第3章采掘機械設備的電氣控制

第3章

采掘機械設備的電氣控制本章討論采掘機械設備常用的電氣控制問題。引見有觸點控制系統(tǒng)中常用的控制電器和控制線路圖的繪制與分析方法.井下低壓控制系統(tǒng)中常用的磁力起動器及其控制原理.采煤機組的電氣控制、掘進任務面的風電閉鎖和掘進機械的電氣控制。第一節(jié)控制電器用來實現(xiàn)電動機的啟動、停頓、反轉和調速等控制過程。礦山常用的控制電器有控制器、主令電器、繼電器和接觸器等。下面我們簡要引見有關控制電器。一、接觸器接觸器是一個由電磁鐵帶動的開關：在控制電路中，它起著接通或切斷電動機主電路的作用。接觸器有直流和交流兩種，直流接觸器普通做成單極的，交流接觸器那么普通做成三極的。二、繼電器繼電器是一種靈敏的小型自動控制電器。它能反映某些機電參數(shù)的變化(如電流、電壓、時間、壓力等)，并用其接點斷開或接通電氣回路，到達控制目的。1．電磁式電流或電壓繼電器它由線圈、鐵心、銜鐵、接點等組成。按線圈經過電流種類的不同可分交流和直流兩種；按功用不同，最常用的為電流和電壓兩種。2．電磁式時間繼電器三、主令電器在控制電路中，起著發(fā)號施令作用的電器稱為主令電器。按鈕、萬能轉換開關、終端開關和主令控制器等均屬主令電器。四、控制器控制器是一種具有很多接點的轉換開關。用來直接控制直流電動機或繞線式感應電動機的主電路，使電動機進展啟動、制動、反向和調速等。目前廣泛運用的有鼓形控制器與凸輪控制器。1．鼓形控制器2．凸輪控制器第二節(jié)控制線路圖的繪制原那么及分析方法控制線路圖通常分為原理接線圖和安裝接線圖。原理接線圖是闡明控制線路的任務原理的，圖中各電器元件普通不按其實踐位置繪制；安裝接線圖是供控制線路的安裝、維修用的，圖中各電器元件都按實踐位置繪制。為使控制線路圖繪制一致，普通應按以下原那么進展：(1)把全部電路分成主回路、控制回路和輔助回路。電動機等強電流電路屬主回路，接觸器和繼電器線圈等小電流電路屬控制回路，其他如信號、丈量等電路屬輔助回路。主回路普通畫在圖紙的上方或左方，用較粗的線繪出；控制或輔助回路用較細的線，畫在紙的下方或右方；控制回路電源線垂直畫在兩側，各并聯(lián)支路平行地畫在兩控制電源線之間，陳列順序應盡量符合電器元件的動作順序。(2)圖中各電器元件應按規(guī)定的圖形符號和文字符號表示。同一電器元件，必需用一樣的文字符號。例如有兩個一樣的接觸器KM，可用lKM、2KM表示。一個繼電器有一個線圈K和三個接點，那么接點可表示為K1、K2、K3。(3)電路中的接點位置按線圈不通電(或未加外力)時的位置畫出。第三節(jié)礦用隔爆磁力起動器隔爆磁力起動器是一種組合電器，它主要由隔分開關、接觸器、熔斷器、過熱過流繼電器、按鈕等組成，裝在隔爆外殼中，用來控制和維護電動機。一、QC83系列隔爆磁力起動器本系列隔爆磁力起動器，用于有瓦斯或煤塵爆炸危險的礦井中，控制維護低壓電動機。它包括以下型號：Qc83．80、Qc83—80N、Qc83．120、QC83．225型。1．QC83．80型磁力起動器這種起動器可以用來控制40kW(電網電壓為660V時)或30kW(電網電壓為380V時)以下的鼠籠型電動機，如井下的小型保送機、部分通風機和小水泵等。2QC83-80N型可逆磁力控制器這種起動器是用來控制需求經常正、反轉的機械，如井下小絞車等。它相當于兩個QC83-80型起動器組合在一個隔爆外殼內，外殼的前后各有一個轉蓋。起動器本身只需一個停頓按鈕STP,必需外接一個向前(FW)、向后(BW),停頓(1STP)三聯(lián)按鈕。如下圖為這種起動器的接線圖。圖中1KM為正轉接觸器，2KM為反轉接觸器。下面闡明它的控制過程。1正轉控制2反轉控制3.QC83-120(225)型磁力起動器它包括120A和225A兩種，它們的機械構造與電氣線路完全一樣，只是額定容量不同。普通用來控制大容量保送機或采煤機組。與QC83-80型磁力起動器相比較，這兩種磁力起動器有如下特點:(1)由于起動器容量增大，接觸器接點容量增大，因此其電磁鐵容量要求相應增大。為了不增大電磁鐵體積，故將接觸器線圈的電壓由36V增大到380V(660).按煤礦平安規(guī)程要求，井下控制回路電壓不得超越36V，故控制回路中添加36V中間繼電器，用它的接點控制接觸器線圈。(2)維護比較完善。采用過熱--過流繼電器。如下圖為QC83-120(225)型磁力起動器原理展開圖。二、QCKB型千伏級磁力起動器它適用于有瓦斯、煤塵爆炸危險的礦井中，作為交流電壓在1140以下的三相鼠籠型電動機啟動、停頓、換向用。起動器具有失壓、過載、斷相、短路等維護，并具有漏電閉鎖功能。其控制電路為本質平安型，根據(jù)需求可實現(xiàn)就地、遠間隔和程序控制。1，構造特點及技術數(shù)據(jù)QCKB30型磁力起動器的外形如下圖;它由外殼、芯子和托架三部分組成。外殼由圓形主腔4和焊接在其上方的接線箱1組成。接線箱左右兩側有主回路喇叭口3，前面有控制回路喇叭口2,箱內有對應的接線柱，供電纜銜接之用。主腔前面是大蓋，大蓋采用提升門式構造;蓋上有察看孔6，供察看顯示各種缺點的燈光指示。主腔左面有翻開大蓋用的提升機構11，右面裝有隔分開關手柄5，機械連鎖桿7和按鈕8。為了安裝和挪動方便，整個外殼裝在托架10上。在托架上裝有外接地螺釘9.主腔右面的隔分開關操作手柄5，對300A起動器有分閘，正、反合閘和正、反實驗5個位置。手柄置于實驗位置時，可在主回路不送電的情況下對控制維護回路進展實驗。對其他規(guī)格的起動器，手柄只需分閘和正、反合閘3個位置。隔分開關與主腔大蓋間有機械閉鎖，只需當它在分閘位置時才干翻開大蓋，而大蓋翻開后那么隔分開關合不上閘。隔分開關與接觸器間有電氣閉鎖，保證在正常情況下，隔分開關為無載操作。主腔大蓋采用提升門式構造，開啟比較方便。開啟大蓋前，事先按下停頓按鈕，把隔分開關手柄置于分閘位置，解除隔分開關與大蓋的機械閉鎖;然后提起機械手把，其上的凸輪便將大蓋抬起，使弧形爪彼此脫離，大蓋便可繞左側轉軸旋轉翻開。關合大蓋的過程與此相反。大蓋關緊后，分別依托主腔法蘭和大法蘭上的弧形爪來保證主腔的隔爆間隙，使之滿足隔爆要求。主腔內的后上部裝著隔分開關本體，其電源側接線端子前面裝有電源警戒板，以防觸電。其伸出外殼的手柄，除有分合閘指示外，還有限位安裝，用來實現(xiàn)對電動機轉向的記憶和防止快速反向的誤操作。主腔后下部裝著降壓變壓器。為了使起動器能在不同電壓等級的網絡上任務，變壓器原邊設有1140V與660V或660V與380V的抽頭，以便于改接。變壓器副邊具有各種必要的低壓輸出，以供控制、維護回路之用。起動器的其他元件均裝在可抽出的芯子上。芯子能靈括地在主腔內的V形導軌上滑動，可動的芯子與不動的殼體的電氣銜接，主回路用觸頭銜接，控制維護回路用插銷銜接。整個芯子推進殼內以后，用兩個螺釘把它固定在殼體上，構成一個整體。三、常用隔爆磁力起動器的特點及技術數(shù)據(jù)國產隔爆磁力起動器除上面引見的兩個系列外，還有一些其他型號的磁力起動器，下面簡要引見其特點。1.DQZBH-300/1140型千伏級真空磁力起動器它是隔爆兼平安火花型、采用抽芯式構造的磁力起動器。起動器殼體上裝有真空隔分開關、按鈕等，其他電氣元件安裝在抽屜式芯架上。抽屜式芯架上主要裝有真空接觸器及控制維護組件。真空接觸器主要由真空開關管(裝有動靜觸頭的真空滅弧室)和開關操作系統(tǒng)組成。由于真空開關滅弧性能好，維修任務量很小，近來真空磁力起動器得到了推行運用。目前，己有部分儀83型系列磁力起動器的空氣接觸器用真空接觸器取代(由廠家提供真空接觸器，運用單位自行改裝)。真空磁力起動器的控制維護組件包括控制電路和維護電路部分。控制電路由本質平安先導控制電路、中間控制電路和接觸器控制電路組成。維護電路由電源組件、過流維護分壓器組件、過流維護組件、漏電閉鎖組件、延時組件以及真空滅弧室漏氣閉鎖拉力繼電器等組成?？刂凭S護組件可實現(xiàn)單臺就地控制和遠間隔控制多臺連鎖控制，當開關合閘前負載回路絕緣程度不好(漏電)可實現(xiàn)漏電閉鎖;當過負荷、短路及真空滅弧室漏氣時可使開關跳閘。2.QC815型系列隔爆磁力起動器這種磁力起動器有30A和80A兩種，與(QC83-80)型根本一樣。不同處是隔爆主腔內的芯架可以抽出，便于檢修;同時30A起動器設有熱繼電器作為過載維護。3.QC810型系列隔爆磁力起動器這種與QC83型系列比較，其隔爆主腔中的芯架可以抽出，便于檢修;采用了熱繼電器作為過載維護，熔斷器作為短路維護元件，控制回路為直流(半波整流)本質平安型電路，平安、可靠。4.DQBH型隔爆磁力起動器它是隔爆兼本質平安型的起動器，采用方形外殼和抽屜式芯架。控制回路為直流本質平安回路;短路維護采用熔斷器，過載、斷相維護采用熱繼電器。5.BQD10型系列隔爆磁力起動器這是QC系列磁力起動器之后消費的廣泛用于380/660V系統(tǒng)的一類磁力起動器。起動器主要由交流接觸器(空氣式為K，真空式為Z),隔離換向開關、控制變壓器、控制按鈕、熔斷器、維護組件及隔爆外殼組成。外殼為圓筒轉蓋式構造，轉蓋與隔分開關的手柄相互閉鎖，可逆式的具有機械連鎖和電氣連鎖。起動器采用JDB綜合維護器，具有過載、斷相、短路、漏電閉鎖等缺點維護。6.QJZ系列隔爆兼本質平安型磁力起動器它是用于660/1140V系統(tǒng)的一類磁力起動器。起動器主要由方形隔爆外殼、和門上芯子等三部分組成。起動器采用本質平安型控制系統(tǒng)，具有過載、斷相、短路、漏電閉鎖、過電壓等維護。常用國產磁力起動器的主要技術數(shù)據(jù)見表所示。第四節(jié)采煤機組的電氣控制一、單滾筒采煤機組的電氣設備及其控制1.任務面電氣設備的布置如下圖為單滾筒采煤機組任務面電氣設備布置表示圖。機械化采煤任務面的電氣設備任務環(huán)境惡劣(空氣潮濕、涌水量較大和存在著瓦斯、煤塵爆炸危險)，任務空間狹窄，設備挪動頻繁，設備容量較大且負荷變化大，故對電網沖擊大。因此要求:電網容量要大，供電質量要好，供電平安、可靠;任務面電氣設備應采用隔爆型或本質平安型;電動機要有大的啟動力矩，小的啟動電流，強的過負荷才干和較高的功率因數(shù)。2:MLQ1-80型單滾筒可調高采煤機的電氣設備1)DMB-60型隔爆電動機它的長時任務容量為60KW，小時任務容量為80KW;額定電壓為380V/660V電動機采用外部風冷式，靠牽引部端轉子軸上的風扇進展冷卻;電動機放在采煤機電動機部的隔爆外殼中，側面隔爆空腔內有電動機端子，兩端分別為牽引部和截割部。

2〕DH-3型換向開關(控制器)裝在采煤機左側的隔爆腔內，其作用是使采煤機電動機換向，但必需在斷電情況下進展。它是一個鼓型控制器，由兩組固定接點、一個鼓型凸輪軸組成的可動接點及附屬安裝(閉鎮(zhèn)開關、微動開關、滅弧罩等組成。如下圖為控制器接點展開表示圖。由圖可知，控制器手把有三個位置(正、反、停)，假設圖示為“正轉〞位置，那么當凸輪轉到“反轉〞位置時，可動接點上部翻轉到下部，就實現(xiàn)了電動機的換向。微動開關接在磁力起動器的遠方操作回路中，經過閉鎖安裝使控制器主接點與輔助接點(微動開關)之間實現(xiàn)電氣閉鎖，即在接通時控制器主接點在先，輔助接點在后;在斷開時輔助接點在先，主接點在后。這樣就可保證用放在平巷中的磁力起動器接通、切斷采煤機的負荷電流，保證不在任務面直接接通采煤機，以利平安。3)接線盒(電纜引進箱)3.采煤機的單獨控制系統(tǒng)由于采煤任務面的條件惡劣，故對采煤機組的控制提出以下要求:第一，應有零電壓維護，以防止電動機自啟動而呵斥事故。第二，能在采煤機上遠間隔停頓保送機，以保證消費平安。第三.最好不在任務面內切斷負載電流，以免呵斥爆炸事故。采煤機組的控制系統(tǒng)圖采煤機組的控制過程如下所述。1預備啟動2啟動3停頓4采煤機組與任務面保送機的結合控制第五節(jié)掘進機械的電氣控制一、掘進任務面的風電閉鎖安裝<煤礦平安規(guī)程>第一百二十八條規(guī)定:運用部分