久益连采机电气部分讲义

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久益连采机电气部分讲义

第一章

久益12CM15型连采机

电气系统概述及电控系统的原理

第一节

电气基础

电气基础的内容特别多,这里只介绍几个与我们所运用的设备亲密相关的概念

一、电的特点

电是一个特别大的概念，我们不好对其做出完整又精确的定义，我们就把它当作是一种自然现象。但它有以下特点：简单获得和转换；便于输送及安排；易于掌握。电能已成为现代生产的基础，被广泛应用于人们的生活和国民经济中。电很繁复，学之不易，学好更难。

二、电路的组成

电只有形成一个闭合的回路才能发挥其作用。电路通常是由四部分组成——电源、负载、连接导线、帮助设备。电的两个重要概念——电位〔电压〕、电流，与水位、水流相像。

电路图

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三、电动机的工作原理

电动机是“电家族”中最重要的一个成员，所以我们应当对其进行了解。电动机很繁复，这里只对其如何旋转进行分析。任何电机的工作原理都是建立在电磁感应和电磁力这个基础上的。即通电线圈四周存在着磁场；位于磁场中的闭合线圈，在作切割磁力线运动时，会在线圈中产生感应电流；通电线圈在磁场中会受到力的作用。对于沟通电机由于磁场是旋转的，就相当于转子线圈在作切割磁力线运动。对于直流电机由于形不成旋转磁场，在转子线圈中不会产生感应电流，所以需要给转子线圈通入电流，这就是交直流电机很大的不同之处。

异步电动机的调速公式：n=(1-s)60f/p，s-转差率，f-频率，p-极对数。所以有变极、变频、变转差率三种调速方式。

直流并励电机的调速公式：n=(V-IaRa)/KEΦ，V-电源电压，Ia-电枢电流，Ra-电枢电阻，KE-电机结构常数，Φ-励磁磁通。所以有调磁、

调压两种调速方式。

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第二节

久益12CM15型连采机

电气系统概述

一、12CM15连采机电气系统的基本构成〔CONTINUALMINER〕12CM15型连续采煤机主要由五个电控箱、八台电机以及其它外部电气元件构成。分述如下：

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1、五个电控箱：

1〕牵引电控箱：位于连采机左后部，这是连采机最重要的一个电

控箱，箱体底部有水冷却通道。箱内含有牵引、油泵、风机主回路及掌握回路，电气系统的掌握中心PLC〔可编程序掌握器〕，照明，漏电及其它爱护等。

2〕截割电控箱：位于连采机左前部，箱内主要含有截割和装运电

机主回路帮助回路等。

3〕主掌握箱：位于司机驾驶室内，箱内主要含有各个电机的操作

开关及仪表指示、24V电源、WD继电器、油温油位继电器等。

4〕主断路器箱：位于司机驾驶室下方，箱内主要含有动力电缆进

线装置、主断路器、行走安全脚踏开关等。

5〕JNA掌握箱：位于连采机右中部，箱内主要含有一个JNA掌握

器、ESR急停继电器等。

2、八台电机：

1〕左截割电机：三相水冷电机，位于截割部左侧，170KW。

2〕右截割电机：三相水冷电机，位于截割部右侧，170KW。

3〕左装运电机：三相水冷电机，位于铲板左侧，45KW。

4〕右装运电机：三相水冷电机，位于铲板右侧，45KW。

5〕左行走电机：直流串激水冷电机，位于连采机左侧，26KW。

6〕右行走电机：直流串激水冷电机，位于连采机右侧，26KW。

7〕油泵电机：三相水冷电机，位于连采机右侧，52KW。

8〕风机电机：三相风冷电机，位于连采机左后部，19KW。

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3、VDU显示器：位于司机驾驶室前方，用于显示机器运行状况以

及故障信息等。

4、油温油位开关：位于连采机右侧液压油箱内，用来检测液压油

油位和温度。

5、水流压力开关：位于截割部，用来检测水压、流量，以保障各

电机的冷却及降尘。

6、电磁阀组：位于司机驾驶室内，遥控来操作各液压油缸的升降。

二、各电控箱内电气元件的布置〔参照JM5285手册和照片〕

通过看图片，认识各个电控箱内电气元件的详细安装位置，为故障摒除打下一个基础。强调以下几点：

1、牵引断路器整定在“B”位置，980A；截割断路器整定在

“C”位置，1090A；主断路器整定在“D”位置，1200A；

2、

3、

4、甩“牵引漏电”的方法；甩“EL3漏电装置”的方法；左右两个可控硅驱动装置的插头在牵引触发模块上的位

置，左在外右在内；

5、

6、

7、

8、

9、

10、

牵引接触器的更换方法；63A、10A、15A保险管的位置；过载继电器手动与自动位置的调整方法；装运电机与泵电机的接触器是可以互换的；全部的小漏电继电器是可以互换的；截割断路器与主断路器是相同的，只是整定不同。

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第三节

久益12CM15型连采机

电控系统的原理

一、如何看图

久益连采机的画图方法与国内是一样的，即上面或左面是主回路，用粗实线表示；下面或右面是掌握回路，用细实线表示。最大的优点是元件在电控箱内的位置与线路图上的位置是全都的。线路图上有每一根线的来去路径。认真观测会发觉图纸上有很多说明说明。看图最好用倒推法。

1、如何看掌握开关图：掌握开关的画法与国内有些不同，下面举

例说明如下：

①端子号

②触点

③跨接线

④位置

⑤回转弹簧

⑥闭合接点

⑦多位置闭合接点

2、如何看PLC图：在看连采机电气原理图时，对于PLC我们主要能看懂输入PLC的线和输出PLC的线就行了，详细PLC内部的规律图后面将具体讲解。输入线数字的前面用“*

”表示，输出线数字的前

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面用“Y”表示，电源线用“Z”表示。

3、如何看行走触发模块图：与看PLC图相像，主要能看懂输入和对应的输出就行。

4、各掌握电源：连采机掌握用的110V电源用ZA1和ZA2表示，其中ZA2是公用的返回线，110V电源主要用于各漏电继电器和各接触器线圈。24V电源用ZB1和ZB2表示，其中ZB2是公用的返回线，24V电源主要是各操作开关和各爱护接点的PLC输入。

二、12CM15型连采机电气原理图分析〔参照JM5285手册图纸〕

从主回路到掌握回路，找到每一个电气元件在图纸上的位置。

三、分析连采机漏电检测单元的内部原理

连采机的爱护主要有漏电、短路、过载、温度等。除漏电爱护外，其它都比较简约。所以这里只对各电机的漏电爱护进行分析如下：

1、EL3漏电装置：

连采机各沟通电机漏电检测系统由EL3漏电爱护单元及其外电路组成。EL3的5号端子经一电阻〔6.8KΩ〕接到三相电感器的中性点，三相电感器接主电路三相电源线。EL3的1号端和2号端接15V沟通电源。

当给连采机供电以后，那么漏电爱护单元便有15V电源输入。在EL3内部有整流电路，使EL3的5号端输出15V直流电压〔相对于接地端6号，实际6号端为正，5号端为负〕。如下图

三相电源线及电动机绕组对地的绝缘状况可用一等效电阻r表示。因此，在各电机接触器尚未闭合时便存在EL3〔6〕→地→r→电

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感线圈→6.8kΩ→EL3〔5〕这样的闭合回路。

正常状况下，r的值很大，回路中的电流很小很小。假如任一相电源线的对地绝缘电阻下降到小于12K-14KΩ，那么回路中的电流增大。该电流流过EL3内部的一个小变压器原边，该变压器的副边感应出足够能量的电压，使接于2号和3号端子间的晶体管被触发导通，漏电继电器ELR得电动作，它串入各电机掌握回路中的常闭触点断开，使掌握回路不能闭合，从而防止在有漏电的状况下电路接通电源。

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2、行走直流电机的漏电装置：

当司机合上连采机的主断路器时，牵引接地漏电电路自动检查牵引电机是否有故障，假如要对牵引电机回路中的接地故障进行人工检测，那么可把接地漏电检测开关转到MOTOR位置，然后把两个牵引开关都转到一档位置。显示装置上就会显示出检测结果。但是，牵引电机不会动作，要等到接地漏电试验开关转到复位置然后再到OFF位置后才行。要留意，左右牵引电机需要分别试验和复位。

牵引接地漏电装置有两种工作模式，即无载和有载。假如在无载时，牵引电机的对地电阻降低，掌握电压+V1就会供应到直流电机的线路。这个电压通过接地端子5号导通，造成端子4和5之间和5和6之间电压不平衡。经过大约1S的延时，这个电压差使故障继电器RLF的电源接通，通过RLF的接点给PLC发出一个信号。牵引系统就跳闸，机器不能动作。

在牵引过程中，在带载时发生接地漏电，那么PLC就会输出一个信号使继电器RLO吸合。这个继电器使掌握电压V1从直流电机上隔离。这时，爱护装置就与无载时动作一样，只是它由牵引SCR整流桥来供电。如图如示。

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第二章

久益12CM15型连采机

电控系统以及PLC内容介绍

第一节

各沟通电机掌握回路分析

一、WD〔看门狗〕继电器回路：

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在PLC规律电路每次送电时，一个电源脉冲信号起到清零的作用并使PLC规律电路复位。假如PLC规律电路发生了故障，看门狗继电器就不能正常工作，为使看门狗继电器复原正常工作，需要清除每一个故障，使规律电路的CPU能够正常工作，所以WD〔看门狗〕继电器起检测PLC规律电路内部功能的作用，掌握全部沟通接触器线圈的回路，当手动起动泵电机时，将油泵开关打至启动位置，那么PS继电器吸合，假如PLC规律电路内部无故障工作正常的话，输出继电器Q41吸合，那么看门狗继电器WD吸合。手动操作时还要经过掌握开关的3#和4#端子。

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二、泵电机回路：

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泵电机原理分析

给连采机送上电后，在没有故障的状况下，显示器上应当显示的是当前时间，这时便可起动泵电机了。在起动泵电机前，要先将掌握开关的手柄打在“MANUAL”〔手动〕位置，那么该开关的1、2端子和3、4端子接通，24V直流掌握电压的正端ZB1通过1、2端加到PLC的电源输入端*11；同时402#与ZA2接通，为各电机的接触器吸合制造了条件。然后按以下步骤起动泵电机：

1、将PUMP〔泵〕开关旋转到“START”〔起动〕位置，然后释放，让其弹簧返回到“RUN”〔运行〕位置。那么该开关的4、3端子接通，6、5端子接通〔返回到“运行”后，6、5端子又断开〕。由图可见，直

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流24V电压的正端ZB1经ESR继电器的常闭接点到E/LTEST/RESET〔漏电试验/复位〕开关的5、1端子，再到CUTTER〔截割〕开关的6、2、4端子，最末到泵开关的4端子。当泵开关在“起动”位置时，PLC输入继电器I02和I01得电，它们的常闭触点断开，使PSR继电器失电，在REL继电器回路中，I01常开和PSR常闭两触点均闭合，而Q01线圈尚未得电，其常闭触点Q01也为闭合，故REL得电，并自保。此时，即使泵开关返回到“运行”位置，REL仍可保持带电状态。TD1为延时继电器，在它得电前，其常闭触点为闭合状态，因此，REL得电后，Q06也得电。Q06为PLC的一个输出继电器，其常开触点闭合，使110V掌握电压加到漏电检查继电器ELD上，进行泵电路漏电检查。ELD的触点在主电路中泵电机的漏电爱护回路中，ELD触点闭合后，泵电机定子三相端所接的三相星形连接电抗器的中性点通过ELD触点与掌握电路中的EL3漏电爱护单元接通，对泵电机主电路进行漏电检查。I60为漏电检测单元到PLC的输入继电器，没有漏电故障时，I60继电器不带电，在PLC程序中，TD1继电器回路中的I60常闭触点为闭合状态，1S以后，TD1动作，其在Q06回路中的I60常闭触点断开，Q06失电，ELD失电，使漏电检查回路断开。显示器VDU显示“PUMPREADY”〔泵预备好〕。

2、重新将泵开关旋到起动位置，进行起动。该操作需要在VDU显示“泵预备好”后3S内完成，否那么PLC掌握程序使你无法起动泵电机。在掌握程序的Q01回路中，串接有输入继电器I55、I65、I66、I41及I22的触点。I55输入端外接泵过载继电器OLD1、OLD2、OLD3

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的常闭触点；I65外接油位开关OLS的常闭触点〔油位正常时闭合〕；I66外接油温开关OLT的常开触点〔油温正常时断开〕；I41外接泵温度开关PT的常闭触点〔泵不过热时闭合〕；I22外接瓦斯探头常闭触点CH4〔瓦斯浓度不超过1.2%时闭合〕。因此，在油位、油温、泵温、瓦斯浓度均正常及泵电机无过载的条件下，Q01中的I55、I65、I66、I41及I22各触点均为闭合。TD1在漏电检查完成后也已闭合。因此，再次将泵开关旋到起动位置时，Q01回路闭合，Q01线圈得电，其输出触点闭合，使主电路中掌握泵电机的接触器D的线圈得电，给泵电机接通电源。同时D接触器的一个帮助触点闭合，使PLC的*49输入端与+24V电源接通，输入继电器I49得电，其触点I49与I02触点串接后形成Q01回路的自保电路，保持泵电机接通电源。此时，松开泵开关，其自动从“起动”位置弹回到“运行”位置，I01失电