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1、情景七 矿井运输机械的电气控制任务一 带式、链式输送机电气控制系统u知识点及目标通过对本任务的学习应基本掌 握输送机单独控制的原理和方法，掌 握输送机集中控制的优点和性能特点 ，了解集中控制的基本控制原理。 u能力点及目标掌握输送机电气控制操作方法 和电气控制系统的维护、检修方法。u任务描述刮板输送机和带式输送机是井下采区 主要的运输机械，它是一种连续工作的生产 机械。掌握输送机的电气控制系统，并应严 格地按照使用说明书的规定操作、使用和维 护输送机，是保障采区正常生产的重要内容 。 u任务分析本任务主要学习型运输机单机控制和 集中控制的控制方式、控制要求、控制原理 、保护性能以及操作维护等知
2、识。u相关知识随着采煤机械的迅速发展，煤炭产量的不断提高， 要求具有连续的、高强度和大运输量的输送机，组成输 送机线，以满足生产需要。对于这些输送机可以单独控 制，也可以集中控制。所谓单独控制是指在一条输送机 线上，每台单机由一名司机负责开机、停机，并密切注 视输送机的运行状况，一旦发现断链、电动机堵转等故 障，应及时停机。这种控制方式占用大量的劳动力，有 时司机精力不集中，在事故情况下不能及时停机，造成 事故扩大，严重地影响了生产。而集中控制则是每条输 送机线只由一名司机操作，有完善的保护和信号系统， 实现了输送机线自动化，有利于提高劳动生产率，保证 安全生产。 一、输送机的单独控制原理输送
3、机的单独控制比较简单，它是选用 相应容量的磁力启动器直接控制电动机，一 般接成远方操作形式。为保证启动顺序，各 台输送机磁力启动器之间要进行连锁，方法 是将后一台输送机磁力启动器控制变压器的 副方一端（9号线）不在本台启动器上接地， 而是接到前一台输送机的磁力启动器的联锁 接点（13号）线上，通过接触器的常开触点 接地。这样只有前一台启动器合闸后，后一 台启动器才能启动，从而实现了顺序启动控 制，如图7-1所示。这种控制方式优点是电路简单，维修方 便，并能实现启动顺序的连锁，但存在一个 突出问题，即控制线接地。这是煤矿安全 规程所不允许的。解决办法是变更磁力启 动器（如QBZ系列）的内部接线，
4、将KM3与 地断开，3号操作线与地断开，联络线E也与 地断开，然后三者连在一起。另一个办法是 换用隔爆兼本质安全型磁力启动器，这种启 动器控制电流很小，触点通断时，产生的火 花能量很小，不足以点燃瓦斯。二、输输送机的集中控制原理输输送机的集中控制是将多台磁力启动动器按程控方式连连接 在一起，使多台输输送机按一定的顺顺序和要求启动动和停车车。(一)输输送机采用集中控制时应满时应满 足的要求(1)运输输系统统中的所有输输送机应应逆煤流方向顺顺序启动动， 顺顺煤流方向停止，以防出现现机头头 煤堆积积和堵塞现现象。(2)各台输输送机启动时动时 ，相互之间间要有一定延时时，避免 多台电动电动 机同时时启
5、动时产动时产 生较较大的尖峰电电流而冲击电击电 网。(3)集中控制和分台单单独控制两种方式应应能较较方便地转转 换换，以便输输送机的检检修和故障处处理。(4)输输送机沿线应线应 多设设事故停车车点，以便在发发生事故时时 能及时时停车车。(5)应应有较较完善的信号系统统，以便运输线输线 各点间间的联络联络 和设备维设备维 修。(6)设置必要的保护装置，如断链保护、堵转保护、输送 带打滑和跑偏保护，要求出现事故时能自动停车。(7)控制系统简单，设备少，操作方便，易维修。（二）信号装置在输输送机集中控制过过程中，为为保证输证输 送机正常运 行，要求各台输输送机之间间既要有故障 停车车保护护，还应还应
6、 有信号系统统，以便联联系。信号装置电电路设计为设计为 本质质安全型，如图图7-2所示 。图7-2 信号装置电路原理图本电路由电源部分和晶体管放大部分组 成。交流电经二极管VD2半波整流，电容C2 ，C3及电阻R5滤波，向放大电路提供较稳定 的直流电源。电路中的晶体管和稳压管VW及 按钮SB、继电器K组成放大部分。稳压管两端 电压可向晶体管VT提供稳定的偏流。当按下 按钮SB时，晶体管饱和导通，继电器K有电吸 合，其触点动作，根据实际情况发出声、光 联络信号。由于晶体管基极电流比集电极电流小倍 ，故可将按钮回路电流设计在本质安全电路 要求的范围之内。电路中的二极管VD1将R4上的交流电压整流后
7、，经C1 滤波且通过R2向晶体管提供反偏压(其反偏压数值小于VW 的稳压值)，以便在松开按钮SB时，晶体管VT能可靠关断 ，从而保证信号的准确性。（三）输送机控制电路输送机的集中控制电路如图7-3所示。它由磁力起动 器和延时保护装置及信号装置等部分组成。由于控制电路采用了延时保护装置，故使运输系统按 逆煤流方向延时顺序启动，并可实现断链、错环、闷车等 保护。每台输送机都可设置信号按钮SBX和电铃信号，以 便各台之间相互联络。在实际工作中，可根据保护装置和信号装置体积的大 小，将其安装在本台输送机的磁力起动器隔爆外壳内，也 可装在具有隔爆外壳的四通箱内。保护装置和信号装置的 电源取自磁力起动器中
8、的控制变压器T。 根据保护装置的工作过程及各触点之间的 动作关系，将首台磁力起动器中接触器的辅 助触点KM接在保护装置相应的位置；在磁力 起动器的自保回路中串接保护装置继电器触 点1Kbl，另一个触点1Kb2接在下一台输送机 保护装置接“KM”触点的位置上；中间各台保 护装置的接线均相同；最后一台输送机保护 装置的触点Kb2空置不用。（四）输输送机的保护护装置为了避免输送机发生断链、断带现象而造成较大事 故，输送机必须设有保护装置。输送机的保护装置一般 由传感机构和控制电路组成。1.传感机构传感机构用以反映输送机的工作状态。输送机正常 工作时，传感器输出一种信号，故障时输出另一种信号 。1）触
9、点式传感机构触点式传感机构是利用触点的动作情况反映输送机 的工作状态。干式舌簧管是典型的触点式传感装置，其 结构示意图如图7-4所示。图图7-4 干式舌簧管结结构示意图图 1-舌形弹弹簧片触点；2-密封管；3-引出导线导线 ；4-永久磁铁铁干式舌簧管简简称干簧管。舌形弹弹簧片触点1密 封在透明的绝缘绝缘 外壳2之内。弹弹簧片触点由铁质铁质 材 料制成。当永久磁铁铁4沿舌簧片平面方向靠近时时， 舌簧片触点在磁性力的作用下闭闭合；当磁铁铁4远远离 干簧管或磁铁铁移至舌簧片侧侧面时时，触点在弹弹簧片 的弹弹力作用下断开。如果将永久磁铁铁通过传动过传动 机构设设置在刮板输输 送机机头过头过 渡槽下槽处
10、处，当磁铁铁随着机头头下链链板 的移动动而不断摆动时摆动时 ，干簧管触点将会周期性通 断，形成输输送机正常运行的信号：若发发生断链链故 障，机头头下链链板停止运动动，干簧管触点不再变变化 ，形成输输送机的故障信号。 同理，如果将永久磁铁通过传动装置安 装在带式输送机机头下部托辊的延伸轴上， 使磁铁在输送机正常运行时能围绕干簧管转 动或摆动，并使干簧管触点周期性通断，当 带式输送机发生打滑或断带故障时，干簧管 触点将长时处于闭合或断开状态。2）磁感应传感机构磁感应传感机构是利用磁感应装置磁通 的变化反映输送机的工作状态，其结构如图 7-5所示。由于它是通过电磁感应的原理发 出信号的，故也称为磁感
11、应发生器。图7-5 磁感应发生器结构图由图可见，磁感应发生器的线圈1处 在永久磁铁2的磁路中，其磁路为：永久 磁铁的N环形铁心4铁质上盖8隔 磁铜环5柱形铁心3铁质挡板6永 久磁铁S。当有铁质物体掠过上盖时，使 铁质上盖8和柱形铁心3之间的磁阻发生 变化，从而引起上述磁路的磁通发生变 化，故在线圈1中感应输出电压信号；当 铁质物体在上盖静止不动时，线圈中的 输出信号为零。若将磁感应发生器安装在刮板输送 机机头过渡槽下部刮板链经过的地方，其 输出信号即可反映输送机的工作状态，即 刮板链移动，磁阻、磁通变化，有信号输 出。同理，将磁感应发生器安装在带式 输送机机头下部的托辊处，并将托辊表面 沿轴向
12、加工若干花槽，使托辊在上盖处转 动时引起磁阻的变化，以反映带式输送机 的运行情况。3）接近开关式传感机构接近开关是由晶体管振荡电路和铁心探头组成的开 关电路。其电路原理如图7-6所示。这种传感机构适用于 对双链输送机的保护。图中，三极管VTl与电感L，电容Cl，C2，C3等有 关元件组成三点式振荡电路，经C4输出一定频率的电压 信号。该信号经VT2组成的射极输出器放大，二极管VD1 ，VD2及电容C5，C7整流滤波后加在三极管VT3上，使 VT3饱和导通而输出低电位。由于电感线圈L的铁心磁路 为开口形，当有铁磁物质接近时，会在其表面产生涡流 而增大振荡槽路损耗，迫使振荡器停振，导致三极管VT3
13、 截止，输出高电位。可见，若将电感线圈L的铁心作为探 头，有铁质材料接近时，电路输出低电位，相当于开关 闭合；无铁质材料接近时，电路输出高电位，相当于开 关打开。图7-6 接近开关电路原理图若将2只接近开关安装在双链输链输 送机机头头的下 部，如图图7-7所示，即可对输对输 送机进进行断链链保护护。2只接近开关1对称地安装在固定桥板3上。桥 板支架4用螺栓纵向架设在过渡槽后一节中部槽中 部的两鼻子5上。在输送机正常运行时，下链的每 个链板平行通过2个接近开关，使2个振荡器同时 停振而使电路同时输出正脉冲；当有1条刮板链断 链时，下链刮板将会倾斜，从而使振荡器不能同 时停振，形成电路输出信号的差
14、异；断双链时，2 个接近开关不能同时发出正脉冲。图图7-7 接近开关传传感器安装示意图图2.控制电路不同的传感机构有不同的控制电路，而控 制电路根据保护功能的不同而不同。这里主要介 绍几种分离元件组成的控制电路。1)点触式传感器控制电路点触式传感器控制电路原理如图7-8所示 。它具有延时启动和故障保护功能。 图7-8 点触式传感机构控制电路电路由36V交流供电。图中，三极管VT1、电 容C5、电阻R14等元件组成延时启动环节。当电源 送电后，电阻R3上的交流压降由二极管VD2半波整 流后，经电阻R11给电容C5充电，极性为上正下负 。该电压使三极管VTl截止。同时，C4充电(下正上 负)。当接
15、触器辅助触点KM闭合时，C5经R14KM 触点稳压管VWl放电后又反向充电，经此延时后 使C5上的电压为上负下正，则VTl导通；C4经 VTlR12VT2R9放电，故使VT2饱和导通，继 电器K有电吸合，其触点K1和K2闭合，从而完成延 时过程。 当传传感器触点S周期性通断时时，由C3，C4，R8， R9，VD3，VD4组组成充放电电回路，保持三极管VTl， VT2的饱饱和导导通。当触点S闭闭合时时，C3经经R8VD4 触点S放电电，同时时C4经经VT1R12VT2R9放电电，维维 持VT2的基极电电流，当触点S断开时时，C3经经 VT1R12VT2R9VD3R8R7充电电，使VT2保持 基极
16、电电流，同时时C4经电经电 源充电电。 可见，只要触点S周期性通断，继电器K就能保 持吸合状态。如果触点S停止动作，电容C3和C4没有 充放电过程，使VT2失去基极电流而关断，则继电器 K释放。由以上分析可得出如下结论：a只要触点KM闭合，经延时后，继电器才有电 吸合，其触点K1和K2闭合；b只要传感触点S周期性通断，继电器K就能保 持吸合状态。2)磁感应传感机构控制电路磁感应传感机构控制电路原理如图7-9所示。它 具有延时和故障保护功能。电路电源由接触器触点KM控制。当触点KM闭合 时，电容C1由电源经R1，R2充电。经过延时，三极管 VTI集电极电位低于稳压管Vw的击穿电压，Vw导通；同 时三极管VT2导通，接通三极管VT3和VT4电路的电源。图7-9 磁感应传感机构控制电路当磁感应发生器GL有信号输出时，该信号经二 极管VD半波整流后向VT4提供基流，使VT4导通；同时 ，VT3因此亦获得基极电流而饱和导通，继电器K有电 吸合。当磁感应发生器输出信号为零时，VT4截止， VT3因无基流也截止，K断电释放。
