矿山电工学第三章 井下设备电气控制

第三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返回,31控制基础,3-1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3-2所示P175。交流接触器：如图3-1所示P176。,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3-5所示。时间继电器：如图3-7所示。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3-9所示。4.控制器：通常用于电动机的启动或调速。如图3-10所示。,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：返回,32控制图及常用控制方法,3-2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。,32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P181表3-2；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。,32控制图及常用控制方法,L1L2L3QSFR1STPST12KM31KM1KM12KM11KM2ST21KM32KM2KM2FR电动机,33矿用隔爆磁力起动器,3-3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、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，用来控制和保护单台电动机。本节简介：第一、QC83系列：1、QC83-80型：2、QC83-80N型（可逆）：3、QC83-120（225）型磁力起动器：第二、QCKB30型千伏级磁力起动器：第三、其它隔爆磁力起动器介绍：第四、隔爆磁力起动器选型及技术数据。一、QC83系列：QC83-80型：1、用途：40KW以下电动机2、功能：起动、停止、手动正、反转。3、控制方法：有三种：近控、远控、连锁控制。4、保护：过流保护。,33矿用隔爆磁力起动器,5、控制原理：如图3-13所示（1）近控（就地控制）：利用起动器自身所带的起动和停止按钮来控制电动机，称为近控。（2）远方控制：外接按钮控制，用于集中控制，维修时用。（3）连锁控制：它是一种让多台机械，按一定的顺序起动的控制方法。,图3-13,33矿用隔爆磁力起动器,QC83-80N型（可逆）：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：短路保护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3-15所示以正转为例：按下FW，便接通1KM的回路，则：T下(变压器)STP2KM21KMFW(左)BW(右)1STPPE(接地网)T上（变压器）此时1KM得电，1KM1闭合，电机得电起动，1KM2闭合起动自保作用，1KM3打开闭锁，2KM防止反转接触器得电，反转时按BW。,图3-15,33矿用隔爆磁力起动器,QC83-120（225）型磁力起动器：如图3-16所示与QC83-80基本相同，不同点：多一个中间继电器和过流-过热继电器。二、QCKB30型千伏级磁力起动器：结构特点：1、组成：壳、芯、托架2、种类：这种起动器的额定电流有60、120、300A三种，电压有660V、1140V两种。3、用途：专用综采工作面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,图3-16,33矿用隔爆磁力起动器,电路的组成：如图3-19所示1、主回路：2、控制回路：3、保护电路：控制过程：1、近控：2、远控：3、程控：,图3-19,图3-19,33矿用隔爆磁力起动器,三、新型隔爆磁力起动器介绍：（P198）1、DQZBH-300/1140型千伏级真空磁力起动器：2、QC815型系列隔爆磁力起动器：3、QC810型系列隔爆磁力起动器：4、DQBH型隔爆磁力起动器：5、BQD10型隔爆磁力起动器：6、QJZ系列隔爆兼本质安全型磁力起动器：四、隔爆磁力起动器选型及技术数据：选型和技术数据见表3-4所示,33矿用隔爆磁力起动器,本节小结：一、QC83系列：QC83-80型：QC83-80N型（可逆）：QC83-120（225）型磁力起动器：二、QCKB30型千伏级磁力起动器：三、新型隔爆磁力起动器介绍：四、隔爆磁力起动器选型及技术数据：返回,34采煤机组的控制,3-4采煤机组的控制本节简介：本节有三个内容：一是单滚筒采煤机的控制；二是采煤机的载波控制(不讲)；三是综采工作面的双滚筒采煤机的控制。,34采煤机组的控制,一、单滚筒采煤机的控制：1、工作面设备布置：如图3-31所示P2012、MLQ-80采煤机电气设备的组成：隔爆电动机；DH-3型换向开关；起动、停止按钮；接线盒。3、采煤机控制要求：应有零电压保护，以防自启动；能在采煤机上停运输机，以保生产安全；最好不在工作面切断负荷电流。,34采煤机组的控制,4、控制过程：（如图3-33所示）四个步骤准备启动：SM正、反使SM、SM1闭合，接通下列回路：T上KSTP1R1STPSM1S（换向开关箱盖上的压合接点）T下，此时K有电流通过，但由于R的作用，使K不动作。启动：按下IST则：T上KSTP11ST1STPSMST下此时R被短接，故K动作，K闭合，KM也动作使KM1、KM2闭合，电动机起动。换向：用DH-3型换向开关（SM）来实现，于停止按钮有闭锁。停止：用1STP或STP，也可以用SM(只有紧急情况下)。,图3-33,34采煤机组的控制,4、采煤机于输送机的联合控制:利用3STP按钮（如图3-34所示）来控制输送机5、采煤机载波控制：（图3-36）控制要求：第一、采煤机司机可随时停、启采煤机；第二、采煤机司机在采煤机上可随时停运输机，但采煤机司机不允许启动运输机；第三、采煤机司机和运输机司机应有联络信号；第四、采煤机维修时应有可靠的电气闭锁装置。组成：发射机、接收机、信号通路。,图3-34,34采煤机组的控制,二、双滚筒采煤机的控制：（MLS3-170）1、主要电气设备及结构组成：图3-38所示电动机（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3-39所示b、牵引调速和换向回路：图3-40所示c、滚筒调高和机身调斜回路：图3-40所示d、恒功率自动调节回路：图3-41所示,图3-38,34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。,34采煤机组的控制,3、双滚筒采煤机的控制：起动与停车：如图3-39所示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3-40所示a、启动牵引前的状况：1SB1（离心开关）b、牵引调速：5SB3、5SB4c、牵引换向：5SB3、5SB4（要松一下，再按一下）,图3-39,图3-39,图3-40,34采煤机组的控制,采煤机滚筒升降及机身调斜：图3-40所示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,34采煤机组的控制,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。,34采煤机组的控制,优点：a、电动机能在额定负荷下运行，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。,34采煤机组的控制,系统组成：如图3-41所示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3-41所示三种情况：欠载升速过载降速正常运行,图3-41,图3-41,34采煤机组的控制,a、欠载升速（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(-),34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