第3章采掘机械设备的电气控制

第3章

采掘机械设备的电气控制本章讨论采掘机械设备常用的电气控制问题。引见有触点控制系统中常用的控制电器和控制线路图的绘制与分析方法.井下低压控制系统中常用的磁力起动器及其控制原理.采煤机组的电气控制、掘进任务面的风电闭锁和掘进机械的电气控制。第一节控制电器用来实现电动机的启动、停顿、反转和调速等控制过程。矿山常用的控制电器有控制器、主令电器、继电器和接触器等。下面我们简要引见有关控制电器。一、接触器接触器是一个由电磁铁带动的开关：在控制电路中，它起着接通或切断电动机主电路的作用。接触器有直流和交流两种，直流接触器普通做成单极的，交流接触器那么普通做成三极的。二、继电器继电器是一种灵敏的小型自动控制电器。它能反映某些机电参数的变化(如电流、电压、时间、压力等)，并用其接点断开或接通电气回路，到达控制目的。1．电磁式电流或电压继电器它由线圈、铁心、衔铁、接点等组成。按线圈经过电流种类的不同可分交流和直流两种；按功用不同，最常用的为电流和电压两种。2．电磁式时间继电器三、主令电器在控制电路中，起着发号施令作用的电器称为主令电器。按钮、万能转换开关、终端开关和主令控制器等均属主令电器。四、控制器控制器是一种具有很多接点的转换开关。用来直接控制直流电动机或绕线式感应电动机的主电路，使电动机进展启动、制动、反向和调速等。目前广泛运用的有鼓形控制器与凸轮控制器。1．鼓形控制器2．凸轮控制器第二节控制线路图的绘制原那么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。原理接线图是阐明控制线路的任务原理的，图中各电器元件普通不按其实践位置绘制；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践位置绘制。为使控制线路图绘制一致，普通应按以下原那么进展：(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、丈量等电路属辅助回路。主回路普通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，陈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，必需用一样的文字符号。例如有两个一样的接触器KM，可用lKM、2KM表示。一个继电器有一个线圈K和三个接点，那么接点可表示为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。第三节矿用隔爆磁力起动器隔爆磁力起动器是一种组合电器，它主要由隔分开关、接触器、熔断器、过热过流继电器、按钮等组成，装在隔爆外壳中，用来控制和维护电动机。一、QC83系列隔爆磁力起动器本系列隔爆磁力起动器，用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的矿井中，控制维护低压电动机。它包括以下型号：Qc83．80、Qc83—80N、Qc83．120、QC83．225型。1．QC83．80型磁力起动器这种起动器可以用来控制40kW(电网电压为660V时)或30kW(电网电压为380V时)以下的鼠笼型电动机，如井下的小型保送机、部分通风机和小水泵等。2QC83-80N型可逆磁力控制器这种起动器是用来控制需求经常正、反转的机械，如井下小绞车等。它相当于两个QC83-80型起动器组合在一个隔爆外壳内，外壳的前后各有一个转盖。起动器本身只需一个停顿按钮STP,必需外接一个向前(FW)、向后(BW),停顿(1STP)三联按钮。如下图为这种起动器的接线图。图中1KM为正转接触器，2KM为反转接触器。下面阐明它的控制过程。1正转控制2反转控制3.QC83-120(225)型磁力起动器它包括120A和225A两种，它们的机械构造与电气线路完全一样，只是额定容量不同。普通用来控制大容量保送机或采煤机组。与QC83-80型磁力起动器相比较，这两种磁力起动器有如下特点:(1)由于起动器容量增大，接触器接点容量增大，因此其电磁铁容量要求相应增大。为了不增大电磁铁体积，故将接触器线圈的电压由36V增大到380V(660).按煤矿平安规程要求，井下控制回路电压不得超越36V，故控制回路中添加36V中间继电器，用它的接点控制接触器线圈。(2)维护比较完善。采用过热--过流继电器。如下图为QC83-120(225)型磁力起动器原理展开图。二、QCKB型千伏级磁力起动器它适用于有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井中，作为交流电压在1140以下的三相鼠笼型电动机启动、停顿、换向用。起动器具有失压、过载、断相、短路等维护，并具有漏电闭锁功能。其控制电路为本质平安型，根据需求可实现就地、远间隔和程序控制。1，构造特点及技术数据QCKB30型磁力起动器的外形如下图;它由外壳、芯子和托架三部分组成。外壳由圆形主腔4和焊接在其上方的接线箱1组成。接线箱左右两侧有主回路喇叭口3，前面有控制回路喇叭口2,箱内有对应的接线柱，供电缆衔接之用。主腔前面是大盖，大盖采用提升门式构造;盖上有察看孔6，供察看显示各种缺点的灯光指示。主腔左面有翻开大盖用的提升机构11，右面装有隔分开关手柄5，机械连锁杆7和按钮8。为了安装和挪动方便，整个外壳装在托架10上。在托架上装有外接地螺钉9.主腔右面的隔分开关操作手柄5，对300A起动器有分闸，正、反合闸和正、反实验5个位置。手柄置于实验位置时，可在主回路不送电的情况下对控制维护回路进展实验。对其他规格的起动器，手柄只需分闸和正、反合闸3个位置。隔分开关与主腔大盖间有机械闭锁，只需当它在分闸位置时才干翻开大盖，而大盖翻开后那么隔分开关合不上闸。隔分开关与接触器间有电气闭锁，保证在正常情况下，隔分开关为无载操作。主腔大盖采用提升门式构造，开启比较方便。开启大盖前，事先按下停顿按钮，把隔分开关手柄置于分闸位置，解除隔分开关与大盖的机械闭锁;然后提起机械手把，其上的凸轮便将大盖抬起，使弧形爪彼此脱离，大盖便可绕左侧转轴旋转翻开。关合大盖的过程与此相反。大盖关紧后，分别依托主腔法兰和大法兰上的弧形爪来保证主腔的隔爆间隙，使之满足隔爆要求。主腔内的后上部装着隔分开关本体，其电源侧接线端子前面装有电源警戒板，以防触电。其伸出外壳的手柄，除有分合闸指示外，还有限位安装，用来实现对电动机转向的记忆和防止快速反向的误操作。主腔后下部装着降压变压器。为了使起动器能在不同电压等级的网络上任务，变压器原边设有1140V与660V或660V与380V的抽头，以便于改接。变压器副边具有各种必要的低压输出，以供控制、维护回路之用。起动器的其他元件均装在可抽出的芯子上。芯子能灵括地在主腔内的V形导轨上滑动，可动的芯子与不动的壳体的电气衔接，主回路用触头衔接，控制维护回路用插销衔接。整个芯子推进壳内以后，用两个螺钉把它固定在壳体上，构成一个整体。三、常用隔爆磁力起动器的特点及技术数据国产隔爆磁力起动器除上面引见的两个系列外，还有一些其他型号的磁力起动器，下面简要引见其特点。1.DQZBH-300/1140型千伏级真空磁力起动器它是隔爆兼平安火花型、采用抽芯式构造的磁力起动器。起动器壳体上装有真空隔分开关、按钮等，其他电气元件安装在抽屉式芯架上。抽屉式芯架上主要装有真空接触器及控制维护组件。真空接触器主要由真空开关管(装有动静触头的真空灭弧室)和开关操作系统组成。由于真空开关灭弧性能好，维修任务量很小，近来真空磁力起动器得到了推行运用。目前，己有部分仪83型系列磁力起动器的空气接触器用真空接触器取代(由厂家提供真空接触器，运用单位自行改装)。真空磁力起动器的控制维护组件包括控制电路和维护电路部分。控制电路由本质平安先导控制电路、中间控制电路和接触器控制电路组成。维护电路由电源组件、过流维护分压器组件、过流维护组件、漏电闭锁组件、延时组件以及真空灭弧室漏气闭锁拉力继电器等组成。控制维护组件可实现单台就地控制和远间隔控制多台连锁控制，当开关合闸前负载回路绝缘程度不好(漏电)可实现漏电闭锁;当过负荷、短路及真空灭弧室漏气时可使开关跳闸。2.QC815型系列隔爆磁力起动器这种磁力起动器有30A和80A两种，与(QC83-80)型根本一样。不同处是隔爆主腔内的芯架可以抽出，便于检修;同时30A起动器设有热继电器作为过载维护。3.QC810型系列隔爆磁力起动器这种与QC83型系列比较，其隔爆主腔中的芯架可以抽出，便于检修;采用了热继电器作为过载维护，熔断器作为短路维护元件，控制回路为直流(半波整流)本质平安型电路，平安、可靠。4.DQBH型隔爆磁力起动器它是隔爆兼本质平安型的起动器，采用方形外壳和抽屉式芯架。控制回路为直流本质平安回路;短路维护采用熔断器，过载、断相维护采用热继电器。5.BQD10型系列隔爆磁力起动器这是QC系列磁力起动器之后消费的广泛用于380/660V系统的一类磁力起动器。起动器主要由交流接触器(空气式为K，真空式为Z),隔离换向开关、控制变压器、控制按钮、熔断器、维护组件及隔爆外壳组成。外壳为圆筒转盖式构造，转盖与隔分开关的手柄相互闭锁，可逆式的具有机械连锁和电气连锁。起动器采用JDB综合维护器，具有过载、断相、短路、漏电闭锁等缺点维护。6.QJZ系列隔爆兼本质平安型磁力起动器它是用于660/1140V系统的一类磁力起动器。起动器主要由方形隔爆外壳、和门上芯子等三部分组成。起动器采用本质平安型控制系统，具有过载、断相、短路、漏电闭锁、过电压等维护。常用国产磁力起动器的主要技术数据见表所示。第四节采煤机组的电气控制一、单滚筒采煤机组的电气设备及其控制1.任务面电气设备的布置如下图为单滚筒采煤机组任务面电气设备布置表示图。机械化采煤任务面的电气设备任务环境恶劣(空气潮湿、涌水量较大和存在着瓦斯、煤尘爆炸危险)，任务空间狭窄，设备挪动频繁，设备容量较大且负荷变化大，故对电网冲击大。因此要求:电网容量要大，供电质量要好，供电平安、可靠;任务面电气设备应采用隔爆型或本质平安型;电动机要有大的启动力矩，小的启动电流，强的过负荷才干和较高的功率因数。2:MLQ1-80型单滚筒可调高采煤机的电气设备1)DMB-60型隔爆电动机它的长时任务容量为60KW，小时任务容量为80KW;额定电压为380V/660V电动机采用外部风冷式，靠牵引部端转子轴上的风扇进展冷却;电动机放在采煤机电动机部的隔爆外壳中，侧面隔爆空腔内有电动机端子，两端分别为牵引部和截割部。

2〕DH-3型换向开关(控制器)装在采煤机左侧的隔爆腔内，其作用是使采煤机电动机换向，但必需在断电情况下进展。它是一个鼓型控制器，由两组固定接点、一个鼓型凸轮轴组成的可动接点及附属安装(闭镇开关、微动开关、灭弧罩等组成。如下图为控制器接点展开表示图。由图可知，控制器手把有三个位置(正、反、停)，假设图示为“正转〞位置，那么当凸轮转到“反转〞位置时，可动接点上部翻转到下部，就实现了电动机的换向。微动开关接在磁力起动器的远方操作回路中，经过闭锁安装使控制器主接点与辅助接点(微动开关)之间实现电气闭锁，即在接通时控制器主接点在先，辅助接点在后;在断开时辅助接点在先，主接点在后。这样就可保证用放在平巷中的磁力起动器接通、切断采煤机的负荷电流，保证不在任务面直接接通采煤机，以利平安。3)接线盒(电缆引进箱)3.采煤机的单独控制系统由于采煤任务面的条件恶劣，故对采煤机组的控制提出以下要求:第一，应有零电压维护，以防止电动机自启动而呵斥事故。第二，能在采煤机上远间隔停顿保送机，以保证消费平安。第三.最好不在任务面内切断负载电流，以免呵斥爆炸事故。采煤机组的控制系统图采煤机组的控制过程如下所述。1预备启动2启动3停顿4采煤机组与任务面保送机的结合控制第五节掘进机械的电气控制一、掘进任务面的风电闭锁安装<煤矿平安规程>第一百二十八条规定:运用部分