牵引电机供电电源频率的方法，即可改变牵引电机转速。变频器调速工作原理图如图1.5所示。在正常电动状态下电网电压经整流器变为直流，逆变器在控制器的作用下将直流电压变为给定的一定频率和电压的交流电MG450/1020-WD型交流变频电牵引采煤机10源，实现了通过改变牵引电机的电源电压和频率实现对牵引电机的调速。该电气系统具有两个变频器，分别拖动左、右牵引电机，实现“一拖一”控制。图1.5变频器调速工作原理图MG450/1020-WD型交流变频电牵引采煤机11第二章采煤机电气控制系统第一节采煤机电控箱采煤机电控箱布置于采煤机的中间框架的右侧，为隔爆兼本质安全型，具有控制、操作、显示及连线、分线等功能。整个电控箱内分为三个腔体，其一为位于老塘侧的控制腔，其二为位于老塘侧的高压腔，其三为连线和分线用的接线腔。高压腔与接线腔之间通过九个3300V单芯穿墙接线端子（每3个一组分为3组，从煤壁侧看从右到左依次为：进线、左出、右出）及一个过线组来联系。控制腔与接线腔之间通过四个过线组来联系，其中一个过线组用于本安电路。电控箱喇叭口的分布及作用图如图2.1和图2.2所示。一个进线喇叭口用于主电缆W1进线。在接线腔中用于进出线的喇叭口共有十二个，分别布置于接线腔的两侧，其中下部两个最大喇叭口，分别为左、右截割电机电缆W3、W4出入喇叭口；两个较大的喇叭口左侧的为至变频调速箱的电源电缆W2的出入喇叭口，右侧的为调高电机的电缆W7的出入喇叭口；另外，左侧还有三个较大的和一个较小的压紧螺母式小喇叭口，较大的分别用于连接变频调速控制箱的电缆W10、和连接分线盒的电缆W12的进出；较小的用于左端头站电缆W8进出；右侧有一个较大的压紧螺母式小喇叭口，留作备用，还有三个小的分别用于右端头站