矮型采煤机说明书

1、采煤机说明书 MG 2×2×125/571-WD 电牵引采煤机(电气部分 太原矿山机器集团有限公司 二 OO 八年三月目 录第一部分 电气系统简介 . - 2 -1. 机型 . . - 2 -2. 机组的供电 . . - 2 -3. 机组的特点 . . - 2 -4. 电气系统的基本配置 . . - 3 -5. 电气系统具有的保护 . . - 3 - 第二部分 电控箱 . - 3 -1. 功能结构 . . - 3 -2. 内部主要元器件的功能和参数 . . - 4 - 第三部分 启动控制回路主电源分配 . - 7 -1. 电源部分 . . - 7 -2. 采煤机的启动控制回

2、路 . . - 7 -3. 运输机控制回路 . . - 7 - 第四部分 控制中心 . - 8 -1. 控制中心结构组成 . . - 8 -2. 电源 . . - 8 -3. 控制中心的接口 . . - 8 -4. 控制中心的保护设置和屏蔽 . . - 9 -5. 采煤机控制中心的控制保护原理 . . - 10 - 第五部分 遥控系统功能及原理 . - 11 -1. 遥控器和端头站的操作功能 . . - 11 -2. 遥控系统工作原理 . . - 11 -3. 遥控系统的特点 . . - 11 - 第六部分 变频器 . - 12 -1. 变频装置参数 . . - 12 -2. 变频调速系统原理

3、 . . - 13 - 第七部分 电气系统操作 . - 15 -1. 警告 . . - 15 -2. 系统运行操作 . . - 15 - 第八部分 参数显示器 . - 17 - 1. 参数显示器操作按钮 . . - 17 - 第九部分 维护 . - 22 -1. 日常检查(断电 . . - 22 -2. 周检查 . . - 22 -3. 月检查 . . - 22 - 附录 变频装置使用指南 . - 23 -1. 变频装置维修时的安全性能措施 . . - 23 -2. 变频装置特性及控制盘说明 . . - 24 -3. 变频装置的故障跟踪 . . - 26 -第 一 部 分 电 气 系 统 简

4、介1. 机型 MG2X2X125/571-WDMG 滚筒采煤机125单台截割电机功率571装机总功率W 无链牵引D 电牵引2. 机组的供电2.1 单电缆供电2.2 供电电缆的型号(用户自备 :MCP 3×95+1×35+4×63. 机组的特点3.1 多电机横向布置,安装维护方便3.2 机载式交流变频调速,一拖二牵引方式,可实现故障自诊断 记忆功能。3.3 关键的电气部件全部采用进口件,提高了系统的可靠性。 3.4 低功耗的遥控系统,免充电式无线发射,可离机操作,既增 加了安全性,而且待机时间长。3.5 带故障记录的中文人机界面,缩短了故障查询时间3.6 保护齐全,

5、增加了系统的使用寿命。3.7 单电缆供电,分步启动控制,降低了起动大电流对供电网络 的冲击。4. 电气系统的基本配置表一: 5. 电气系统具有的保护5.1在采煤机上完成截割电机的温度监测及热保护5.2油泵电机的温度监测及热保护5.3对截割电机和牵引电机恒功率控制过载保护5.4截割电机的漏电闭锁控制5.5完成对运输机的闭锁控制第 二 部 分 电 控 箱1. 功能结构电控箱位于主机架的中央, 主要功能是完成采煤机的电源引入和分配,以及整机的控制和监测。电控箱分为两个腔体, 一个接线腔和一个隔爆腔, 其中一个接线 腔供 AC1140V 高压电源的引入和分配以及牵引驱动的电源分配。隔 爆腔和接线腔之间

6、用高压接线柱和过线组来连接。 高压接线柱连接主 回路,过线组连接控制信号回路。电控箱后面最大的喇叭口用于 AC1140V ,单电源引入,其他的 大喇叭口作为各个电机供电电缆的通道, 小喇叭口用来接收和发送控 制信号电缆通道。2. 内部主要元器件的功能和参数2.1隔离开关电控箱内设有一台隔离开关, 用来接通和切断从顺槽开关送来的 高压电源。 隔离开关可以在紧急情况下带负荷切断电源。 一般情况下, 需检查故障或检修采煤机时,应拉开隔离开关,以防误动作。设备在 井下闲置几天不用时,应拉下隔离开关。型号 GM 2-400额定电压 AC1140V额定电流 400A2.2控制变压器给采煤机的监控系统提供交

7、流控制电源额定容量 1kV A额定输入 AC1140V , 50Hz额定输出 AC220V绝缘等级 F 级结构特征 干式真空环氧树脂浇铸2.3霍尔电流互感器电控箱内设六个霍尔电流互感器, 是为检测四个截割电机和两个 牵引电机而设置的。型号 JKA200C/4 20mA (截割 , JKA100C/4 20mA (牵引 额定输入 AC200A AC100A额定输出 DC4-20mA DC4-20mA2.4真空接触器内设三个 1140V 真空接触器, 是为实现整机分步启动控制而设置 的。型号 CKJ5-250(截割 , CKJ5-160(牵电 额定电压 AC1140V AC1140V信号输入输出,

8、面板上的电缆连线如图 2-1所示。控制中心是对采煤机的各种动作进行控制, 为确保采煤机的各种 执行动作准确无误提供保障, 同时要对采煤机的工况监视, 在线故障 诊断,记录,回放。确保设备在恶劣环境下以最佳状态运行,提供可 靠的依据。2.6变频器在控制箱内装有一台变频器, 驱动两台牵引电机。 本采煤机根据 用户的要求和工作面的状况的不同, 变频器的配置不同, 两象限变频 器用于近水平工作面或小倾角工作面, 四象限变频器用于大倾角工作 面使用。 作按钮, 航空插头, 端子排组成。 按钮布置和操作功能如图 2-2所示。 2.9漏电检测装置漏电检测装置是用来检测顺槽开关启动前不能被顺槽开关直接 检测的

9、电机的绝缘情况, 当被检系统漏电时, 控制中心将对其进行闭 锁控制不能送电。第 三 部 分 启 动 控 制 回 路主 电 源 分 配1. 电源部分电气控制系统的控制电源有 :AC220V、 DC24V 、本安 12V 。 AC220V 由 AC1140V/AC220V的控制变压器提供, AC220V 为 监控装置的工作电源、 真空接触器的控制电源和瓦斯断电仪的工作电 源。DC24V 电源由 AC220V/DC24容量为 DC24V 、 10A 开关电源模 块提供 , 作为调高、制动电磁阀以及液晶显示器的电源。本安 12V 电源由 DC24V/DC12V容量为 DC12V 、 1.5A 本安电源

10、 模块提供,向端头站控制系统提供本安电源。2. 采煤机的启动控制回路采煤机的供电电源控制芯线其中两芯用于采煤机控制回路, 远方 二极管设在按钮板上,主启的自保点由 PLC 输出控制的继电器触点 控制。3. 运输机控制回路采煤机的供电电源控制芯线另外两芯用于运输机控制回路, 这两芯线通过采煤机按钮板的运闭按钮串接到运输机的控制回路, 从而实 现运输机的闭锁控制。第 四 部 分 控 制 中 心1. 控制中心结构组成控制中心是采煤机控制的核心, 内由可编程序控制器、 数据采集 通讯模块、光耦隔离板、本安电源模块,及继电器驱动板等组成。可 编程序控制器完成对整机的监测和控制, 数据采集通讯模块进行外部

11、 信号的采集和转换, 继电器驱动板用来控制电磁阀, 光耦隔离进行本 安、非本安信号转换,本安电源模块给本安回路提供电源。2. 电源控制中心的输入电源为 AC220V 和 DC24V 。3. 控制中心的接口在控制中心的面板上共有 7个接口插座 (图 2-1所示 用来输入, 输出信号实现整机的控制和监测。PB01 参数显示:用来向参数显示器提供电源和信息的通道。 PB02 电磁阀插座:连接调高电磁阀和制动电磁阀的控制信号通 道。PB03 辅控插座:AC220工作电源、 DC24开关电源及各真空接 触器启动控制通道。PB04 本安插座:向端头控制站和其它本安系统提供本安电源, 并接收本安信号的通道。

12、PB05 变控插座:向变频器提供控制信号的通道,是变频器和控制中心连接的桥梁。PB06 按钮板:接收控制箱面板上操作信号的通道。PB07 监测插座:用来传输采煤机各保护检测点信息通道。 4. 控制中心的保护设置和屏蔽采煤机整机电气系统保护设置和屏蔽是通过参数显示器对主控 器进行设置的,保护的功能和控制的动作主要有以下几项:4.1 截割电机、泵电机过温保护:整机断电停机。在截割电机内设有 PT100热敏电阻, 热敏电阻接入高压箱多路数 据采集站通过数据通讯送到控制中心。 当任何一台电机温度达 135, 控制系统发出报警信号提示,当任何一台电机温度达到 155时,控 制中心输出信号将采煤机的控制回

13、路切断。4.2截割漏电:截割电机闭锁不能送电。隔爆箱内装有检测电缆、电机漏电的闭锁装置,在电机启动之 前,漏电检测装置将对其进行检测,一旦发现有漏电现象,立即向控 制中心发出信号,切断电机的控制回路,使其不能够送电启动。 4.3 变频器故障:牵引停机。当变频器出现故障时,变频器本身停止输出,并把故障信号通过 变控插头送入控制中心,使其发出牵停指令。4.4截割电机过流:在设定的时间内先减速,超过设定的时间, 仍然过流,断电停机。为了保护截割电机,采用四个电流互感器分别检测左右四台截 割电机的单相电流,当任何一台截割电机的电流大于额定电流小于 110%Ie时,采煤机发出减速信号,直至电机退出超载区

14、域,如果在设定的时间内, 采煤机的电流仍未退出超载区域, 控制中心输出信号 将采煤机的控制回路切断;当截割电流大于额定电流的 110%时,采 煤机断电停机。4.5牵引电机过流:发出减速信号。为了保护牵引电机, 采用两个电流互感器分别检测左右牵引电机 的工作电流, 当任何一台牵引电机的电流大于额定电流时, 采煤机发 出减速信号,直至电机退出超载区域。4.6瓦斯超限:瓦斯超过规定值报警并断电停机。以上超限保护动作中, 各电机的温保和截割的漏电检测 可以 通过 参数显示器中的 保护设置 进行 屏蔽 ,当设置项右方格内出现“ ”时 保护功能起作用 。 当设置项右方格内空格时, 保护监测被 关闭 不能进

15、 行保护动作,采煤机的所有保护动作均可在 故障记录 里被记忆。 5. 采煤机控制中心的控制保护原理采煤机的控制中心采用工业可编程序控制器(即工业 PLC ,进 行过程控制。通过主控数据采集模块,把电机、变频器等各种传送过 来的模拟信号和开关信号转换为数字信号,再通过 RS422通讯口送 入 PLC , 实现整机的控制检测和保护。 控制箱体和端头站上的操作按 钮,把各种操作信号送到控制中心,控制中心根据各种逻辑关系,输 出控制信号,送给执行部件,参加各种控制。同时, PLC 把各种信号 和数据处理分类后送给参数显示器,进行状态指示。控制中心接收到的模拟信号与被设定的值进行比较, 当采集的数 据大

16、于设定的数据时,控制中心将按设定的程序进行控制。 工作,又保证可换班不换遥控器的工作,提高遥控的利用率。3.2遥控器防护等级 IP67。 壳体选用 ABS 添加阻燃材料及玻璃钢 纤维, 按钮外护套采用进口抗老化硒胶既柔软易密封又富有弹性, 并 在外壳上安装减震防摔装置,使遥控器不怕水、不怕摔。3.3遥控器电源开关使用磁性开关,外围没有电源旋钮等先进的 措施,使遥控装置的寿命大大提高,更适合煤矿井下使用。3.4遥控器按键采用进口微动行程开关。寿命长达 20万次以上, 杜绝了薄膜微动开关的易损坏弊病。3.5遥控接收端头站采用 N+1芯线控制,杜绝了总线通讯控制易 受干扰的弊病。3.6遥控接收端头站

17、防护等级 IP67。采用不锈钢壳体,防水不锈 钢插头。3.7遥控接收端头站采用本安 12V 电源供电,电流小于 140mA 。第 六 部 分 变 频 器本变频器是专为矮型采煤机机载提供的改制变频器,采用了 AC1140V 、 50Hz 电源直接供电,它的低频特性,起动扭矩等能适合 于采煤机的运行特性。 设计的运行频率是 0.3Hz-84Hz 。 启动为零速满 转矩启动, 0.3Hz-50Hz 是恒扭矩调速,对应采煤机的牵引速度为 0-7.7m/min, 50-84Hz 是 恒 功 率 调 速 , 对 应 采 煤 机 的 牵 引 速 度 为 7.7-12.8m/min。根据配套变频器的不同,采煤

18、机采用制动方式不同。 普通两象限变频器采用单一的液压制动, 四象限变频器既采用液压制 动,变频器自身还能实现回馈制动。1. 变频装置参数型号 ACS800-100-1140额定功率 100kW输入电压 AC1140V/50Hz输出频率 0.3-84Hz输出电压 0-1140V输出额定电流 66A最大输出电流 132A过载倍数 200%最高运行温度 85过压跳闸 1.3Ue欠压跳闸 0.65Ue冷却方式 IGBT 底板水套冷却2. 变频调速系统原理本型号采煤机根据煤矿工作面情况的不同、 用户要求不同可配置 两象限变频器或四象限变频器。 两象限变频器适用于近水平工作面或 工作面倾角不太大的煤矿配套

19、采煤机使用, 四象限变频器适用于大倾 角工作面,通常工作面的倾角 25°以上配置。2.1 两象限变频器的原理变频器直接由 AC1140V 、 50Hz 提供电源, 该电源经牵电接触器 送给变频器, 变频器经三相半控桥整流成直流, 经电容滤波成稳定的 直流电压, 当主控板接收到控制中心送来的控制信号后, 由微机控制 的集成 IGBT 逆变模块输出频率可变和电压可变的交流电压 , 作为牵 时, 一旦牵引电机的转速超过给定的转速, 电机处于发电状态直流母 线电压升高,整流回馈部分开始工作,将多余的能量回馈到电网,电 机按给定的速度下行。变频器的控制电源来自变频器直流母线, 直流母线电压通过

20、变频 器的电源板转变成直流 24V , 作为变频器主控板的控制电源。第 七 部 分 电 气 系 统 操 作1. 警告为保障采煤机可靠运行, 正常操作, 操作人员必须遵守以下操作 规程。1.1操作人员必须熟悉采煤机各电气设备的位置,作用,性能, 特别是按钮的功能,方可操作。1.2严格执行操作程序,禁止无冷却水的条件下开机采煤。 1.3操作人员必须学会观察采煤机各显示窗的内容,根据显示窗 的内容判断采煤机的运行状况。1.4严禁带故障运行,以免发生事故。2. 系统运行操作采煤机整个系统操作包括,控制面板操作、左右端头站操作、遥 控器操作三个部分。按功能可分为三个操作内容 , 一是主回路操作:包括主启

21、、 1启、 2启、 3启、主停、运输机闭锁。二是牵引系统操 作:包括采煤机左行,采煤机右行 , 采煤机停止牵引。三是摇臂升降 操作:包括左摇臂上升,左摇臂下降,右摇臂上升,右摇臂下降。下 面按功能分别说明:2.1主回路启动操作主回路启动按钮有四在控制箱面板上,具体操作如下:机供电, 油泵电机、 牵引变压器、 控制系统得电。 同时开始漏电检测, 漏电监测 15秒后,方可开始分步启动,当有漏电时,控制中心闭锁 漏电回路不能送电。2.2主回路停电操作采煤机主停有三处可以操作, 控制箱、 左右端头站、 遥控发射机。 需要主停时,按以上三处主停按钮的其中之一即可。2.3运输机停止操作采煤机控制箱上有一个

22、运闭自锁按钮, 当检修采煤机或需要停止 运输机时,按下运闭按钮,运输机就不能再启动运行。若要重新开起 运输机,必须使闭锁按钮复位。2.4摇臂升降操作左摇臂升降操作,控制箱上的左升、左降和左端头控制站或 1#发射机的上升、 下降按钮可同时实现对采煤机左摇臂升降的操作。 右 摇臂升降操作,控制箱上的右升、右降端头控制站或 2#发射机的上 升、下降按钮可同时实现对采煤机右摇臂升降的操作 。2.5牵引系统操作当变频器显示运行状态时,即可进行牵引操作。牵引操作:操作左行、右行、牵停按钮,可实现采煤机左行、右 行、增速、减速、牵引停止功能。左行操作:当变频器显示器处于运行状态后,按住左行按钮,变频器开始输

23、出,采煤机开始左行,按住左行按钮不放,变频器频率增 加,采煤机增速向左运行。当采煤机速度增至所需速度后,放开左行 按钮,采煤机保持此速度向左运行。若要使采煤机减速,按右行按钮 采煤机就减速。若要使采煤机减速到零,可以直接按牵停按钮 , 也可 以按住右行按钮(假如采煤机正在运行 ,直到采煤机减速到零。直 接按牵停按钮可以使牵引立刻停车。若要改变采煤机的运行方向, 必须先按牵停按钮, 然后再按方向 按钮(左行或右行采煤机才能改变方向。牵停按钮既是采煤机牵引 停止按钮,又是改变牵引方向的前置按钮。本牵引系统,没有设置牵 启、增速和减速按钮,由左行、右行按钮代替。第 八 部 分 参 数 显 示 器采煤

24、机的参数显示器是用来实时显示采煤机的运行状态, 操作功 能状态、采煤机的故障记录查询以及采煤机的保护设置。1. 参数显示器操作按钮采煤机电控箱操作面板下方, 有三个操作按钮用来对参数显示器 进行操作,这三个按钮为“ 设置” 、 “ 上翻” 、 “ 下翻” 。 “ 上翻” 和“ 下 翻” 按钮进行光标的移动和翻页, “ 设置 ”按钮用来光标位置的确认。 这三个按钮的相互配合可以实现监控系统的人机对话。 135°低于 155°时,指示灯由 绿变红 ,并不断 交替闪烁 ,表示温度 报警 ;当电机温度 高于 155°时,温限 保护起作用 ,引起 整机停电 。 画面的两边各

25、有一排自上而下的发光亮块,左边代表操作信号 (按钮 , 右边代表执行信号。举例说明,如果操作左端头站或控制箱的 左升按钮, 首先画面 左边 的左升发光块由 黑变红 , 说明左升 操作成功 , 控制中心已接收到操作信号, 随后 右边 的左升发光块由 黑变红 , 说明 控制 信号发出 ,如果外围线路正确无误的话,采煤机左摇臂上升。中间显示的左右两个箭头表示牵引方向, 绿色箭头 指向为正在行进的 牵引方向。其他显示还有:供电电压、当前日期、时间以及制造厂家。GX.22.2电流显示在 GX.1画面状态 下按一下“ 下翻 ”按钮,画面切换到 GX.2画 面。如图所示, GX.2画面显示四个截割电机和两个

26、牵引电机的工作 电流,以及牵引速度。 2.4故障记录在画面 GX.3状态下,操作“ 下翻 ”按钮,画面将转到下一画面 GX.4,该画面是对过去出现的故障进行了记录,方便随时查询。 GX.4 2.5保护设置在 GX.4状态下,操作“ 下翻 ”按钮,画面转到 GX.5保护设置, 在此画面下可以对截割漏检和个电机的温度保护进行 开启 或 屏蔽 。 比 如,左截漏检右方格内有“ ” ,表示左截割电机的漏电闭锁起作用, 如果检测到其有漏电现象, 电机将无法启动。 反之, 方格内若无 “ ” , 则漏电检测不起保护作用。在此画面按 “ 上翻 ”或“ 下翻 ”按钮,光标将会上、下移动, 直到所要开启或屏蔽的

27、位置, 按下 “ 设置 ” 进行设置。 如移动至返回, 再按下“ 设置 ”按钮,将会返回到 GX.4状态下,此时继续按下“上 翻”按钮,即可返回至 GX.1得电状态下。第 九 部 分 维 护1. 日常检查(断电1. 目测机壳、机盖、控制手柄,电缆是否损坏。2. 检查主回路开关。3. 检查遥控发射机、端头站是否有效。4. 检查电控箱和几个电机的冷却水管、水道是否堵、漏。2. 周检查1. 检查防爆盖板及接线柱2. 检查防爆腔3. 检查漏电检测装置4. 清洗瓦斯探头5. 检测电缆及密封装置6. 检查遥控发射机的电池3. 月检查1、 检查防爆腔的螺栓、垫圈是否完好,保证防爆腔不超过规程 规定。2、 清

28、除腔内灰尘及潮气,保证内部无污垢及潮湿现象。3、 绝缘材料没有变质和破坏,密封装置没损坏,必要时更换。4、 检查电机对地绝缘情况并记录结果。5、 检查电磁阀的电缆及内部连线,清洗电磁阀内的污垢。6、 检查各控制按钮,保证功能键操作正常。附 录 变 频 装 置 使 用 指 南571型电牵引采煤机的变频装置,是专为矮型采煤机配制的 ABB 公司变频器。改制后的变频装置,保留了原变频器的完美特性,冷却系 统改制成底板水冷却, 并且使用密封式结构, 增加了使用的安全性和可 靠性,高压进出线均为外置接线,控制线放弃端子接线的方式,改为航 空插头连接, 降低了变频器的故障率。 改制后的变频装置操作更加直观

29、、 简易,体积小,结构紧凑,性能可靠。并且防潮、防震、能够适应恶劣 的工作环境。本指南从以下几方面对变频装置进行阐述。1. 变频装置维修时的安全性能措施。2. 变频装置特性及控制盘说明。3. 变频装置的故障跟踪 。1. 变频装置维修时的安全性能措施本变频装置在运行及维护时必须遵守安全规范, 如果不加注意将 造成意外人身伤害,或损坏变频装置。在打开或维修变频装置之前, 必须确认:(1 变频器不得电。变频装置断电后,必须等五分钟以上,以防 变频器上电容残存的能量造成伤害。(2 使用万用表(阻抗至少为 1M 欧测量每个输入端子之间的 电压,以保证变频装置放电完毕。变频装置的输出是高压高频窄脉冲组成,

30、其峰值约为电源的 1.35-1.4倍,这个电压有可能因电缆性能不好而加倍。在此要求使用特制电缆。本变频装置在出厂时都做耐压试验,所以,一般情况下用 户不必作绝缘测试。 当用户觉得有必要做绝缘试验时, 请按下述操作 进行。(1 绝缘测试必须在不接主电源的情况下,否则将造成设备损 坏。(2 检查电机电缆绝缘时,必须把变频装置上连接的电机电缆, 从端子上拆下来。否则,有可能造成变频装置的 IGBT 输出模块的 损坏。(3变频装置在运行的过程中, 不允许在 1分钟内连续三次切断电 源,以避免变频装置内的充电电阻因过流而烧坏。2. 变频装置特性及控制盘说明1. 变频装置的特性本变频装置采用直接转矩控制技

31、术 (DTC控制电机 , 提供了先进 的标准功能精确的控制鼠笼电机的速度和转矩 , 具有完善的电压选择 和功率选择。本变频装置不仅有完美的运行特性外,还有以下完善的保护特 性: . 电机缺相功能保护特性 . 变频装置对牵引电机堵转保护特性 . 变频装置对牵引电机过流的保护特性 . 变频装置过压保护特性 . 变频装置欠压保护特性.变频装置接地故障的 保护特性 .变频装置供电电源缺 相保护特性 .变频装置输出短路保 护特性 2.变频器控制面板按键 序号 1 2 3 4 5 6 7 启动 停机 用途 激活给定数值设定 正转 反转 故障复位 本地控制/远程（外部）控制 实际信号显示模式 参数模式 功能模式 传动选择模式 确认按钮 的功能 ACT PAR 1 L 1242.0rpm I FREQ 45.00HZ CURRENT 80.00A POWER 75,00% A CT PAR FUN C DR IVE FUNC DRIVE ENTER E NTER LOC R EM 1 RE SET REF 7 0 6 5 3 2 1