第9章12CM15连采机

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1、第 9 章 12CM15 型连续采煤机电气系统9.1 概述9.1.1 技术特征美国久益（JOY）公司12CM15型连续采煤机供电电压为1050V,整机功率为554kW, 机器共有八台电机，它们分别为截割部、装运机构、液压机构（油泵）、牵引部及除尘系统 提供动力，以实现落煤、装运、除尘以及机器行走等功能。除两台牵引电动机为晶闸管整流 供电的直流串激式电机外,其余电机均为三相交流异步电机。所有这些电机均采用外水冷方 式，并且其内部绕组中都设有热敏检测器件（可等效为温控常闭开关），用于电机过热检测， 因而可以实现电机过热保护。这些电机的类型及主要技术参数见表9.1 所示。表9.1电机类型及主要技术参

2、数电机名称类型额定功率（kW）额定电压（V）数量截割电机三相水冷17010502油泵电机三相水冷5210501装运电机三相水冷4010502风机电机三相水冷1910501牵引电机直流串激水冷2637250212CM15型采煤机采用计算机控制技术，主控器件为一台可编程控制器（PLC）, PLC为 机器的所有电源电路提供软件控制并对由微处理器构成晶闸管脉冲触发单元进行驱动控制， 监测开关位置并提供所有机器诊断的软件控制。机器整个系统不仅能可靠完成采煤机正常工 作所要求的各种控制任务，而且具有完善保护、状态监测、故障诊断及机器运行状况显示等 功能。正常工作时，司机可根据显示屏提供的信息进行正确有序的

3、操作，发生故障后，借助 显示屏所提供的故障诊断信息，实现快速、准确地查除和排除故障。9.1.2 结构特点12CM15型采煤机电气控制系统的基本构成情况如图9.1所示，电气原理见图9.2所示。 电气控制系统的作用在于对上述八台电机以及其它电磁机构实施控制，同时实现对电机设备 系统以及安全等方面的电气保护。主要装备有：（1）八台电机（见表9.1）。（2）四个电控箱，它们分别是：1）操作台（主控台）：位于机器左侧的司机室内。其中，用于电机控制的所有操作开关 安装在箱体的盖板上；供司机观察的指示仪表指示灯装在仪表盘上；24V直流电源，监视继 电器、本安继电器和接线排等装置安装在箱内。2）控制器（箱）：

4、位于机器左后方。其中，箱盖（内侧）上安装有装运机主回路上的器 件；箱体内为截割机主回路控制器件、截割电机计时器及断路器2CB等；3）牵引控制器（箱）：这是一个装在机器左后方的一个水冷电控箱，含有牵引、油泵、 风机主回路控制器件，PLC等。内部安装分为几个部分： FRONT PANEL （前板）为一个不锈钢机箱，内装PLC； REAR PANEL （后板）为一接线板； SWINGOUT PANEL （右转动板），正面主要是油泵和风机主回路控制器件，背面 主要有牵引速度选择开关箱。 PANEL （板），正面主要有牵引回路正反换向接触器，背面有牵引回路的直流电压 、直流电流传感器； 其余装置均固定在

5、箱体上，左壁上固定电源断路器3CB和熔断器等，后壁为功率变压器和可硅整流器。4）断路器箱：这是动力电缆进线箱，内部的主要装置为主断路器1CB。此外，履带行 走安全开关（脚踏开关）也位于该箱内。（3）一个电磁阀：用于冷却及喷雾水控制。（4）油温油位开关（本质安全型）：用于监视油温、油位状态，起到保护液压系统的作 用。（5）流量压力开关：用于监视水压，流量状况，保障冷却及降尘。（ 6）一台文字显示器：显示机器运行状况，提示状态信息以及故障信息等。（7）一个起/停开关：连接在先导回路中，通过先导控制实现对采煤机的供电控制。这 里的“供电控制”所控制的是机器的前级供电开关（磁力起动器），即实现连采机远

6、距离控 制。（8）多个急停按钮：位于机器的前、后、操作台以及控制器、牵引控制器箱门等处， 用于紧急停机。这些急停按钮都连接在先导回路中，因此，当紧急情况下按下急停按钮时， 先导回路被切断，从而使前级供电开关断电。（ 9 ）照明灯。 在上述基本构成的基础上，还可以根据具体实际需求，增加其它装置或设备，比如遥控 装置等，从而提高系统的功能。图 9.1 系统的基本构成图 9.2 12CM15 型采煤机电气原理图图 9.1 中标注的一些数字，它们是连接各装置及设备的电缆编号，有关这些电缆的基本 情况见表9.2所示。连接电缆的芯线使用了九种不同颜色以示区别：RED （红）YEL （黄） BLU （蓝）B

7、LK （黑）GRN （绿）BRN （棕）WHT （白）ORG （橙）和 GRA （灰）另夕卜， 标有记号SHD表示屏蔽，E表示接地，SP表示空余不用。电气系统中各设备或装置在整个机器上的布局如图9.3 所示。其中，操作台位于机器左 侧的司机座左方，断路器箱位于司机座前面的下方，控制器（箱）位于左履带前端的上方， 牵引控制器（箱）位于机器左侧后端，显示器位于司机正前方，油温油位开关位于油箱中， 水压流量开关位于悬臂内，等等。图 9.3 电气设备布置表 9.2 连接电缆序号类型与芯线说明51控制电缆，0.93mm2,24芯操作台一牵引控制器52控制电缆，0.93mm2,24芯操作台一牵引控制器53

8、控制电缆，1.34mm2,6芯操作台一控制器55控制电缆，1.34mm2,6芯操作台一断路器箱6566686970719192939599100102105106110113114115116119120121动力电缆，35mm2, 4芯动力电缆，95mm2,4芯控制电缆，0.93mm2,24芯动力电缆，25mm2,3芯主线+2芯控制 动力电缆，25mm2,3芯主线+2芯控制 动力电缆，25mm2, 3芯主线+2芯控制 动力电缆，25mm2, 3芯主线+2芯控制 动力电缆，25mm2, 3芯主线+2芯控制 动力电缆，25mm2, 4芯主线+2芯控制 动力电缆，25mm2, 4芯主线+2芯控制

9、动力电缆，25mm2, 3芯主线+2芯控制6芯6芯控制电缆，1.34mm2,6芯6芯动力电缆，25mm2, 3芯主线+2芯控制控制电缆，4mm2,3芯，控制电缆，4mm2,3芯，控制电缆，4mm2,3芯，控制电缆，1.34mm2,6芯，控制电缆，4mm2,3芯，控制电缆，0.93mm2,24芯控制电缆，4mm2,3芯控制电缆，4mm2,3芯控制电缆，4mm2,3芯122 控制电缆，4mm2,3芯控制器一牵引控制器 牵引控制箱一断路器箱 控制器一断路器箱 控制器一牵引控制器 接线箱一左装运电机 接线箱一右装运电机 控制器一接线箱 控制器一左截割电机 控制器一右截割电机 牵引控制器一左牵引电机 牵

10、引控制器一右牵引电机 牵引控制器一油泵电机电源一监控器监控器一传感探头操作台一油温油位开关 遥控用控制箱一电磁阀（除尘） 牵引控制箱一热敏元件 牵引控制箱一风机电机 牵引控制箱一电磁阀（除尘） 断路器箱一启/停开关牵引控制器一启/停开关 控制器一水压流量开关 牵引控制器一控制器 牵引控制器一显示器 牵引控制器一左前照明灯 牵引控制器一左后照明灯 左前照明灯一右前照明灯左后照明灯一右后照明灯9.2 电气操作9.2.1 回转控制开关在 12CM15 连续采煤机中, 使用了多个旋转开关作为司机控制各种电动机的主令操作开 关,现以“泵” 开关为例，说明其表示方法和原理，如图9.4 所示。图 9.4 回

11、转控制开关（1）端子：用六角形符号表示，内部数字为端子编号，与外部的连接用螺钉固定。（2）触头：每对端子间都有触头，用靠右侧的两条短竖线表示，该开关带有6 对触头。（3）跨接线：有的端子之间用短接线直接相连。根据使用场合不同，短接线可以在开 关内部，也可以在外部。如图9.4中端子4和2、2和6、3和7及11和9被短接。（4）开关位置：开关位置由穿过开关的竖线表示。一般有“START”（起动）、“RUN”(运行)和“OFF”(停机)三个位置。( 5)弹簧返回：该开关为弹簧返回式，即当司机将手松开后，开关会返回到某一位置。 用箭头表示松开手后开关所回到的位置。如图9-4 中的箭头表示将开关旋转到“

12、起动”位置 后如果松手，则开关会返回到到“运行”位置。该位置又称非自保持位。(6) 闭合位置：开关中各触头的开闭取决于手柄的位置，用“X”表示当在某一位置 时某两个端子间触头闭合。(7) 保持闭合：把两个或多个“X”连接起来，则表示当开关处于该位置时触头保持 闭合。如图9-4中，当开关处于“起动”和“运行”两个位置之间时，端子4和3间的触头 也保持闭合状态。控制系统中除使用了多个回转控制开关外，还设置了四个断路器，断路器不仅能够完成 被控线路正常情况下接通或断开外，而且还可实现线路发生短路故障后自动跳闸，切断故障 电源。9.2.2 开机操作顺序 久益公司推荐的机器的操作顺序如下(这里仅给出与电

13、气相关的步骤):(1) 当确定各防爆控制箱门的防爆面符合要求的条件时,先分别采用手动将控制箱中 2CB 、牵引控制箱中3CB种8CB断路器合上,并按规程将各箱体防爆箱门关好。(2) 由司机将位于断路器箱上的主断路器1CB手动合闸。此时电源指示灯亮。( 3)起动油泵。(4) 如果需要时，操作液压系统来调整悬臂或输送机等的位置，或者操作履带行走来调 整机身位置等。(5) 如果需要时，启动输送机。( 6)开启除尘和冷却水阀，为截割机启动做好准备(截割机启动及运行对水压及流量有 一定的要求，如果水压过低或流量过小，截割机将无法启动和运行)。( 7 启动截割机。(8) 启动除尘风机(如果把风机设定在“自

14、动运行”方式上，当截割机启动后，风机将 会跟着自动启动运行)。此后的操作，例如，截割机或行走部，将根据实际情况来进行。 应当指出：只有油泵电机启动并运行之后，其它电机才能够启动运行，否则，对这些 电机启动操作均无效。此外，一旦油泵电机停机，其它电机就会随即停止运行。为此称油泵 开关是其它电机总开关。12CM15 型连续采煤机的基本操作为手动操作方式(如果装备了遥控装置后，方可进行 遥控操作)。手动操作是通过主控台上的回转控制开关来进行，这些开关有：控制总开关 (CONTROL),漏电试验/复位开关(E/L TEST/RESET),风机开关(FAN),运输机开关 (CONVEYOR),油泵开关(

15、PUMP),截割机开关(CUTTER)及左右行走操作杆(LH/R.H TRACTION),如图9.5所示。在手动操作之前，首先将控制总开关旋转到手动(MANUAL) 位上。12CM15 型连续采煤机对启动操作有一些特殊要求，除行走操作外，其余电机的启动操 作均有一个共同特点： “两次操作”，即在司机用操作开关对电机进行启动操作时，必须按 特定的要求扳动开关两次。对于不同的电机还有一些具体的要求。下面逐一进行说明：图 9.5 主控操作台1. 油泵启动油泵的操作开关有三个位置：停机(OFF)、运行(RUN)和启动(START),见图9.6 所示。其中OFF和RUN为自保持位，即将开关扳到这两个位置后松手，开关仍然会保持在 这两个位置不动；而START则是一个返回到RUN位上的非自保持位。如果将开关扳到该 位置上后松手，开关就会自动转到RUN位上去，并保持在RUN位上。图 9.6 操作开关a）油泵开关（截割机开关）b）运输机开关c）风机开关 油泵电机启动的“两次操作”步骤如下：1）第一次操作：将油泵开关从OFF位直接扳到