第3章煤矿机械设备的电气控制

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1、1,第三章 煤矿机械设备的电气控制,第一节 控制电器 实现电动机的启动、停止、反转和调速等控制过程的电器称控制电器。 控制器、主令开关、继电器、接触器,2,一、接触器,作用：接通或切断电动机主电路。 其中：主触头接通主电路，使电动机正常工作 辅助触头辅助进行自动控制。 灭弧罩进行灭弧处理。,动作过程,线圈通电,衔铁被吸合,触头闭合,电机接通 电源,线圈,衔铁,主触头,弹簧,辅助 触头,交流接触器的应用,自保持,简单的接触器控制：,刀闸起隔离作用,停止按钮,特点：小电流控 制大电流。,FU,起动按钮,5,交流接触器控制电路图,KM,KM1,KM2,6,二、继电器,继电器和接触器的工作原理一样。主

2、要区别在于，接触器的主触头可以通过大电流，而继电器的 触头只能通过小电流。所以，继电器只能用于控制电路中。,继电器类型 时间继电器、中间继电器、信号继电器等。 小型控制电器，其触点接通或断开控制电路。,继电器的作用,7,图文符号,结构示意,时间继电器（KT）,8,三、主令电器,（a） 结构示意,（b） 图文符号,9,三、主令电器,常开(动合)按钮,电路符号,复合按钮,复合按钮： 常开按钮和常闭按钮 做在一起。,电路符号,SB,常闭(动断)按钮,电路符号,常见按钮开关,11,第二节 控制线路图的绘制原则及分析方法,什么是电气控制线路图？ 将电气线路中的各种控制开关和电器元件，按一定方式用导线连接

3、起来，组成各种控制电路和线路保护电路，实现安全可靠供电，这就是电气控制线路图。,12,电气控制线路图通常分为： 原理接线图说明控制工作原理，图中各电器元 件不按实际位置绘制。 安装接线图用于安装维修，图中各电器元件按 实际位置绘制。 展开图说明控制过程，及各元件的动作次序。,第二节 控制线路图的绘制原则及分析方法,13,安装接线图是电气装备进行施工配线、敷线 和校线工作时所应依据的图样之一。它必须符合 电器装备的电路图的要求，并清晰地表示出各个 电器元件和装备的相对安装与敷设位置，以及它 们之间的电连接关系。,14,为使控制线路图绘制统一，一般应按下列原则进行：,（1）把全部电路 分成： 主回

4、路、 控制回路 和辅助回路。,15,（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，主回路一般画在 图纸的上方或左方，用较粗的线绘出； 接触器和继电器线圈等小电流电路属控制回路； 其它如信号、测量等电路属辅助回路。 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，排列顺序应尽量符合 电器元件的动作顺序。,16,(2)图中各电器元件全部采用国家统一规定的图形符号和文字符号表示。 同一电路用同一文字符号标明； 同一电器元件，必须用相同的文字符号； 几个同类电器可加下角序号。 例如： 有两个相同的接触器

5、KM，可用1KM、2KM表示。 1KM有接点：1KM1、1KM2 2KM有接点：2KM1、2KM2,17,(3)电路中接点位置按线圈画不通电时的自然状态。 (4) 原理图尽量减少线条和避免线条交叉。,图314电路的控制过程： （1）闭合隔离开关QS，为起动电动机作好准备。 （2）起动按起动按钮ST，控制回路： L1QSFUSTPSTKMFR1FUQSL3 KM2 主回路： L1QSFUKM1FRUM （3）停止按停止按钮STP ，控制回路： 按停止按钮STP KM断电KM1、KM2断开停电,18,鼠笼型电动机的控制线路图,原理图,KM2,KM1,ST,STP,控制线路展开图,20,第三节 矿用

6、隔爆磁力启动器,一、QC83系列隔爆磁力启动器 作用：隔爆磁力起动器是一种组合电器，它主要 由隔离开关、接触器、熔断器、过热过流 继电器、按钮等组成， 装在隔爆外壳内， 用来启动、控制和保护电机。 电压等级：660V；380V 控制方式：就地控制；远程控制 原理： （见图313）,21,1）就地控制 将 9-PE、 2-PE、 2-5端子连接起来。 接通隔离开关QS。 按起动按钮1ST，启动电机 接通控制回路： T(4)1STPKM1ST5-2PET(9) KM有电主接点KM1接通电动机起动；同时 KM2接通自保，此时可松开1ST。 按停止按钮1STP，停止电机 停止控制回路： 1STP KM

7、断电 KM1断开电动机停车。 当电源电压消失，电动机停车，同时接触器KM失电 返回，KM2接点断开，此时即使电源电压自动恢复也 不会自动起动电动机，这种作用叫零电压保护。,22,2）远方控制 将2-5 、2-PE端子断开起来。 接通隔离开关QS。 按起动按钮2ST，启动电机 接通控制回路： T(4)1STPKM2ST 1STP PET(9) ； KM有电主接点KM1接通电动机起动；同时 KM2接通自保，此时可松开2ST。 按停止按钮2STP或1STP，停止电机 停止控制回路： 2STP(1STP) KM断电 KM1断开电动机停车。 当电源电压消失，电动机停车，同时接触器KM失电 返回，KM2接

8、点断开，此时即使电源电压自动恢复也 不会自动起动电动机。,23,3)连锁控制,QC83-80型起动器除了能实现就地控制与远方控 制之外，还能实现连锁控制 。 所谓连锁控制是指多台工作机械联合运行时，各 个机械的控制应满足一定的操作程序的控制。 例如掘进工作面为了保证安全生产，在工作时常 需起动局扇后，才允许接通工作面用电设备的电 源，这样，工作面用电设备的电源与局扇的电源在 控制上就必须连锁。 （见图314）,24,3QC83-120（225）型磁力起动器,有120A和225A两种，其机械结构与电气线路完全一样，只是额定容量不同。一般用来控制大容量输送机或采煤机组。 特点： （1）起动器容量增

9、大，接触器接点容量增大。其 接触器线圈的电压为380（660）V。 按煤矿安全规程要求，井下控制回路电压不得超 过36V，故控制回路中增加36V中间继电器K，用它 的接点控制接触器线圈。,25,QC83-120（225）型磁力启动器,26,3QC83-120（225）型磁力起动器,（2）保护比较完善。 采用过热-过流继电器。 有实现就地控制、远方控制和连锁控制。 远方控制过程： a. 先将端子9-PE连接，端子2-5、2-PE断开，接上 远方控制按钮1ST、1STP。 b. 按起动按钮1ST，接通下面回路： c. K有电接点K1闭合 KM有电接点KM1闭 合电机起动；接点KM2闭合，控制回路自

10、保.,27,正常停止时，按停止按钮STP或1STP，停止电 机。 停止控制回路： STP(1STP) K断电 触点K1断开 KM断电 KM1断开电动机停机。 过载或短路时，由过热-过流继电器实现故障停车； 电源电压消失时，也可以实现零电压保护。,QC83-120（225）型磁力启动器,29,30,第四节 采煤机组的控制,采煤机组的作用：挖掘、运输工作面上的煤炭。 采煤机组的工作环境：潮湿、煤尘、空间狭窄、 设备移动频繁、负荷变化大。 对供电要求：电网容量大、质量好、安全可靠、 过负荷能力强、功率因数高。 对设备要求：隔爆型或本质安全型。,31,一、单滚筒采煤机组的电气设备及其控制,工作面主要电

11、气设备,e、水泵 f、乳化液泵站 g、煤电钻 h、回柱绞车 i、馈电开关,a、采煤机 b、输送机 c、转载机 d、载波接收机,32,刮板输送机,33,34,ZB2X-100型薄煤层滚筒采煤机,ZF5600/17/35B型放顶煤液压支架,35,单滚筒采煤机组工作面电器设备布置,单滚筒采煤机组工作面电气设备布置示意图,36,机械化采煤工作面的电气设备工作环境恶劣 （空气潮湿、涌水量较大和存在着沼气煤尘爆炸危 险），工作空间狭窄，设备移动频繁，设备容量较 大且负荷变化大，故对电网冲击大。 要求：电网容量要大，供电质量要好，供电安全、 可靠； 工作面电气设备应采用隔爆型或本质安全型； 电动机要有大的起

12、动力矩，小的起动电流，强的过负荷能力和较高的功率因数。,37,2、KLQ1-80单滚筒可调高采煤机的电气设备,1) DMB-60型隔爆电动机 DMB-60型电动机是采煤机的动力，带动牵引部 的油泵和截割部的减速机构。 长时工作容量为60kW，小时工作容量为80kW； 额定电压为380660V； 电动机采用外部风冷式，靠牵引部端转子轴上的 风扇进行冷却； 电动机放在采煤机电动机部的隔爆外壳中，两端 分别为牵引部和截割部。,2MLQ1-80型单滚筒可调高采煤机的电气设备,38,2）DH-3型换向开关（管制器）,它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，但必须在断电情况下进行。 它是一

13、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装置（闭锁开关、微动开关、灭弧罩等）组成。 它有实现电气闭锁。即在接通时管制器主接点在先，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，保证不在工作面直接接通采煤机，以利安全。,39,管制器接点展开示意图,40,3）接线盒（电缆引进箱）,它安装在牵引部的左上端，其作用是将电缆和采 煤机连接。 入口可容纳： UC-0.38/0.66，(33516+44）mm2，外 径为49.3mm2的八芯电缆。 或UC-0.38/0.66，(33516+36）mm2， 的七芯电缆。,

14、41,3采煤机的单独控制系统,由于采煤工作面的条件恶劣，故对采煤机组的控制提出以下要求： （1）应有零电压保护，以防止电动机自起动而造 成事故； （2）能在采煤机上远距离停止输送机，以保证生 产安全； （3）最好不在工作面内切断负载电流，以免造成 爆炸事故。,42,MLQ1-80型采煤机组的控制系统,整个控制系统分为两大部分： 放在工作面配电点的QC83-225型磁力起动器， 采煤机电动机和电控元件。 它适用于有沼气、煤尘爆炸危险的工作面。,43,MLQ1-80型采煤机组的控制系统图,磁力启动器 安置在工作面,电机及控件 安置在工作面,44,4采煤机组与工作面输送机的联合控制, 在实际生产中，

15、为了使工作协调一致，防止事故，采煤机组与工作面的输送机总是采取联合控制的方式。 QC83-225型磁力起动器用来控制采煤机组； QC83-120型磁力器用来控制工作面输送机。 两台起动器均放在工作面配电点， 在采煤机上通常设置3个按钮，其中1ST和 1STP 分别用来起动/停止采煤机； 控制输送机的按钮放在输送机的机头附近； 2ST和 2STP分别用来起动/停止运输机；,45, 3STP用来停止输送机并能实现闭锁（采用带自 锁的停止按钮），如果输送机停车后，此按钮 不解锁，输送机就不能再起动。 采煤机组采用8芯电缆，其中3根主芯线用于电动 机的主回路；2芯用于采煤机的控制芯线；2芯用 于输送机

16、的停止线；1芯用于接地线。,46,采煤机组与工作面输送机组的联合控制系统,47,二、采煤机组的载波控制,利用发射机把控制意图变成频率不同的电信号 发射到动力线路上，经过动力线路传递到接收机， 由接收机带动执行元件完成控制意图，这种控制系 统叫载波控制系统。 对采煤机组载波控制有如下要求： （1）可以随时起动和停止采煤机； （2）可以在采煤机上随时停止和闭锁输送机，并有信号显示。不允许采煤机司机起动输送机； （3）采煤机司机与输送机司机间应有联络信号； （4）采煤机组在维修时应有可靠的电气闭锁装置。,48,采煤机组动力载波控制系统由发射机、接收 机、传送信号的通道（动力电缆的两根火线或一 根火线