矿山电工学(5控制)井下设备电气控制

1、第五章 井下设备电气控制第一节 控制基础第二节 控制图及常用控制方法第三节 矿用隔爆磁力起动器第四节 采煤机组的控制第五节 掘进机械的电气控制 矿山电工学 531 控制基础5-1 控制基础 本节简介：一、电气控制 ：二、控制电器 ：1、接触器： 2、继电器： 3、主令电器：4、控制器：一、电气控制： 所谓电气控制就是利用一些装置或起动器来控制用电设备的起动、停车、正转、反转、调速等，称之为电气控制。用来实现以上功能的电器称为控制电器。二、有关控制电器介绍： 1、接触器： 接触器是一个由电磁铁带动触点动作的一种开关，在电路中，起着接通或切断主电路的作用。 直流接触器：如图5-1所示P225。 交

2、流接触器：如图5-2所示P226。 矿山电工学 5-1直流接触器图 直流接触器结构示意图 矿山电工学 5-1 图 交流接触器的外形与结构 矿山电工学 5-1矿山电工学 5-1接触器的工作原理 当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作：常闭触头断开，常开触头闭合，两者是联动的；当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放使触头复原：常开触头断开，常闭触头闭合。矿山电工学 5-1接触器的图形符号和文字符号：低压电器的型号表示法 国产常用低压电器的全型号组成形式如下：接触器的型号、含义31 控制基础2.继电器： 继电器是一种灵敏的小型自动控制电器，一

3、般用在控制回路中。它能根据主回路参数的变化（如电流、电压、时间、压力等）使其连接点断开或接通，达到控制的目的。 电磁式电流、电压继电器：如图5-5所示P227。 时间继电器：如图5-7所示P227。3.主令电器： 在控制电路时，起到发号施令作用的电器称之为主令电器。如图5-9所示P228。 4.控制器： 通常用于电动机的启动或调速。如图5-10所示P229。矿山电工学 5-1矿山电工学 5-1矿山电工学 5-1结构工作原理 在按下按钮帽令其动作时，首先断开动断触点，再通过一定行程后才接通动合触点；松开按钮帽时，复位弹簧先将动合触点分断，通过一定行程后动断触点才闭合。按钮的结构及工作原理矿山电工

4、学 5-1矿山电工学 5-1矿山电工学 5-1 常用低压控制电器分类 接触器交流接触器直流接触器继电器电磁式继电器电压继电器中间继电器电流继电器热继电器时间继电器直流电磁式空气阻尼式电动式电子式温度继电器速度继电器压力继电器开关电器低压断路器刀开关装置式开启式智能式行程开关直动式滚动式微动式熔断器管式螺旋塞式快速式其它电器(如按钮、指示灯等)31 控制基础本节小结：一、电气控制 ：二、控制电器 ：1、接触器： 2、继电器： 3、主令电器：4、控制器： 矿山电工学 5-132 控制图及常用控制方法5-2 控制图及常用控制方法本节介绍：看图：1、 原理图；2、安装接线图； 绘图：常用控制方法：单向

5、控制；双向控制。一、分类： 原理图：包括主回路、控制回路、辅助回路。 安装接线图：元件位置，接线位置。（一）原理图： 1、主回路：为用电设备提供动力电的回路为主回路。 2、控制回路：提供给接触器线圈和继电器线圈的电流（电压）回路为控制回路。 3、辅助回路：主要指信号、测量和保护等回路。（二）安装接线图： 为安装和施工提供的图。 矿山电工学 5-232 控制图及常用控制方法二、绘图原则： 1、分成主回路，控制回路，辅助回路来绘制； 2、用规定的图符表示元件表5-2所示P231； 3、接点位置按无电状态画出； 4、交叉电气接点画上黑点。三、常用控制方法： 1、单向控制：当工作机械只要求或只允许电动

6、机正常工作时间向一个方面旋转时，就须用单向控制线路，如井下的水泵、局扇等。如图所示。 2、双向控制：也就是我们常说的电动机正反转的控制，企业需要正反转的设备有很多，如提升机、天车、车床等。一般用换相序来实现，如图所示。矿山电工学 5-232 控制图及常用控制方法矿山电工学 5-2在Ss双向31 控制基础本节小结：一、控制图分类：二、绘图原则：三、常用控制方法： 矿山电工学 5-233 矿用隔爆磁力起动器5-3 矿用隔爆磁力起动器 磁力起动器是一种组合电器，主要由隔离开关、接触器（真空断路器）、保护装置（综保器、熔断器、过流过热继电器）、按钮等元件组成一个整体，装在符合防爆要求的外壳中，用来控制

7、和保护单台电动机。本节简介：第一、QBZ系列;第二、BQD系列；第三、QJZ系列；第四、KJZ3-1500/3300组合开关。一、QBZ系列： QBZ-80（120、200）-660（380）型隔爆真空磁力起动器： 1、符号含义：QBZ-N Q-起动器；B-隔爆；Z-真空；-额定电流； -额定电压；N可逆。 2、结构：如图所示。由壳体和真空本体组成，隔离开关手柄与停止按钮和前盖有机械闭锁。矿山电工学 5-3QBZ-200-660型真空电磁启动器结构图 真空管矿山电工学 5-3隔离开关手柄电动机综保器接线箱33 矿用隔爆磁力起动器3、功能：起动、停止、手动正、反转。4、控制方法：有三种：近控、远

8、控、连锁控制。5、保护：过负荷、短路、断相、漏电闭锁、过电压、失压。 6、控制原理：（1）近控：如图5-13所示P234。控制方法选择与接线：SA旋至“近”，2号、5号端子连接。启动：按下S2TC上4JDB的触点KS21529 TC下；使K有电K1、K2闭合-KM有电KM1闭合启动。停止：按下S1K失电-K1、K2断开KM失电-KM1断开 停止。故障时：JDB 断开K失电-K1、K2断开KM失电-KM1断开 停止。矿山电工学 5-3（2）远控：如图5-15所示P236。 SA旋至“远”，1号接起动按钮端，2号公共端、9号接停止按钮端。启动：按下S3-TC上4JDB的触点KSA11=S3S49T

9、C下；使K有电K1、K2闭合-KM有电KM1闭合启动。停止：按下S4(S1)K失电-K1、K2断开KM失电-KM1断开 停止。故障时：JDB 断开K失电-K1、K2断开KM失电-KM1断开 停止。 (3)联锁：如图5-14所示P235。6号接下一启动器的1号，13号接下一启动器9号端子。先起动第一台才能起动第二台，停第一台两台同时停。用第一台的KM4来实现。矿山电工学 5-3矿山电工学 5-3矿山电工学 5-3矿山电工学 5-333 矿用隔爆磁力起动器 QBZ-80-660（380）N型隔爆真空可逆磁力起动器 1、用途：小绞车 2、功能：起、停、电动正反转 3、控制方法：远控 4、保护：过负荷

10、、短路、断相、漏电闭锁、过电压、失压。 5、闭锁方式：利用辅助接点和按钮作联锁的控制方式 6、控制原理：如图3-16所示P237. 准备：合上QSTC有电ZB有电对电动机和相关线路进行绝缘检测，为电动机起动做准备。 正转：按下SB2-TC2端ZB4ZB3SB1RKM212QI-FWKM1-QI2433SB3SB22SB49TC1端。 FWKM有电，FWKM3和FWKM2断开，解漏和闭锁，FWKM闭合，电动机正转。 （反转、停止自己分析）。矿山电工学 5-3矿山电工学 5-333 矿用隔爆磁力起动器二、BQD10系列矿用隔爆真空磁力起动器： 1、组成： 壳、芯、托架 2、种类：这种起动器的额定电

11、流有80、120、200A三种，电压有380V、660V、1140V三种。 3、用途：多用综采工作面 4、功能：起、停、换向 5、控制方法：近、远、程控 6、保护功能：失压、过载、断相、短路、漏电闭 锁。 7、技术参数：表5-4所示P238. 8、控制原理：如图5-17所示P239.（自己分析）矿山电工学 5-3矿山电工学 5-3矿山电工学 5-3三、QJZ系列起动器（一）QJZ-80-400型：图 1、组成： 壳、芯、托架 2、种类：这种起动器的额定电流有80-500A多种，电压有380V、660V、1140V三种。 3、用途：多用综采工作面 4、功能：起、停、 5、控制方法：近、远、程控

12、6、保护功能：失压、过载、断相、短路、漏电闭 锁。 7、技术参数：表5-5所示P241. 8、控制原理：如图5-18所示P242.（自己分析）（二）QJZ-2400型：图5-19所示P244.（不讲）QJZ-200/1140型矿用隔爆兼本质安全型真空电磁启动器 QJZ-200/1140型真空电磁启动器外形图矿山电工学 5-333 矿用隔爆磁力起动器矿山电工学 5-3矿山电工学 5-3矿山电工学 5-3四、KJZ3-1500/3300组合开关 1、组成： 壳、芯、托架 2、种类：这种起动器的额定电流有400-1600A多种，电压有3300V一种。 3、用途：多用综采工作面 4、功能：起、停、 5

13、、控制方法：近、程控 6、保护功能：失压、过载、断相、短路、漏电闭 锁。 7、技术参数：表5-6所示P248. 8、控制原理：如图5-21所示P250.（自己分析）33 矿用隔爆磁力起动器本节小结：一、QBZ系列磁力起动器： 二、BQD10系列磁力起动器： 三、QJZ系列磁力起动器：四、KJZ3-1500/3300组合开关： 矿山电工学 5-334 采煤机组的控制3-4 采煤机组的控制本节简介：综采工作面的双滚筒采煤机的控制。 1、MLS3170S型； 2、MGTY250/600-1.1D型。矿山电工学 5-434 采煤机组的控制一、双滚筒采煤机的控制：（MLS3-170）1、主要电气设备及结

14、构组成：图5-23所示P253. 电动机（08）：牵引部隔爆箱（01）：三位四通阀隔爆箱（06）：中间控制箱（05）：电缆接线箱（07）：七芯屏蔽动力电缆：2、控制系统组成和功能：电路的组成：a、电动机主电路及起动、停止控制回路：图5-24所示P254.b、牵引调速和换向回路：图5-25所示P254.c、滚筒调高和机身调斜回路：图5-25所示P254.d、恒功率自动调节回路：图5-26所示P258.矿山电工学 5-4图5-23矿山电工学 5-434 采煤机组的控制控制功能：a、采煤机起动、停止：b、紧急停车和故障自锁： 7SB1、5SB2、8SB2自锁式按钮来实现。c、隔爆开关空载切断或接通时

15、的自锁：8SB2来实现。d、 滚筒升降、牵引调速、机身调斜：牵引调速和换向回路、滚筒调高和机身调斜回路来实现。e、恒功率自动调节：恒功率自动调节回路来实现。矿山电工学 5-434 采煤机组的控制3、双滚筒采煤机的控制： 起动与停车：如图5-24所示P254. a、起动：按下8SB1使1K有电，又使2K有电,从而使KM有电，电动机起动。b、停止：正常停车：用8SB2、5SB2、7SB1；事故停车：用QS(紧急停车)、8SQ(电机温度150)、1SQ(油温75)牵引调速和牵引换向：图5-25所示P254.a、启动牵引前的状况：1SB1（离心开关） b、牵引调速：5SB3、 5SB4 c、牵引换向：

16、5SB3、5SB4（要松一下，再按一下） 矿山电工学 5-4图3-39矿山电工学 5-4矿山电工学 5-434 采煤机组的控制采煤机滚筒升降及机身调斜：图5-25所示P254. a、滚筒升降：左：用5SB5、5SB6按钮来实现。右：用5SB9、5SB10按钮来实现。b、机身调斜：用5SB7、5SB8按钮来实现。 注意：机身调斜和滚筒升降不能同时进行，两滚 筒也不能同时进行升降。（4）采煤机的恒功率自动调节：恒功率自动调节的原理： 一方面，电动机的功率P=VIcos，对于井下的情况，电压和电动机的功率因数可近似认为是常数，因此功率就近似与负荷电流成正比：P=KI。矿山电工学 5-434 采煤机组

17、的控制 另一方面，采煤机的滚筒在截割硬煤或软煤时，功率变化较大，当切割软煤时，所需功率较小，使牵引速度变快。当切割硬煤时，所需的功率最大，使牵引速度变慢，因此牵引速度与电动机的输出功率由直接关系，功率又与电流有关。这样我们利用一个电气装置，能在电动机欠负荷时自动增加采煤机的牵引速度，反之，自动降低牵引速度，从而使电动机保持在接近额定负荷下运行，这就是恒功率自动调节。 调节方法： 当 I1.05Ie时，电子调节器使减速阀得电，牵引速度下降； 当 I0.95Ie时，电子调节器使增速阀得电，牵引速度上升； 从而使电动机始终在恒功率条件下运行。 矿山电工学 5-434 采煤机组的控制优点：a、电动机能

18、在额定负荷下运行，充分发挥采煤机的效率b、防止电动机过载、过热引起的事故，减少停产时间c、减小电动机的冲击，可以延长及其的检修周期和寿命d、减轻司机的操作量及维修工作量。矿山电工学 5-434 采煤机组的控制系统组成：如图5-26所示P258. a、转换开关：8SA；b、电源装置：8VC1、8VC2；c、取样回路：电流互感器TA； d、电子调节器：两个触发器和两个继电器； e、执行元件：是减速电磁阀1YV1和增速电磁阀 1YV2组成 。自动调节过程：如图5-26所示P258. 三种情况：欠载升速 过载降速 正常运行矿山电工学 5-4图3-41矿山电工学 5-434 采煤机组的控制a、欠载升速（

19、I0.95Ie时）欠载 Vbd0VT4导VT2止K1(0) 1YV2(+)加速 Vcd0VT5导VT3止K2(0)1YV2的电回路如下： 8VC1(+)接点K2接点K1(a-p)1YV2(a/-p/)8VC1(-)b、过载降速：（I1.05Ie）过载 Vbd0VT4止VT2导K1(0) 1YV1(+)减速 Vcd0VT5止VT3导K2(0)1YV1的电回路如下： 8VC1(+)接点K/21YV1(a/-p/)8VC1(-)矿山电工学 3-434 采煤机组的控制c、维持原速： 当电动机恰好在最佳范围内运行时，负荷电流为（0.951.05）Ie范围内，此时给定电压Vad小于Vac，而大于Vac，即

20、VacVadVab，导致差值电压Vbd0，而Vcd0，根据前面的分析，显示此时K1得电K2失电，结果接点K2不动，K1打开，时1YV1、1YV2无法得电，于是采煤机就维持原牵引速度运行。过程如下： 额定负载时 Vbd0VT4止VT2导K1(+)1YV2无电 原速 Vcd0VT5导VT3止K2(0)1YV1无电矿山电工学 5-4二、MGTY250/600-1.1D型电牵引采煤机的控制1、组成：如图5-27所示P259. 主要由：滚筒1、摇臂2、牵引部4、高压箱7和机架8等组成。2、电气系统：如图5-28、29所示P261、262. 主要由：主回路、变频装置、监控系统、控制电源等组成。3、控制过程：起动