组合式采煤机使用说明书

1、组合式采煤机开关磁阻电动机牵引系统用户使用说明书北京中纺锐力机电有限公司目 录1、概述12、型号说明：23、结构和工作原理24、外型及安装尺寸55、主要性能指标76、标准接线图77、接线端子说明98、参数整定129.采煤机数码显示板1310、控制单元的显示板1511、整流单元面板显示1512、安装与试运行1613、供货清单：17参考资料：L系列开关磁阻电动机调速系统使用说明书。L系列开关磁阻电动机调速系统用户维修手册。采煤机用开关磁阻电动机牵引系统（380V/37KW）用户维修手册回馈功能内置的用户使用说明 （选用该规格的产品附带）无锡采煤机开关磁阻电动机牵引系统（380V/37KW）用户使用

2、说明书无锡采煤机开关磁阻电动机牵引系统（380V/37KW）用户维修手册1、概述本产品是北京中纺锐力机电有限公司（原中纺机电研究所）根据国际上采煤机越来越多地采用电牵引技术的发展趋势，在总结我公司在开关磁阻电动机调速系统（以下简称SRD）方面领先的技术优势，通过总结我公司多年在采煤机牵引调速装置的应用经验基础上，开发出的新一代采煤机电牵引系统。其技术特点为：每套产品包括一套电控系统、二台技术参数完全相同的12/8极SRD电动机，采用功率同步控制方式，工作时二台电动机输出转矩、功率和电流大致相同。电控系统由四部分组成（整流单元一台、控制单元二台、总线单元一台），每个单元体积小、重量轻，便于备件和

3、井下运输。每个单元的功能简单明确，可以根据集中显示和各部件显示的信息，很容易判断故障。总线单元负责其他单元的相互和对外的电气连接，所以不用更换，其他三个单元仅由5个螺丝固定，几个航空插头连接，所以非常方便安装和更换（可实现20分钟拆装）。电控系统驱动的SRD电动机具有起动转矩大、起动电流小（150%TH时30%IH）、系统效率高等特点；同时SRD电动机的结构简单坚固，无电刷无整流子，无转子鼠笼，耐振动，耐冲击负载，所以非常适合井下使用。SRD电动机的额定转速和最高转速按照采煤机的要求设计，连续调速范围和工作特性满足整机要求。本产品可根据用户要求选配内置回馈单元（控制器外形及安装尺寸不变，三只电

4、感外置），在采煤机下坡和降速时,通过回馈单元将势能或动能转换成交流电，反馈到交流电网，解决了电气制动问题，节省了电能，真正实现了四象限运行。电控系统外部接口简单明了，易于同采煤机的外围电气系统进行接口，并进行通讯，传输运行或故障状态。电控系统的各单元的电气部件进行防潮、防震设计，适合煤矿井下采煤机使用。2、型号说明： CMLZ 380 A 37 / S H 回馈功能有无（W：无；H：有） S：水冷方式 电动机额定动率（KW） 交流输入额定输入电压 系列名 3、结构和工作原理本产品在结构上包括1套电控系统、2台SRD电动机、3只电感（带回馈功能选用）和1块采煤机数码显示板。其中电控系统中包含了1

5、台整流单元、2台控制单元和1个总线。因为整流单元和控制单元内部安装有控制SRD电机所需要的所有元部件，用于控制二台SRD电机的运行，所以将其统称为功能单元。总线单元内部仅包含了几个功能单元之间的相互电气连接，以及各功能单元对外（SRD电机、采煤机的外围电气系统）的电气连接线，主要采用航空插头接插的方式，从而使功能单元在井下非常方便拆装，而总线单元自身基本不会出现故障。电控系统的所有单元共同安装在采煤机上的隔爆腔内，隔爆腔内必须具有带水冷功能的安装平面，因为控制单元和整流单元（功能单元）在工作时将产生热量，必须及时通过各单元的铝散热底版将热量传走，才能保证各单元的正常使用。功能单元通过安装在隔爆

6、腔的水冷安装平面上，即可实现相应的散热要求。三个功能单元在安装时应并排安装，二台控制单元放在整流单元二侧，总线单元置于上方（参见图3所示），从而有利于总线单元与各功能单元的连接。如果用户在单元布置上有特殊要求，应在定货时特别提出。电控系统可根据用户要求在整流单元部分内置回馈单元，用户选配回馈单元后，整流单元的外形安装尺寸不变，但需要另外增加了3只外置电感。内置回馈单元和无回馈单元的系统框图分别如图1、图2所示。图1 内置回馈单元的系统框图图2 无回馈单元的系统框图电控系统的整流单元接受交流电源供电（3相380V/50Hz），将其整流成直流电（约520V）后供给2台控制单元，如果整流单元具有回馈

7、功能，则在采煤机下坡或降速，SRD控制单元将制动发电，使直流侧电压升高，当超过设定的门槛电压时，回馈单元电路可以将直流电能回馈到交流电网。具有回馈功能的整流电路需要三只外置的电感进行限流。2台SRD控制单元接受整流单元中的用户的控制指令信号及数字同步给定板的速度指令信号，并分别控制2台SRD电动机运行。SRD电动机的运行状态（转速、转向、瞬时位置等信号）通过位置传感器反馈给SRD控制单元。2台控制单元还把二台电动机的运行电流信号（对应转矩、功率）传至数字同步给定板。数字同步给定板接受来自采煤机电控系统（PLC）的外部速度指令信号，同时根据2台SRD电动机的运行电流调节2台SRD电动机的转速和输

8、出功率。使2台电动机保持输出功率基本一致。当系统发生各种故障（过载、堵转、过流、过压、欠压、过温度等）时，系统保护停机，并向采煤机的外围电气系统发出故障信号。因为本产品采用的是12/8极三相SRD电机，系统的性能指标与本公司生产的L系列标准SRD基本相同，所以关于开关磁阻电动机调速系统（包括开关磁阻控制器和电动机）的进一步说明可参阅 L系列开关磁阻电动机调速系统使用说明书。 4、外型及安装尺寸图3 电控系统的外型尺寸及铝板安装孔尺寸说明：本说明书中对于二台控制单元的区分定义，都按照图3所示，左台为单元1，右台为单元2。图4 整流单元及控制单元的外型尺寸及安装尺寸图5 电感的外型尺寸及安装尺寸（

9、内置回馈功能的系统选用）图6 电机的外型及安装尺寸5、主要性能指标输出参数额定功率（KW）25×237×2额定转速（rpm）12001000最高转速（rpm）16001350输出特性额定速以下为恒转矩，额定速以上为恒功率过载能力110120%（额定转矩）起动转矩不小于150%（额定转矩）稳速精度0.5%（最高转速）2电机输出转矩差不大于10%（额定同步运行时）响应时间（S）0.5电源电压/频率3380V 15%,50Hz±5%20控制参数正反向、起停控制开关、触头转速控制模拟电压（0-5V）升降时间升速20秒（0最高速），降速10秒（最高速0）保护电源过压动作值不

10、低于115%额定电压，人工恢复电源欠压动作值不高于80%额定电压，人工恢复电动机过载延时10秒动作，人工恢复电动机堵转立即动作，人工恢复电动机过热检测绕组温度，1400C动作，常闭，人工恢复控制器过热700C动作，人工恢复。 电动机绝缘等级F防护等级隔爆，IP54冷却型式水冷控制器安装型式底板安装式防护等级IP00冷却型式底板传导冷却（与水冷腔紧密接触）环境海拔高度不超过2000米（80110kpa）使用温度-5400C相对湿度不大于95%，不结露显示功能通过采煤机数码显示板和采煤机的外围电气PLC系统，显示电动机运行、保护状态。（每台SRD控制单元内部配一块SRD显示板，可作为检修时的状态显

11、示）6、标准接线图图7 系统接线图 由图3所示，整套电控系统的接线是以总线单元为核心，二台控制单元和一台整流单元通过航空插头出线，集中进入总线单元，构成各功能单元之间的电气连接；或由总线单元的左侧引出，连接SRD电动机、采煤机的外围电气系统。用户在拆装、更换控制单元和整流单元时非常方便，而且不会出现错误。7、接线端子说明控制单元航空插头输出说明（单元1和单元2完全相同）插头型号插头针位输出名称用 途X1、X2WS557芯2A1通过总线单元输出，用于连接SRD电动机的绕组输出端子其中左台SRD控制单元（单元1）由总线单元输出的标号为：1A1、1A2、1B1、1B2、1C1、1C2。其中右台SRD

12、控制单元（单元2）由总线单元输出的标号为：2A1、2A2、2B1、2B2、2C1、2C2。3A24B15B26C17C2X7、X10WS485芯3+经过总线单元，连接整流单元输出的直流母线。5+2-4-X3、X4WS165芯1111接电动机位置传感器对应端子1通过4芯屏蔽电缆由总线单元输出SRD控制单元1输出标号为：111（1）、112（1）、113（1）、114（1）、115（1）SRD控制单元2输出标号为：111（2）、112（2）、113（2）、114（2）、115（2）2112接电动机位置传感器对应端子23113接电动机位置传感器对应端子34114接电动机位置传感器对应端子45115接

13、电动机位置传感器对应端子5X11、X14WS209芯1TI1控制单元连锁输入端，与GD短路，该单元可以起动，断开则跳TI1保护。该端与整流单元的EO（X12-1、X13-1）相连，接收故障连锁信号。2V1控制单元的转速输入端。模拟电压信号0-5V，对应电机0-1300rpm。该端与整流单元的V1（X12-2）、V2（X13-2）相连，接收转速给定信号。3DO+控制单元的电机绕组电流反馈信号输出端，用于系统的功率平衡的调节该端与整流单元的I1（X12-3）、I2（X13-3）相连，输出电机绕组电流反馈信号。4FR控制单元的转向信号输入端。与GD断开：电机正转；与GD短路：电机反转该端与整流单元的

14、REV1（X12-4）、REV2（X13-4）相连，接收电机转向信号。5RES控制单元的故障复位输入端。，系统故障时，RES与GD短路系统复位；系统正常时，RES与GD为断开状态。该端与整流单元的RES1（X12-5、X13-5）相连。6GD控制单元内部控制电路的电源公共地。7SO+控制单元的运行状态的脉冲输出口，为集电极开路输出方式注该端与整流单元的123（1）（X12-6）、123（2）（X13-6）相连，再经过插头X15的123（1）（15-8）、123（2）（X15-11）输出到PLC或采煤机数码显示板。8ST控制单元的起动使能输入端。ST与GD短路，控制单元对应电机起动；ST与GD断

15、开，控制单元对应电机停止。该端与整流单元的ST1（X12-7）、ST2（X13-7）相连，再经过插头X15的ST（1）（X15-8）、ST（2）（X15-11）连接到PLC。9EOB控制单元的故障输出状态输出口，为继电器输出方式。正常时为常开状态。该端与整流单元的EO1（X12-8）、EO2（X13-8）相连，输出故障状态。整流单元航空插头输出说明：插头型号插头针位输出名称用 途X5WS554芯3L1接3380V/50Hz电源4L22L3X8、X9WS485芯3+接控制单元的直流母线输入5+2-4-X6WS287芯5L1回馈控制电路的同步信号线6L21L33TI3接控制单元1对应的SRD电机1

16、的电机温度检测对应输出端子N、Ti32COM7TI4接控制单元2对应的SRD电机2的电机温度检测对应输出端子N、Ti34COMX15WS2012芯1+15V整流单元故障检测板的控制电源+15V的输出。为采煤机数码显示板供电2FQ用户的转向控制输入端（来自用户PLC的继电器输出口或OC门输出口）。当FQ与GD断开，表示要求SRD电机正转；当FQ与GD短接则反转3VIN用户的模拟转速给定输入端，为0-5V电压信号，对应电机0-1600rpm4123（3）整流单元的运行状态输出端，当该单元正常时输出整套电控系统的总负载率，当该单元故障时输出故障类型脉冲注5RE用户的故障复位输入端，当本产品任意单元故

17、障时，用户的PLC系统使RE与GD短接，则系统故障被复位。6GD本系统控制电源地的输出端，使用户的PLC系统和本产品控制电源共地。7ST（1）、用户的SRD1起动控制输入端，有PLC输出，经过整流单元转接到控制单元1的控制起动端ST。当ST（1）与GD短接时，SRD1电动机起动；断开时停止。8123（1）控制单元1的运行状态输出端（该信号来自控制单元1）。当该单元正常时输出对应电机的转速；该单元故障时输出故障类型脉冲注。9EOB（1）控制单元1的故障信号输出端，经过整流单元转接后送用户PLC。为继电器触点输出，该单元正常时触点断开，故障时触点闭合。10ST（2）、用户的SRD2起动控制输入端，

18、有PLC输出，经过整流单元转接到控制单元2的控制起动端ST。当ST（2）与GD短接时，SRD2电动机起动；断开时停止。11123（2）控制单元2的运行状态输出端（该信号来自控制单元2）。当该单元正常时输出对应电机的转速；该单元故障时输出故障类型脉冲注。12EOB（2）控制单元2的故障信号输出端，经过整流单元转接后送用户PLC。为继电器触点输出，该单元正常时触点断开，故障时触点闭合。X12WS209芯1EO整流单元连锁输出端，当该单元故障后，该端与GD断开，向相应的SRD控制单元1发出故障连锁信号；正常时短路。2V1整流单元的转速输出端1。接收用户的模拟转速给定输入端VIN（X15-3）信号，经

19、过功率平衡计算处理后，由该端口输出，控制控制单元1的转速给定。模拟电压信号0-5V，对应电机转速0-1600rpm。3I1整流单元的数字同步给定板（功率平衡功能）的电流反馈信号输入端1，接受控制单元1的电机绕组电流反馈信号，用于系统的功率平衡的调节4REV1转向信号使能输出端1，由整流单元接受用户的转向控制输入FQ（X15-2），经处理后输出，用于控制单元1对应的电机转向（OC门输出方式）。当REV1与GD断开：电机正转；与GD短路：电机反转5RES1整流单元的故障复位输出端。与用户的故障复位输入端RE（X15-5）对应，当用户的PLC系统使RE与GD短接，则系统被复位，RES对GD输出一个复

20、位脉冲，将对应的控制单元1复位。6GD控制单元内部控制电路的电源公共地7123（1）控制单元1的运行状态脉冲输出口，由该插头经过整流单元，再由X15-8输出给用户的PLC输入口。8ST1起动信号使能输出端1，用户的PLC起动控制输入信号（X15-7）经过整流单元，再由该端输出，用于控制单元1起停控制（OC门输出方式）。ST1与GD短路，对应电机起动；ST1与GD断开，对应电机停止。9EO1控制单元1的故障输出状态输出口EOB（1），由该端进入整流单元，再由X15-9输出。X13WS209芯 1EO整流单元连锁输出端，当该单元故障后，该端与GD断开，向相应的SRD控制单元2发出故障连锁信号；正常

21、时短路。2V2整流单元的转速输出端2。接收用户的模拟转速给定输入端VIN（X15-3）信号，经过功率平衡计算处理后，由该端口输出，控制控制单元2的转速给定。模拟电压信号0-5V，对应电机转速0-1600rpm。3I2整流单元的数字同步给定板（功率平衡功能）的电流反馈信号输入端2，接受控制单元2的电机绕组电流反馈信号，用于系统的功率平衡的调节4REV2转向信号使能输出端2，由整流单元接受用户的转向控制输入FQ（X15-2），经处理后输出，用于控制单元2对应的电机转向（OC门输出方式）。当REV2与GD断开：电机正转；与GD短路：电机反转5RES1整流单元的故障复位输出端。与用户的故障复位输入端R

22、E（X15-5）对应，当用户的PLC系统使RE与GD短接，则系统被复位，RES对GD输出一个复位脉冲，将对应的控制单元2复位。6GD控制单元内部控制电路的电源公共地7123（2）控制单元2的运行状态脉冲输出口，由该插头经过整流单元，再由X15-11输出给用户的PLC输入口。8ST2起动信号使能输出端2，用户的PLC起动控制输入信号（X15-10）经过整流单元，再由该端输出，用于控制单元2起停控制（OC门输出方式）。ST2与GD短路，对应电机起动；ST2与GD断开，对应电机停止。9EO2控制单元2的故障输出状态输出口EOB（2），由该端进入整流单元，再由X15-12输出。电动机端子说明端子符号端

23、子名称用 途A1、A2、B1、B2、C1、C2绕组接线端子接控制器对应端子1、2、3、4、5传感器输出端子接控制器对应端子111.112.113.114.115N、Ti3温度开关端子检测器相绕组温度（常闭触点）注：表中所述通讯协议可参考第9节，“采煤机数码显示板”中对应的状态说明及通讯频率。8、参数整定电控系统具有升速时间、降速时间、转速调节器比例、功率调节器响应时间四个参数可以整定。功率调节器响应时间参数整定：整流单元内部的数字同步给定板可以进行功率响应时间的调整，调整该板上的电位器RP1改变功率调节器的动态响应时间。（出厂时已经设置调到中间位置）。升速时间、降速时间参数调整：该参数是指电机

24、由0上升到最高速、或由最高速下降到0所需时间。调节点为二台控制单元内部的SRD控制板上的电位器RP201（上升时间）、RP202（降速时间），分别对应二台SRD电动机。调整RP201可改变升速时间，顺时针旋转调整可使升速时间延长，反之变短。电机由 0到最高速的升速时间调节范围为125秒。调整RP202可改变电机降速时间同升速时间的比例，顺时针旋转调整可使比例减小，降速时间加快。该比例的调节范围为1:11:6。转速调节比例系数整定：因SRD为转速电流双闭环调速系统，因而对一般负载均有良好的静态、动态特性。但当负载比较特殊(如大惯量)或对动态精度有较高要求时，则需对转速调节比例系数进行调节。转速调

25、节比例系数是通过调节二台控制单元内部的SRD控制板上的电位器RP203实现的。逆时针方向转动则动态响应时间加快，同时稳定性变差；顺时针方向转动则稳定性增强，但响应时间变慢。用户可在电动机实际运行条件下反复调节该电位器，并观察电动机的运行情况，使静态、动态特性最佳。出厂时已经将以上调整电位器逆时针调到头的位置（出厂设置）。以上所有参数，一般用户不需进行调整，特殊情况可在厂家指导下进行。9.采煤机数码显示板该显示板外形如图所示，尺寸为127 X 82 mm2。图8 采煤机数码显示板该显示板通过123（1）、123（2）、123（3）三路脉冲信号和二路控制单元故障EO信号和二台控制单元、整流单元进行

26、通讯，在系统正常时实现对电机运行速度、负载率的识别显示；或在各单元故障时对故障类别进行识别显示，显示方式为一组数码管（6位），适合井下较昏暗的应用环境。用户可将该显示板安装在防爆柜盖板的窗口上。该显示板的显示模式为：滚动显示三个单元的状态，切换频率2秒。显示内容为：ABCDE，A在1、2或3间循环跳变，分别对应控制单元1、控制单元2、整流单元的信息状态。BCDE为四位数字，表示对应信息的数值。当A=1、2时，BCDE的显示信息意义：当A=1或2时，显示信息是对应控制单元1或控制单元2的状态意义。控制单元正常时：显示对应电机的运行转速，此时控制单元和显示板间的通讯脉冲为电机旋转一周发出24个脉冲

27、信号。控制单元故障时，显示的信息内容见下表所示：显示内容说 明故 障 原 因通讯频率EU电源电压错误电源电压过高过低20TI-1联锁停机整流单元故障导致控制单元联锁停机30TI-2控制器过热控制器过热，控制器水冷系统故障或水冷管堵塞40SC输出线短路控制器输出线(A1、A2、B1、B2、C1、C2)相互或对地短路60OL过载、堵转电动机负载太重或电动机控制器间连线有误70、100PAPb传感器错误电机传感器接线断线，接错线或传感器积尘80Hn电机超速电动机与控制器连线有误等原因导致电动机转速过高90 当A=3时，BCDE的显示信息意义：当A=3时，显示板的显示信息对应整流单元的状态意义。整流单

28、元正常时：表示整套电控系统的负载率；工作状态显示负载率通讯频率当二台都处于满载运行时1001165当二台都处于一半负载运行时50620当二台都处于空载载运行时065当采煤机单台牵引时，工作台处于满载运行时50620当采煤机单台牵引时，工作台处于一半负载运行时25340负载率对应频率基本按照线性分布，可按照 11×负载率65 公式进行计算。整流单元故障时：表示整流单元的故障类别，见下表所示；显示内容故 障 原 因通讯频率TI-6接触器未吸合（电源缺相电源、上电板故障）20TI-7交流电源电压过低或缺相40TI-8内置回馈单元故障80TI-3控制单元1对应SRD电机过温150TI-4控制

29、单元2对应SRD电机过温300TI-5整流单元过热。600TI-9回馈控制信号线接错1200 通讯频率指控制单元正常运行或故障状态时，通过123（1）、123（2）、123（3）向采煤机数码显示板发出的通讯脉冲频率值。如果BCDE显示“EC”则表示显示通讯故障，即对应的通讯线断或干扰。 该显示板将123（1）、123（2）、123（3）、EO1、EO2的五路输入信号经过光耦隔离后产生五路输出信号（T1、T2、T3、E1、E2），可以用于和采煤机的PLC系统进行通讯，通讯协议参见各种状态介绍中的通讯频率描述内容。T1、T2、T3、E1、E2、GD由一组可插拔的端子输出，为5个以GD公共发射极的O

30、C门输出方式（光耦副边）。10、控制单元的显示板用户在采煤机故障查找时，如果打开防爆柜盖，可以观察二台控制单元的面板显示，指导故障判断。二块显示板分别显示二台电机运行情况。显示说明如下：显示板指示说明：代号名 称说 明1电源指示灯系统接通电源时，此指标灯亮。2运行指示灯SRD起动时亮；停车时灭；故障保护时闪烁。3四位数码管显示电动机转速(转分)或故障类型显示板故障类型说明： 图9 显示板示意图显示内容说 明故 障 原 因-EU-电源电压错误电源电压过高过低TI-1联锁停机整流单元故障导致控制单元联锁停机TI-2控制器过热控制器过热，控制器水冷系统故障或水冷管堵塞-SC-输出线短路控制器输出线(

31、A1、A2、B1、B2、C1、C2)相互或对地短路-OL-过载、堵转电动机负载太重或电动机控制器间连线有误PAPb传感器错误电机传感器接线断线，接错线或传感器积尘-Hn-电机超速电动机与控制器连线有误等原因导致电动机转速过高11、整流单元面板显示用户在采煤机故障查找时，打开防爆柜盖，可以观察整流单元面板的8个数码管显示，指导故障的判断。 2块显示板，分别显示2台电机运行情况。显示说明如下：指示灯颜色故障时状态显示说 明V27绿色灭整流单元交流输入切断。V26红色亮接触器未吸合（电源缺相电源、上电板故障）V25红色亮交流电源电压过低或缺相V24红色亮内置回馈单元故障V23红色亮控制单元1对应SR

32、D电机过温V22红色亮控制单元2对应SRD电机过温V21红色亮整流单元过热。V20红色亮回馈控制信号线接错10 采煤机数码显示板 12、安装与试运行一、 电控系统的机械安装：由于电控系统本身不具有防爆功能，故用于煤矿井下时，须安装在合格的隔爆腔内。 三台功能单元在额定条件工作时，发热量较大，需通过铝散热底板向外传导热量。因此要求隔爆腔内的安装面为水冷却面。为了保证冷却效果，需确保以下问题：隔爆腔的安装面应平整，其粗糙度要求为 。 水冷却量不低于10升/分，冷却水温不高于250C 。电控系统的三台功能单元的铝散热底板同隔爆腔安装面间涂导热硅脂，用量以二者压紧时底板四周有少量导热硅脂挤出为宜。各单元的铝散热底板分别用5根M8的螺钉紧固在安装面上，要确保每根螺钉有足够的紧固力矩。（外型参见图3所示） 总线单元需固定在三台功能单元的上方，不需要水冷却面。（参见图3所示） 随机提供的采煤机数码显示板建议安装在采煤机隔爆腔的盖板窗口处。（安装尺寸参见图8所示） 选用内置回馈单元的产品，应将外置滤波电感固定在箱壁上。（安装尺寸见图5）二、电控系统的电气连接： 按照图7所示，插牢所有功能单元的航空插头，并锁紧。 按照图7所示及第7章“接线