采掘机械设备的电气控制课件

第三章采掘机械设备的电气控制第一节控制电器一、接触器交流、直流两种交流接触器短路铜环原理及作用三、主令控制器多触点、多位置二、继电器1第三章采掘机械设备的电气控制第一节控制电器一、接触器第二节控制线路图的绘制原则及分析方法

控制线路图通常分为原理接线图和安装接线图。原理接线图是说明控制线路的工作原理的，图中各电器元件一般不按其实际位置绘制；安装接线图是供控制线路的安装、维修用的，图中各电器元件都按实际位置绘制。为使控制线路图绘制统一，一般应按下列原则进行：(1)把全部电路分成主回路、控制回路和辅助回路。电动机等强电流电路属主回路，接触器和继电器线圈等小电流电路属控制回路，其他如信号、测量等电路属辅助回路。2第二节控制线路图的绘制原则及分析方法控制线路图通常分主回路一般画在图纸的上方或左方，用较粗的线绘出；控制或辅助回路用较细的线，画在纸的下方或右方；控制回路电源线垂直画在两侧，各并联支路平行地画在两控制电源线之间，排列顺序应尽量符合电器元件的动作顺序。(2)图中各电器元件应按规定的图形符号和文字符号表示。同一电器元件，必须用相同的文字符号。例如有两个相同的接触器KM，可用1KM、2KM表示。一个继电器有一个线圈K和三个接点，则接点可表示为K1、K2、K3。(3)电路中的接点位置按线圈不通电(或未加外力)时的位置画出。3主回路一般画在图纸的上方或左方，用较粗的线绘出；控制或辅助回控制线路中常用的图形符号及文字符号见表3．2所示。4控制线路中常用的图形符号及文字符号见表3．2所示。4如图3．12所示为鼠笼型电动机的控制线路图。图a是原理展开图；图b是安装接线图。5如图3．12所示为鼠笼型电动机的控制线路图。图a是原理展开图第三节矿用隔爆磁力启动器6第三节矿用隔爆磁力启动器6778899101011111212131314141515161617171818第四节采煤机组的电气控制19第四节采煤机组的电气控制19第三节采煤机电气系统一、采煤机的牵引特性二、交流变频电牵引的基本原理三、变频调速的基本原理四、MG300/720-AWD型采煤机的电气系统20第三节采煤机电气系统一、采煤机的牵引特性202121电牵引采煤机的特点：采煤机的牵引方式：采煤机有机械牵引、液压牵引和电牵引可实现无级调速采用可编程控制器和多种传感器，具有完善的控制、保护、检测、诊断、显示系统能实现对采煤机的人工控制、自动控制和遥控22电牵引采煤机的特点：采煤机的牵引方式：可实现无级调速22一、采煤机的牵引特性牵引时的受力分析：采煤机与输送机之间的摩擦阻力采煤机在倾斜的输送机上由自身重量产生的下滑力滚筒割煤时的截割阻力在生产过程中各力都是变化的23一、采煤机的牵引特性牵引时的受力分析：在生产过程中各力都是变牵引时的特点：1、恒牵引力、恒功率特性截割时最大牵引力恒定，速度可调调动时要求牵引速度高。24牵引时的特点：1、恒牵引力、恒功率特性截割时最大牵引力恒定，2、四象限特性采煤机在生产过程中需要两个方向运行，以一个方向的速度为正，相反方向则为负。一般情况下采煤机是在牵引力作用下才能前进，而当采煤机沿倾斜工作面向下坡方向调动时，下滑力的作用方向与运行方向相同，拖动电机运转。252、四象限特性采煤机在生产过程中需要两个方向运行，以一个方向

3、截割功率调节特性

在割煤过程中，采煤机的牵引速度越快，生产率越高，截割电动机的负载也越重。反之，牵引速度越慢，截割电动机的负载也越轻

采煤机牵引系统具有自动调节牵引速度使截割电机工作在额定状态下的性能，通常把这种性能称为恒功率调节性能。263、截割功率调节特性在割煤过程中，采煤机的牵二、交流变频电牵引的基本原理1、交流异步电机的调速调速方式：改变磁极对数p、调节转差率s:、改变供电电源频率f目前，在采煤机上，采用改变供电电源频率f的调速方式最为常见。27二、交流变频电牵引的基本原理1、交流异步电机的调速调速方式：2、变频调速的基本原理由电机的基本理论知道，三相异步电机的每相电势有效值为1)基频以下恒转矩2)基频以上恒功率1）变频调速的基本控制方式282、变频调速的基本原理由电机的基本理论知道，三相异步电机的每2）变频器的基本构成变频器：交-交交-直-交两种292）变频器的基本构成变频器：交-交293）正弦脉宽调制变频器的工作原理(1)SPWM的形成303）正弦脉宽调制变频器的工作原理(1)SPWM的形成30(2)变频器的工作原理31(2)变频器的工作原理31(3)SPWM的形成32(3)SPWM的形成323333四、MG300/720-AWD型采煤机的电气系统功能：通过电磁启动器远控方式，在采煤机上完成采煤机的启动、停止(兼闭锁);通过电磁启动器远控方式，在采煤机上完成工作面输送机的停止(兼闭锁);采煤机左、右截割电动机的温度监测和135℃、155℃热保护;采煤机左、右截割电动机的功率监测和恒功率自动控制、过载保护;

采煤机为多电机横向布置、机载式交一直一交变频调速，链轮销轨式无链牵引。控制和保护系统采用可编程控制器(PLC)和中文液晶显示器(LCD)以及较多的传感器构成，适用于采高在1.4m一2.8m,煤层倾角不大于15.的较薄煤层开采。34四、MG300/720-AWD型采煤机的电气系统功能：1、电气系统组成351、电气系统组成352、采煤机的电气控制设备1）组合式电气箱（1）接线腔：通过过线组、接线柱喇叭口与外部及各腔连接362、采煤机的电气控制设备1）组合式电气箱（1）接线腔：通（2）高压腔高压腔内部装有：1台3300V隔离开关（与电磁启动器闭锁）1台真空接触器（控制截割电机）2套用于检测左、右截割电动机主回路电流互感器组件1套用于显示主电源的显示器1套电源组件37（2）高压腔高压腔内部装有：37电控腔内部装有:电源组件，其包括控制变压器、熔断器、整流桥、非本安电源模块、本安电源模块等。可编程控制器(PLC)，采用模块式组合结构，在PLC左边还装有冷却风扇。控制盒，(PA1一端头站接收盒、PA2一遥控接收盒、PA7一电流及瓦斯信号处理盒)。（3）电控箱38电控腔内部装有:（3）电控箱38腔内主要安装有：一个真空接触器、两个变频器、两个再生单元、变频器外围控制电路两个风扇（变频器冷却用）（4）变频器箱该腔为水冷的隔爆腔体，变频器运行过程中产生的热量经外壳随冷却水带走39腔内主要安装有：（4）变频器箱该腔为水冷的隔爆腔体，变频器运2）无线电遥控发射机3）端头站4）其他：电磁阀、瓦斯弹探头、热敏电阻402）无线电遥控发射机401）主回路2）先导控制回路3）输送机闭锁回路4）液压泵电动机控制回路5）截割电机控制回路6）变频器系统7）变频器的外围电路8）变频器的控制回路9）PLC10）控制盒11）滚筒升降的先导电磁阀控制电路3、采煤机电气控制系统的基本原理411）主回路3、采煤机电气控制系统的基本原理414、采煤机电气系统保护原理及电路1）恒功率自动控制2）重载反牵3）截割电动机的热保护4）牵引电动机的负荷控制5）瓦斯超限保护系统6）漏电保护7）系统参数记忆424、采煤机电气系统保护原理及电路1）恒功率自动控制425、采煤机电气系统操作1）采煤机主机操作（1）启动①合上高压隔离开关②解除闭锁③主启动（2）停止（3）运输机闭锁（4）摇臂升降2）牵引操作

（1）牵引启动（2）速度给定（3）方向选择（4）方式选择（5）牵停（6）显示操作435、采煤机电气系统操作1）采煤机主机操作43第四节EHZ-160SH掘进机电气控制系统一、电气系统的结构和特点

EHZ-1605H掘进机的电气系统主要是由KX]T-55/1140E矿用隔爆兼本安型控制箱,TJl-24E矿用隔爆兼本安型操纵箱、外围设备组成。主回路采用1140V供电。44第四节EHZ-160SH掘进机电气控制系统一、电气系统4545EHZ-160SH的特点：（1）通过电磁启动器远控方式，在掘进机上完成掘进机的启动、停止(兼闭锁)功能，有启动预警功能。（2）以灵活通用、高可靠性的可编程控制器(PLC)为核心，系统控制简单可靠。（3）装有各种传感器，对系统运行状态和故障进行全面检测和监测。（4）采用大屏幕液晶显示器，提供全中文显示界面，系统运行状态一目了然。（5）具有参数记忆功能，便于系统维护和维修。（6）电控系统具备一定的故障自诊断能力。46EHZ-160SH的特点：46（1）能控制EBZ一160SHME进机的液压泵电动机和截割电动机的启动和停止以及装运电动机的正反转。（2）在控制电源电压为额定电压的75%一1150,6时，电控箱中的接触器、继电器等能正常地工作，当控制电压降低到60%时，处于吸合状态下的电磁元器件不应释放。（3）控制箱隔离开关和前门具有坚固可靠的电气和机械闭锁装置。（4）液压泵电动机启动之前，必须先按警铃按钮预警后，方能启动液压泵电动机，并且要在5s一20s之内开机，否则打铃预警无效，重新打铃。二、电控系统的主要性能47（1）能控制EBZ一160SHME进机的液压泵电动机和截割（5）截割电动机是在启动油泵电动机后在第5s一20。之内，允许截割电动机启动，超过此时间，则须重新按警铃按钮预警并在5。一20s之内才能启动截割电动机;装运电动机必须在液压泵电动机运行后才可以开启。48（5）截割电动机是在启动油泵电动机后在第5s一20。之内，允三、电气控制箱49三、电气控制箱49四、电气动系统工作原理先导回路主回路控制回路控制电路动作原理（1）警铃信号（2）液压泵电动机启动与停止（3）截割电动机启动与停止（4）装运电动机回路的正反转控制与停止（5）支护开关（6）主电压显示器（7）故障显示50四、电气动系统工作原理先导回路505151保护性能及参数（1）漏电闭锁（2）过载保护（3）电动机过热保护（4）邮箱温度及油位保护（5）短路及断相保护52保护性能及参数52五、电控设备的操作与维护53五、电控设备的操作与维护53放映结束！无悔无愧于昨天，丰硕殷实的今天，充满希望的明天。54放映结束！无悔无愧于昨天，丰硕殷实的今天，充满希望的明天。5第三章采掘机械设备的电气控制第一节控制电器一、接触器交流、直流两种交流接触器短路铜环原理及作用三、主令控制器多触点、多位置二、继电器55第三章采掘机械设备的电气控制第一节控制电器一、接触器第二节控制线路图的绘制原则及分析方法

控制线路图通常分为原理接线图和安装接线图。原理接线图是说明控制线路的工作原理的，图中各电器元件一般不按其实际位置绘制；安装接线图是供控制线路的安装、维修用的，图中各电器元件都按实际位置绘制。为使控制线路图绘制统一，一般应按下列原则进行：(1)把全部电路分成主回路、控制回路和辅助回路。电动机等强电流电路属主回路，接触器和继电器线圈等小电流电路属控制回路，其他如信号、测量等电路属辅助回路。56第二节控制线路图的绘制原则及分析方法控制线路图通常分主回路一般画在图纸的上方或左方，用较粗的线绘出；控制或辅助回路用较细的线，画在纸的下方或右方；控制回路电源线垂直画在两侧，各并联支路平行地画在两控制电源线之间，排列顺序应尽量符合电器元件的动作顺序。(2)图中各电器元件应按规定的图形符号和文字符号表示。同一电器元件，必须用相同的文字符号。例如有两个相同的接触器KM，可用1KM、2KM表示。一个继电器有一个线圈K和三个接点，则接点可表示为K1、K2、K3。(3)电路中的接点位置按线圈不通电(或未加外力)时的位置画出。57主回路一般画在图纸的上方或左方，用较粗的线绘出；控制或辅助回控制线路中常用的图形符号及文字符号见表3．2所示。58控制线路中常用的图形符号及文字符号见表3．2所示。4如图3．12所示为鼠笼型电动机的控制线路图。图a是原理展开图；图b是安装接线图。59如图3．12所示为鼠笼型电动机的控制线路图。图a是原理展开图第三节矿用隔爆磁力启动器60第三节矿用隔爆磁力启动器6617628639641065116612671368146915701671177218第四节采煤机组的电气控制73第四节采煤机组的电气控制19第三节采煤机电气系统一、采煤机的牵引特性二、交流变频电牵引的基本原理三、变频调速的基本原理四、MG300/720-AWD型采煤机的电气系统74第三节采煤机电气系统一、采煤机的牵引特性207521电牵引采煤机的特点：采煤机的牵引方式：采煤机有机械牵引、液压牵引和电牵引可实现无级调速采用可编程控制器和多种传感器，具有完善的控制、保护、检测、诊断、显示系统能实现对采煤机的人工控制、自动控制和遥控76电牵引采煤机的特点：采煤机的牵引方式：可实现无级调速22一、采煤机的牵引特性牵引时的受力分析：采煤机与输送机之间的摩擦阻力采煤机在倾斜的输送机上由自身重量产生的下滑力滚筒割煤时的截割阻力在生产过程中各力都是变化的77一、采煤机的牵引特性牵引时的受力分析：在生产过程中各力都是变牵引时的特点：1、恒牵引力、恒功率特性截割时最大牵引力恒定，速度可调调动时要求牵引速度高。78牵引时的特点：1、恒牵引力、恒功率特性截割时最大牵引力恒定，2、四象限特性采煤机在生产过程中需要两个方向运行，以一个方向的速度为正，相反方向则为负。一般情况下采煤机是在牵引力作用下才能前进，而当采煤机沿倾斜工作面向下坡方向调动时，下滑力的作用方向与运行方向相同，拖动电机运转。792、四象限特性采煤机在生产过程中需要两个方向运行，以一个方向

3、截割功率调节特性

在割煤过程中，采煤机的牵引速度越快，生产率越高，截割电动机的负载也越重。反之，牵引速度越慢，截割电动机的负载也越轻

采煤机牵引系统具有自动调节牵引速度使截割电机工作在额定状态下的性能，通常把这种性能称为恒功率调节性能。803、截割功率调节特性在割煤过程中，采煤机的牵二、交流变频电牵引的基本原理1、交流异步电机的调速调速方式：改变磁极对数p、调节转差率s:、改变供电电源频率f目前，在采煤机上，采用改变供电电源频率f的调速方式最为常见。81二、交流变频电牵引的基本原理1、交流异步电机的调速调速方式：2、变频调速的基本原理由电机的基本理论知道，三相异步电机的每相电势有效值为1)基频以下恒转矩2)基频以上恒功率1）变频调速的基本控制方式822、变频调速的基本原理由电机的基本理论知道，三相异步电机的每2）变频器的基本构成变频器：交-交交-直-交两种832）变频器的基本构成变频器：交-交293）正弦脉宽调制变频器的工作原理(1)SPWM的形成843）正弦脉宽调制变频器的工作原理(1)SPWM的形成30(2)变频器的工作原理85(2)变频器的工作原理31(3)SPWM的形成86(3)SPWM的形成328733四、MG300/720-AWD型采煤机的电气系统功能：通过电磁启动器远控方式，在采煤机上完成采煤机的启动、停止(兼闭锁);通过电磁启动器远控方式，在采煤机上完成工作面输送机的停止(兼闭锁);采煤机左、右截割电动机的温度监测和135℃、155℃热保护;采煤机左、右截割电动机的功率监测和恒功率自动控制、过载保护;

采煤机为多电机横向布置、机载式交一直一交变频调速，链轮销轨式无链牵引。控制和保护系统采用可编程控制器(PLC)和中文液晶显示器(LCD)以及较多的传感器构成，适用于采高在1.4m一2.8m,煤层倾角不大于15.的较薄煤层开采。88四、MG300/720-AWD型采煤机的电气系统功能：1、电气系统组成891、电气系统组成352、采煤机的电气控制设备1）组合式电气箱（1）接线腔：通过过线组、接线柱喇叭口与外部及各腔连接902、采煤机的电气控制设备1）组合式电气箱（1）接线腔：通（2）高压腔高压腔内部装有：1台3300V隔离开关（与电磁启动器闭锁）1台真空接触器（控制截割电机）2套用于检测左、右截割电动机主回路电流互感器组件1套用于显示主电源的显示器1套电源组件91（2）高压腔高压腔内部装有：37电控腔内部装有:电源组件，其包括控制变压器、熔断器、整流桥、非本安电源模块、本安电源模块等。可编程控制器(PLC)，采用模块式组合结构，在PLC左边还装有冷却风扇。控制盒，(PA1一端头站接收盒、PA2一遥控接收盒、PA7一电流及瓦斯信号处理盒)。（3）电控箱92电控腔内部装有:（3）电控箱38腔内主要安装有：一个真空接触器、两个变频器、两个再生单元、变频器外围控制电路两个风扇（变频器冷却用）（4）变频器箱该腔为水冷的隔爆腔体，变频器运行过程中产生的热量经外壳随冷却水带走93腔内主要安装有：（4）变频器箱该腔为水冷的隔爆腔体，变频器运2）无线电遥控发射机3）端头站4）其他：电磁阀、瓦斯弹探头、热敏电阻942）无线电遥控发射机401）主回路2）先导控制回路3）输送机闭锁回路4）液压泵电动机控制回路5）截割电机控制回路6）变频器系统7）变频器的外围电路8）变频器的控制回路9）PLC10）控制盒11）滚筒升降的先导电磁阀控制电路3、采煤机电气控制系统的基本原理951）主回路3、采煤机电气控制系统的基本原理414、采煤机电气系统保护原理及电路1）恒功率自动控制2）重载反牵3）截割电动机的热保护4）牵引电动机的负荷控制5）瓦斯超限保护系统6）漏电保护7）系统参数记忆964、采煤机电气系统保护原理及电路1）恒功率自动控制425、采煤机电气系统操作1）采煤机主机操作（1）启动①合上高压隔离开关②解除闭锁③主启动（2）停止（3）运输机闭锁（4）摇臂升降2）牵引操作

（1）牵引启动（2）速度给定（3）方向选择（4）方式选择（5）牵停（6）显示操作975、采煤机电气系统操作1）采煤机主机操作43第四节EHZ-160SH掘进机电气控制系统一、电气系统的结构和特点

EHZ-1605H掘进机的电气系统主要是由KX]T-55/1140E矿用隔爆兼本安型控制箱,TJl-24E矿用隔爆兼本安型操纵箱、外围设备组成。主回路采用1140V供电。98第四节EHZ-160SH掘进机电气控制系统一、电气系统9945EHZ-160SH的特点：（1）通过电磁启动器远控方式，在掘进机上完成掘进机的启动、停止(兼闭锁)功能，有启动预警功能。（2）以灵活通用、高可靠性的可编程控制器(PLC)为核心，系统控制简单可靠。（3）装有各种传感器，对系统运行状态和故障进