电牵引采煤机.docx
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电牵引采煤机
上海创力930型电牵引采煤机
第二节电路原理
接线排的位置:
XTF是主操作面板内的最长接线排。
XTA是小面板内右侧的接线排,是本安电路。
是采煤机送电回路、运闭回路所在。
X2、X1、X0是近控操作面板内的接线排,分列第一、第二、第三排。
一、送电回路:
XTA是本安电路的接线排,在小面板之内的右侧。
打开小面板是检修送电回路的最好地方。
主电缆W1中控制芯线W1.5、W1.6用于采煤机控制回路。
其中远方二极管设在按钮板上,SAQ为主启按钮,SAT为主停(兼闭锁)按钮,KA1—1为主启自保触点,QS为隔离开关辅助触点。
KA1是瓦斯断电中间继电器,也是自保继电器。
在小面板之内,时间继电器下方。
注意上述回路串有二极管,引用或测量时,注意二极管的箭头方向。
送电回路串联隔离开关辅助接点的好处,是提醒隔离开关没合到位。
打开主操作面板后的器件排列:
行程开关共有20个,分别对应于控制面板上的按钮。
注意,面板上有按钮和连接导线,要防止因重力突然掉下碰坏。
注意,在固定盖子之前,必须将隔离开关的手柄对正缺口。
二、运输机闭锁电路:
主电缆W1中控制芯线W1.7、W1.8用于输送机闭锁回路。
其中远方二级管设在按钮板上,SBY为停止(兼闭锁)按钮。
注意上述回路都串有二极管,引用或测量时,注意二极管的箭头方向。
通过磁力起动器远控方式,由电控箱面板自锁按钮完成工作面输送机的停止(兼闭锁)。
三、真空接触器回路
1、截割自动启动、停止按钮回路和漏电保护控制回路:
SBQ——截割自动启动按钮。
正常时,按下SBQ,PLC的Q06接点闭合,XT1吸合,KM1吸合,5分钟后KM2吸合。
SBT——截割自动停止按钮。
2、中间继电器回路:
B1——自动/手动转换钮子开关。
在小面板之内,KT1继电器旁边。
2与6接通是自动,2与4接通是手动。
现在自动位置。
Q0.6——PLC的截割启动接点。
SCQ——截割手动启动按钮。
SCT——截割手动停止按钮。
左右截割漏电改控。
KT1——中间继电器(延时继电器)。
现在5分钟位置。
3、真空接触器回路:
XTF接线排在主操作面板之内,是一个较长的接线排。
4、主回路
电控盒共3个,CA1——端头控制站接收盒,CA3——无线电遥控接收盒,CA4——甲烷处理盒。
CA1处理来自左右端头控制站的信号,并输出相对应的控制信号,包括:
采煤机先导回路自保接点、左向、右向、加速、减速、牵停、主停、左右摇臂的升降。
CA3处理来自左右无线电遥控发射机的信号,并输出相对应的控制信号,包括:
采煤机先导回路主停、左向、右向、加速、减速、牵停、左右摇臂的升降。
CA4处理来自甲烷传感器的信号,根据甲烷的浓度作出报警及断电判断,断电信号串入采煤机先导回路,甲烷达到极限浓度即断开先导回路。
注意:
本安部分在使用和维修中,必须切切注意保持本安电气参数和保护性能,保证性能应符合说明书的要求,更换本安电路及关联电路电气元件时,不得改变原电气性能和本安性能,也不得擅自改变电气元件的规格、型号。
采煤机送电回路。
XTA5与XTA7之间接二极管(箭头朝XTA7),就应该得电。
四、牵电接触器回路
牵电接触器在近控面板之内的后方。
1、牵电接触器的中间继电器只有一个回路,就是由近控面板“牵引送电”和“牵引断电”所控制的回路。
按钮安装在近控操作面板上。
“牵引送电”和“牵引断电”按钮,直接控制1JZ牵电中间继电器,1JZ又控制牵电接触器。
电压异常时,靠电压检测保护动作。
G2是近控操作面板的方向选择开关。
牵电接触器启动前,G2必须在零位——确保1与2接点连通。
1#的MB、MC是1#变频器的内部保护接点,2#的MB、MC是2#变频器的内部保护接点。
MB、MC在变频器故障时是断开的,目的是使牵电接触器释放,变频器失电。
MB、MC即使失电后也记忆断开状态。
要想让变频器的MB、MC接通,必须使变频器得电。
为此专门设置了复位2按钮。
按住“复位2”按钮的同时,按“牵送”按钮,变频器得电后,再按“复位1”按钮,使变频器故障继电器复位——MB、MC接通,此时可以松开“复位2”按钮。
1#单运纽子开关的用途,当2#变频器因故不能运行时,可以单独运行1#变频器,这是需要将1#单运纽子开关拔在单运位置(下方)。
也就是短接了2#变频器的保护接点MB、MC。
同理,2#单运纽子开关的用途,当1#变频器因故不能运行时,可以单独运行2#变频器,这是需要将2#单运纽子开关拔在单运位置(下方)。
也就是短接了1#变频器的保护接点MB、MC。
2、牵电真空接触器回路:
牵电接触器是真空接触器,安装在变频器之后,打开上盖才能看到。
FU6保险是黑色的小保险,在近控面板之内。
3、调速箱接线腔接线柱排列
靠右截割侧三个大接线柱,由上到下Y1、Y2、Y3——3300V,牵引变压器输入。
靠右截割侧三个小接线柱,由上到下Y10、Y11、Y12与相邻左侧的Y13、Y14、Y15短接。
靠采空侧中间接线柱,由上到下Y7、Y8、Y9——去右牵引电机。
靠采空侧最左边接线柱,由上到下Y4、Y5、Y6——去左牵引电机。
五、控制变压器
电源组件
电源部分包括控制变压器、熔断器、整流桥、非本安电源模块、本安电源模块、接线排等。
主控制变压器:
a)原边:
电压1140V,通过1140V高压熔断器接入隔离开关输入侧。
b)副边:
1电压28V;电流4A。
经整流桥整流后产生+24V电源,供隔爆电磁阀及先导自保电路使用。
②电压0~160V~220V;电流0.5A(其中160V为中间抽头)。
0~160V为PLC提供电源,0~220V作为非本安电源模块的输入,该模块输出+12V和+24V电源:
+12V为端头控制站接收盒CA1、及电流互感器等非本安回路提供电源;+24V电源专为中文显示器提供电源。
③电压36V;电流0.5A,专为甲烷处理盒CA2提供电源。
④电压190V;电流0.2A,供本安电源模块并产生本安+12V。
非本安电源模块:
容量为12V、1A;24V、1A。
本安电源模块最大开路电压为+12.5V、最大输出电流为1.3A。
+24V电源整流桥:
QL-5A-400V
接线排:
用于控制电源的引出。
1、主控制变压器2个
T2变压器的型号是BK--600.3/1.14,T3变压器的型号是BK—600.4/1.14。
FS1、FS2是1140V的白色的较长的瓷保险。
FU1、FU2、FU3、FU4、FU5、FU6保险是黑色的小保险,在小面板之内。
上海创力采煤机各有两个FU1、FU2、FU3、FU4、FU5、FU6保险,另外一组在近控面板之内,不要与之混淆。
2、副控制变压器2个
控制变压器有两台,一台为CLBK-600.2/0.4:
原边电压380V,副边电压为36V,A作为真空接触器的线圈电源;另一台为CLBK-600.1/0.4:
原边电压为380V,副边电压为6V、13V、13V、18V~0V~18V,它们分别用于中间继电器电源、漏电板+12V控制电源、漏电检测的附加直流电源。
六、PLC电控
西门子可编程控制器(简称PLC)
PLC组件固定在安装有4个防震垫的电控箱右边底部,主要有电源模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块等组成,具有高可靠性、高性能的特点。
1、电源模块
①输出电流2A;
②输出电压24VDC,防止短路和开路保护;
③连接单相交流系统(输入电压120/230VAC、50/60Hz),实际连接160VAC、50Hz;
④可靠的隔离特性,符合EN60950。
2、数字量输入模块
①16个输入点,带隔离,16点为一组;
②额定输入电压24VDC。
3、数字量输出模块
①16个继电器输出点,带隔离,8点为一组;
②负载电压24~120VDC;48~120VAC。
4、模拟量输入模块
①8通道,4个通道;
②与背板总线接口隔离;
③每个通道组的可选测量参数:
电压、电流、电阻和温度。
5、模拟量输出模块
①2通道×2输出;
②与背板总线接口和负载电压隔离;
③每个输出通道可以编程输出的参数:
电压输出和电流输出。
6、电机内热敏电阻100—150Ω,可用100Ω电阻代替,大于155o时保护动作。
当受干扰影响时,可用电阻接在电控箱内代替。
西门子PLC工作不正常时,可甩掉热敏电阻,接100Ω电阻。
如果PLC电源模块有故障,第一修电源。
开关电源输出电压如果降低时,首先解负荷,如果输出电压上升,则属负荷过重或短路。
如果输出电压不上升,则属开关电源本身故障。
PLC的20脚全是公用点。
量小阻值时,万用表不可用×10K档,烧元件有内因和外因的原因。
PLC有输入、无输出,应先断开负载。
七、变频器近控牵引控制
需要打开近控操作面板,将两个纽子开关拔至下方的“近控”位置。
三段速对应频率:
1——10HZ,2——20HZ,3——30HZ。
控制开关组共有三个拨钮开关,B1、B2为远控与近控的切换开关,正常状态为远控位置。
远控包括电控箱面板操作控制和端头站控制;近控则为变频调速箱面板操作控制,它可以不受电控箱面板控制而独立运行,一般只是在检修变频器等特殊场合使用。
B3为漏电闭锁试验和漏电保护试验切换开关,正常状态为漏电闭锁试验位置。
近控操作共有六个操作按钮和二个操作开关,操作按钮分别为牵引送电、牵引断电、(漏电)试验1、(漏电)试验2、复位1、复位2。
二个操作开关均为变频器近控(检修)操作用:
面板上标有“停、1、2、3、4”为近控速度开关,近控共有四档速度转换,1、2、3、4四档速度依次递增。
面板上标有“左牵、停、右牵”为近控方向开关,停牵引时,将方向开关打在“停”位置。
1、牵引方法:
首先给速度,视实际情况需要,将速度开关拔在相应档位。
然后给方向,将方向开关拔在向左或向右。
要求变频器温度小于70o,键盘和彩屏显示的电流要一样,两电机的电流也要一样。
避免小于5Hz长期工作。
2、停止牵引方法:
将方向开关拔在中间“0”位,就可停止牵引。
虽然按下“牵引断电”也能停止牵引,但靠的是变频器失电。
为了避免变频器频繁停送电,不准靠按下“牵引断电”来停止牵引。
3、换向方法:
牵引过程中,严禁短时间内换方向!
否则容易损坏变频器、电机和机械装置。
按上述方法停止牵引后,确认将采煤机已经停了下来,然后将方向开关换方向。
4、限制速度:
因为失去功率自动调节保护,就必须比平时的速度降低些。
此时要密切关注变频器输出电流,只要有一个电流达到60A,就必须马上降低速度。
八、变频器远控牵引控制
需要打开近控操作面板,将两个纽子开关拔至上方的“远控”位置。
要求变频器温度小于70o,键盘和彩屏显示的电流要一样,两电机的电流也要一样。
避免小于5HZ长期工作。
1、远控牵引全电路:
XQF是电控箱接线腔的接线排。
XBF是调速箱接线腔的接线排。
GX是调速箱接线腔的穿墙线。
X2是近控操作面板内第一排接线排。
X1是第二排接线排。
1XP是变频器的插头座线号。
接通一个方向,同时具有电压(AI为正、AC为负),变频器内部保护未动作,变频器才输出。
缺少方向或AI、AC之间的电压为0或内部保护动作,变频器都不输出。
2、左向牵引
速度指令电压U的增减,对应变频器输出频率的增减。
电压的变化范围是0——10V,对应变频器的输出频率是0——所设置的上限频率(参数d2-01)。
3、右向牵引
九、电磁阀控制
电磁阀继电器组件在主操作面板之内的右上侧。
PLC的输出,就是继电器组件的输入。
继电器组件的输入是+24V,输出是0V。
在接线排上试验输入,是短接3、4、5、6与11;试验输出,是短接7、8、9、10与1。
十、电气保护
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动机的功率,同时也不使电动机因超载而损坏。
根据功率P=
×U×I×cosψ公式,功率P正比于电流I。
所以,采用两个电流互感器分别检测两台截割电动机的单相电流,就可以知道电动机负荷状况,电流互感器输出信号经处理后转变为4~20mA的信号,送入PLC进行比较,得到欠载、超载信号。
当两台截割电动机都欠载(P≤90%Pe)时,发出加速信号,牵引速度增加(最大至给定速度);当任一台电动机超载(P>110%Pe)时,发出减速信号,直至电动机退出超载区域。
其中P:
截割电动机实际功率
Pe:
截割电动机额定功率
2、重载反牵控制
重载反牵引功能的设置是为了使采煤机避免严重过载,当任一截割电动机负荷大于130%Pe时,通过PLC的反牵定时电路使采煤机以给定速度反牵引一段时间后,再继续向前牵引。
3、截割电动机热保护
在左、右截割电动机绕组内埋设有Pt100热电阻,热电阻直接接入PLC的模拟量输入模块。
当任一台电动机温度达135℃时,电动机降低容量30%运行,达155℃时,PLC输出信号将采煤机控制回路切断,使整机停电。
4、行走电动机热保护(目前此功能尚未使用)
在左、右行走电动机绕组内埋设Pt100热电阻,Pt100直接接入PLC的模拟量输入模块。
当任一台电动机温度达135℃时,电动机降低容量30%运行,达155℃时,PLC输出信号将使牵引启动回路断开,停止牵引。
5、行走电动机负荷控制
采用两个电流互感器分别检测左、右行走电动机的电流,将电流信号转变为4~20mA的信号,送入PLC模拟量输入模块进行比较,得到欠载、超载信号。
当两台电动机都欠载(Ⅰ≤90%Ie)时,发出加速信号,牵引速度增加(最大至给定速度);当任一台电动机超载(I>100%Ie)时,发出减速信号,直到电动机退出超载区域。
6、近控操作面板内器件排列
能够转换的开关,G1是4档速度开关。
G2是方向开关。
在X2接线排上可以试验变频器。
安川变频器主板端子
创力采煤机近控面板内X2接线排
正方向
S1、Sc通
22、8通
反方向
S2、Sc通
23、8通
开机命令
接通方向
接通方向
速度大小
AI、AC的电压大小成正比
29、30的电压大小成正比
一段速
S6、Sc通
33、8通
二段速
S7、Sc通
34、8通
三段速
S9、Sc通
35、8通
外端子开机
条件、方法
参数b1-01设1,b1-02设1,接通方向,29、30输入电压或多段速接通。
键盘开机
条件、方法
参数b1-01设0,b1-02设0,按RUN键开机。
U1-01给定频率。
合并公用线
Sc和Ac可以短接成一个公用,即8和30可短接成为方向和速度指令的公用。
第三节安川变频器在采煤机上的应用
一、概述
两台变频器采用主从控制的优点:
出力平衡。
缺点:
两台变频器参数不一样,更换不方便。
上海创力早期生产的采煤机,采用此方式控制。
两台变频器采用并联控制的优点:
两台变频器参数完全一样,更换方便。
缺点:
有时候出力平衡。
上海创力后期生产的采煤机,采用此方式控制。
控制变压器输出6V,作电压检测<4.2V或>7.2V报电压是否异常。
要求变频器温度小于70o,键盘和彩屏显示的电流要一样,两电机的电流也要一样。
避免小于5HZ长期工作。
变频器工作的条件是:
(1)供380V电源。
(2)内部保护未动作。
(3)给了方向(键盘左上角有发光管指示FWD或REV)。
(4)X2的29与30有电压(模拟量输入,0——10V对应输出0——上限频率)。
变频器的电气性能
变频器的供电电压波动范围允许为额定电压(380V)的85%~110%,在此范围应能工作,低于此值后,欠电压保护动作,高于上限,过电压保护动作。
每台变频器在额定电压及冷却水额定流量下输出频率为50Hz时的负载能力能驱动40kW牵引电动机长时间运行,额定输出转矩255N.M。
在10Hz——50Hz,呈恒转矩特性,达到最大转矩后,速度自动下降,最大转矩值在额定转矩的±7%范围内,在50Hz——83.4Hz,呈恒功率特性。
当变频器从50Hz减速停车时,能在3秒内停止(参数C1—02减速时间设为3秒)。
在额定负载及冷却水额定流量下,变频器出风口、进风口及隔爆空腔各处的温度不大于60℃。
变频器漏电闭锁保护,7.0KΩ动作(误差范围+20%);漏电保护,3.5KΩ(误差范围+20%)动作。
变频器热保护,当变频器散热板温度≥90℃时,热接点动作,停止变频器运行。
变频器短路保护,可以在两相或三相中接入熔断器或断路器来实现。
主回路真空开关分断过电压吸收保护,在主回路真空接触器的二次侧接入适当匹配参数的过电压吸收装置,吸收电机分断时的瞬间高压。
后部有6个放电电阻。
制动单元带小风机,有可调动作。
电压值(插拔小插头)。
制动电阻4个共16Ω。
大电路板是IGBT驱动板。
小电路板是电源板,带一个保险。
中电路板是主板(CPU板)带键盘。
380V入线有两个大保险,型号是660GH——160,熔断电流160A。
固定眼距80mm,保险直径22mm。
二、变频器端子
变频器大线端子名称:
RST是380V电源输入,UVW是变频器输出——接电机。
记忆窍门:
英文26个字母中,R、S、T在U、V、W的前面,所以,R、S、T是输入、是电源,U、V、W是输出、是负荷侧。
再次警告,电源严禁接在输出侧,否则将烧坏变频器。
稍微大一点的两个接线柱是接制动电阻。
变频器小线端子名称:
+V--+10V。
A1、Ac—电压模拟量输入,Ac是地。
S1、S2、Sc——方向输入。
Sc是公用。
S6是一段速、S7是二段速、S9是三段速。
Sc是公用。
MB、MC—变频器故障输出,故障时开路。
变频器端子对应X2(近控操作面板内的接线排)的线号:
A1——29、Ac——30,S1——22、S2——23、Sc——8,左变频器的MB——7、MC——14,右变频器的MB——14、MC——28。
MB是变频器内部保护接点,具有记忆功能。
MB动作后,一方面影响1JZ继电器吸合、导致380V接触器不吸合。
另一方面导致变频器内部不工作(即使强行给变频器380V,变频器也拒绝工作)。
380V接触器严禁短接,否则将失去变频器保护的控制。
严禁将纽子开关打在单运位置,否则将失去变频器保护的控制。
只有当因故停用1#变频器、单独用2#变频器时,才准将纽子开关打在2#单运位置。
同理,只有当因故停用2#变频器、单独用1#变频器时,才准将纽子开关打在1#单运位置。
注意,此时是单变频器、单牵引电机工作,必须降低牵引速度,减小割煤量。
三、键盘
键盘按键名称、指示灯名称和监视状态(即运行状态):
键盘名称中英文对照:
LOCAL/REMOTE--选择运行操作。
MENU--菜单。
ESC--退回。
JOG--点动。
DATA/ENTER--数据/输入。
FWD/REV--正转/反转。
RESET--移位/复位。
RUN--运行。
STOP--停止。
键盘设置参数:
按菜单键一下,显示Operation--驱动模式;二下显示Quicksetting--设置常用参数;三下显示Programming—设置全部参数;四下显示Modifiedconsts—设置出厂已设定的参数;五下显示AutoTuning—自学习。
进入常用参数修改:
按菜单键2下,显示Quicksetting,按DATA键进入,按∧或∨选择参数项,按DATA键进入,数值闪动,按∧或∨修改,按DATA键确认。
按菜单键一下,显示Operation,按DATA键确认,显示监视状态,可以开机。
进入全部参数修改:
按菜单键3下,显示Programming,按DATA键进入,参数大项闪动,按∧或∨选择参数大项,按移位键,小项闪动,按DATA键进入,数值闪动,按∧或∨修改,按DATA键确认。
按菜单键一下,显示Operation,按DATA键确认,显示监视状态,可以开机。
改为键盘操作:
将b1-01设置为0,b1-02设置为0。
按键盘FWD/REV改变转向,按键盘RUN运行,按STOP停止。
恢复端子操作:
将b1-01设置为1,b1-02设置为1。
举例:
设置为键盘操作并且设置在10Hz运行。
按菜单键2下,显示Quicksetting,按DATA数据键,显示A1-02=0,按∧显示A2,按∧显示b1-01=1,按DATA,后面的1闪动,按∨变为0闪动,按DATA。
按∧显示b1-02=1,按DATA,后面的1闪动,按∨变为0闪动,按DATA。
按MENU一下,显示Operation,按DATA,显示U1-01,其01闪动,按DATA,Hz闪动,按>和∧到10Hz,按DATA,按ESC,按RUN运行,电机转动。
按STOP键停机。
端子操作的参数:
b1-01设置为1,b1-02设置为1。
端子开机后,在键盘的STOP键也可停机。
四、主要参数
频率指令选择:
b1-01。
0,键盘输入。
1,端子电压模拟量输入。
应设1。
运行指令选择:
b1-02。
0,键盘输入操作。
1,端子输入操作。
应设1。
停机方法选择:
b1-03。
0,减速停机。
1,自由停机。
应设0。
转向选择:
b1-04。
0,可以反转。
1,禁止反转。
应设0。
点动频率:
b1-17。
频率上限:
d2-01。
出厂设100%,这是E1-04的百分数。
为了降低采煤机速度,可将其设为80%,即如果E1-04设50Hz时,频率上限为40Hz。
频率下限:
d2-02。
设0。
加速时间:
C1-01。
设10秒。
减速时间:
C1-02。
设3秒。
输入电压:
E1-01。
设380V。
最高输出频率:
E1-04。
设50Hz。
基准频率:
E1-06。
设50Hz。
不准超过E1-04的设定值,否则报OPE10故障。
最低输出频率:
E1-09。
额定电流:
E2-01。
煤机厂让设105A(额定电流值),我们建议设70A。
因为山西煤层比较平缓,牵引阻力不大。
我们曾经因为机械卡扳把行走轮齿扳下来,可见牵引力矩之大。
因此,为了更好地保护变频器、电机、机械,特意设小整定。
电机极数:
E2-04。
设4。
额定功率:
E2-11。
设40kw。
选择语言:
A1-00。
0,英语。
1,日语。
控制方式:
A1-02。
0,无PG,V/F控制。
1,带PG,V/F控制。
3,矢量控制
初始化:
A1-03。
0,不初始化。
1110,用户设定的初始化。
上下传参数:
03-01(0通常动作,1上传到键盘,2下传到变频器)。
五、保养维护试验
1、变频器的其他操作
漏电试验操作:
在变频器未启动前,按下“试验1”或“试验2”按钮不放,应使变频器主回路真空接触器跳闸,显示器上“牵电”灯灭,同时相应变频器的显示器上“漏电”灯亮,数码管显示“EF”,松开试验按钮,再按下复位按钮,即可恢复原来状态。
变频器复位操作:
当变频器发生故障保护动作及漏电、电压异常等故障,待故障排除、关断牵引操作后。
右手按住“复位2”按钮,同时左手按“牵引送电”按钮,使变频器得电。
然后左手再按“复位1”按钮使变频器内的故障继电器复位,消除故障记忆,此时左右手可以松开按钮。
注意:
当变频器故障保护动作,必须确信排除故障、关断牵引操作(包括近控)后,再复位,重新启动变频器。
“牵引断电”操作:
在运行过程中,遇到特殊紧急情况,如操作开关和按钮失灵等,则可按下“牵引断电”按钮,切断真空接触器,停止变频器和牵引部。
注意:
正常情况下,请千万不要用“牵引断电”按钮,以免损坏设备。
2、保养与维护
变频器装置直接安装在采煤机上,振动很大,因此要求用户应定期检查系统的紧固件、结构和电气接插件,以防松动。
变频器由电子和电气元件组成,不使用时应存储在干燥通
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- 牵引 采煤