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1、西安煤矿机械厂MG300/700WD 交流 电牵引采煤机培训教材培训教案MG 300/700WD 电牵引采煤机（电器部分 ）一、概述 ：MG300/700WD 交流电牵引采煤机是西安煤矿机械厂生产的 一种多电机驱动，电机横向布置，交流变频调速，无链双驱动电牵引 采煤机。总装机功率687.5KW,截割电机功率2X 300KW,牵引电机 功率2X 40KW，调高泵功率7.5KW，适用于采高1.80m 3.50m,煤 层倾角W 40度的中厚煤层综采工作面 。 矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。采煤机的电器部分由三个独立的电控箱共同组成, 系统采用了可 编程控制器（PLC）、中文液晶显示、系统的工作状态和监测到的
2、故 障情况，直接转矩（DTC ）变频调速技术和信号传输技术，来共同控 制两台 300KW 的截割电机,两台 40KW 牵引电机,一台 7.5KW 的 油泵电机的运行状态。 采煤机电气系统采用了 “一拖一”的控制方法。 提高了系统的控制精度, 并具有一定的故障自行诊断能力。 采煤机的 控制和保护性能完善、 操作方便、维护简单。系统具有再生制动功能、 可实现四象限运行。 聞創沟燴鐺險爱氇谴净。二、使用工作条件1 海拔高度小于 2000m2 .周围介质温度-5 C - +40 C3. 相对湿度：不大于 95%（+25C）4. 电网交流电压： 1140V（+10%- -20%） 50HZ5. 周围介质
3、无破坏性金属和绝缘材料的气体、蒸气和尘埃6. 周围空气中的甲烷，煤层，硫化氢，二氧化碳不超过w煤矿安 全规程所规定的安全含量。三、采煤机具有下列操作控制 , 保护及显示功能 （ 电气系统 ）1. 在采煤机上完成对顺槽开关箱的启动,停止控制。2. 在采煤机上完成对运输机的闭锁控制。3. 在采煤机上完成对截割电机的温度监测和热保护。4. 调高油泵电机的温度监测和热保护。5. 在采煤机上完成对牵引变压器的温度监测和热保护。6. 在采煤机上完成对截割电机和牵引电机恒功率控制和过载保7. 在采煤机上完成对截割电机和牵引电机电流检测和负荷控制。8. 由端头站和操作面板， 通过控制箱对采煤机实现牵引和摇臂操
4、 作。9. 变频装置具有外置式各种参数的显示四、 MG300/700-WD 采 高：采煤机的主要特征技术：1.8 3.5M煤层倾角: 45度机面高度 :1422mm装机总功率 :700KW截割功率 :2X 300KW牵引功率 :2X 40KW泵站功率 :7.5KW供电电压 :1140V(+10%- -20%) 50HZ五、 MG300/700-WD采煤机的主要技术参数：1.截割电机主要技术参数：型 号：YBC-300D额定功率 :300KW额定电压:1140V额定电流 :188A额定转速 :1470rpm/min绝缘等级:H 级冷却方式 :定子水冷冷却水压力 : 3MPa防爆型式 :隔爆型专用
5、电机2. 牵引电机主要技术参数 ：型 号 :XBQYS-40(B)额定功率 :40KW额定电压:交流 380V10%额定电流 :76A额定转速 :1470rpm绝缘等级: 冷却方式 : 冷却水压力 : 防爆型式 :级定子水冷 3MPa隔爆型变频调速专用电机3. 调高泵电机主要技术参数型 号：YBRB-7.5额定功率：7.5KW额定电压：1140V额定电流：2.95A额定转速：1460rpm/min绝缘等级：H 级冷却方式：定子水冷冷却水压力： 3MPa防爆型式：隔爆型六、 MG300/700-WD 采煤机电气控制单元结构特征及工作原理电气控制单元由三个独立的电控箱 N23 （开关箱）、N24D
6、 （变 频器箱）、N26 （变频器箱）共同组成。其中，开关箱，变频器箱 共同安装在一个整体的联接框架内，变频器箱安装在右牵引部的 一段框架内。三个独立的电控箱部都可以从老瑭侧装入、抽出， 方便安装和检修。每个电控箱均由两个独立的腔体：隔爆腔和接 线腔组成。隔爆腔供安装电器部件用，接线腔供电缆引入线用。 电控箱顶部设有开盖板 。 残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。1开关箱型号：KXJ700/1140C开关箱位于采煤机联接框架的左端，检修和安装时，可方便的从 老塘侧推入和抽出。 开关箱由两个接线腔和一个隔爆腔组成， 开关箱 的作用是将 1140V 交流电源引入采煤机，并进行电源分配。开关箱 隔爆腔内装有： 酽
7、锕极額閉镇桧猪訣锥。（ 1）隔离开关型号：CM2 400 （带超前断电）用于左右截割电机主回路，紧急情况下可通过它来断开主回路。开关转轴机械联锁装置带动行程开关控制磁力启动器的控制回路， 以 保证隔离开关不带电操作(先导通合闸后送电，先断电后分闸) 。 彈贸 摄尔霁毙攬砖卤庑。(2) 1T1 变压器。(1140V/220V, 42V)220V为可编程控制器(PLC)和非本安电源1G2供电。42V 为本安电源 1G1 供电。 每组次级边有两个空气断路器作为次级电路的短路和过流保护。(3)本安电源：1G1，输入42V，输出DC12V，为左右端头站，电流变送器 TA1 TA2 的电源。(4)电流变送
8、器：TA1、TA2型号：JCA300P14-20MA用于左右截割电机电流的采样工作，两个霍尔电流传感器对左 右截割电机进行检测，采样信号经 PLC模拟输入模块CH1、CH2通 道输入PLC。通过PLC软件控制来完成采煤机截割电动机的恒功率 控制和电动机的过载保护 。 謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。( 5)接线腔分为两个：a) 主接线腔：有6个1140V/22OA高压接线柱和一个12芯 过线组和2只接地线压板，用于引入1140V电源。 厦礴恳蹒骈時盡继價骚。b) 付接线腔： 用于向左右截割电机、油泵电机的和牵引变 压器的提供电源。2变压器箱型号：KXJT110/1140C变压器由隔爆腔和接线腔组成。a)
9、 接线腔有若干接线端子和两个接地板及三个进出喇叭嘴， 用于1140V的电源输入和380V变频器电源输出 。 茕桢广鳓鯡选块网羈泪。b) 隔爆腔装有牵引电源变压器把1140V交流电压转换为变频 器用 400V 交流电压，变压器的容量为 110KVA 。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。3. 变频器箱型号：KXJT110/380C变频器箱位于联接框架的右端，由隔爆腔和接线腔组成。隔爆腔在前，接线腔在后部，底部有冷却水槽。箱体正面有 2 个盖板，左边盖板按有 15 个操作按钮。右面盖板 上安装有中文显示窗（显示采煤机的工作参数，工作状态，信息） ， 两台变频器的显示窗 （显示变频器的工作状态及故障信息） 。籟丛
10、妈羥为贍 偾蛏练淨。1）接线腔内有：a）GXB1过线组：9X 25mm2为主变频器1V1的输出，输入和 制动单元的输出。b）GXB2过线组：9X 25mm2为从变频器的输出和输入。2c）GXB3, GXB4 过线组：为非本安控制的过线组（ 21 芯）。d）GXB5 过线组：本安控制电路的过线组（ 21 芯）。e）接线腔内还有接线端子若干和用于进出的喇叭口 21 个。2）隔爆箱内装有：a）水冷式ABB变频器（1bA1,、1bA2） : 2台b）可编程控制器（ PLC）： 1 台c）开关电源： 1 台d）热电阻温度变送器模块（ MK1-3 ）： 3 个e）继电器模块（ 1bR11bR8）: 8个f
11、）分线盘（ 1）变频器：变频器工作原理：来自牵引变压器的 400V/50HZ 三相交流电源，经快速熔断器送入变频 器输入端 U1 、 V1 、 W1 ，然后经三相电抗器，由变频器桥式整流，向 中间回路电容充电， 充电到一定程度建立起稳定的直流电压。 然后再 经过输出端 IGBT 组成的逆变电路，将直流电逆变为频率、电压可变 的交流电源（即 VVVF 电源）此电源接到牵引电机，即可调速 。 預頌圣 鉉儐歲龈讶骅籴。交流电动机的转速公式：n= （1S）60 f I/pf1 ：定子供电频率p： 定子磁极对数S：转差率n：电动机转速根据公式（ 1）可知，异步电动机的转速由电源频率和磁极对数 来决定 ,
12、改变电源频率，就可调节电动机的转速。当磁极对数，转差 率保持不变的条件下， 电动机的转速 n 与供电电源频率成正比。 即电 动机的转速随电源的频率变化而变化 。 渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。但当电动机的供电频率发生时， 必然会引起电动机其它参数的变 化，电动机电压平衡方程式为：U1 = -E1+I 1 Z1（2）Ei =4.44fiNi mKW i（3）U1定子电源电压E1定子绕组感应电动势I1Z1定子阻抗压降 m电动机每级气隙磁通N1定子绕组匝数KW 1电动机绕组常数如忽略定子绕组压降不计，则U1=-E1 =4.44f1N1 m.KW 1(4)简化常数Ul xfl m（5）由公式（ 1）和（ 5）
13、可知，供电电源频率 f1 的变化不仅会影响 电动机的转速n,而且还会影响到电动机内部气隙磁通的大小。从而影响电动机的运行特性， 特别是在供电电源频率在 50HZ 以下调 速时，由于频率下降，定子旋转磁场同步转速也下降。磁场切割定子 绕组的速度降低，定子绕组内的感应电动势 E1 的数值也下降。如果 电源电压大小保持不变， 则促使电动机励磁电流增大， 而一般电动机 在额定频率下工作时的磁通 m已接近饱和状态因而在50HZ以下调 速时，电动机必定工作在过励磁状态， 其后果是降低了电动机的功率 因数，还会影响电动机负载能力。因此为保证电动机在 50HZ 以下运 行时特性， 必须在改变频率的同时改变供电
14、电源的电压， 此时才能保 证恒扭矩调速 。 铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。相反，当供电频率fl升高到50HZ以上时，气隙磁通将下降，使 磁通 m小于额定值，电动机在额定电流下工作时，电动机随频率升 高，转速也升高。输出扭矩减少， 输出功率不变。 因此电动机在 50HZ 以上调速为恒功率调速 。 擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。本机变频器选用ABB公司的ACS800系列直接转矩控制（DTC） 变频器， 变频器可在零速时产生 150%me 转矩，且无速度传感器， 其 转矩环是内环，速度环为外环。系统通过自动识别建立电动机的模型， 通过测量电机的电流和电压作为自适应电动机模型的输入。 这个模型 每隔 25 微妙产生一
15、组精确的转矩和磁通的实际值。电机的转矩比较 器将转矩实际值与转矩给调节器的给定值作比较； 磁通比较器将磁通 实际值与磁通调节器的给定值作比较。 依靠来自这两个比较器的输出 优化脉冲选择器、决定逆变器的最佳开关位置。 DTC 的完美性能是 基于准确的电机模型， 电机模型是在电机辨识运行中确定。 可以得到 准确的转子速度信号作为速度环的反信号， 所以不需要速度编码器仍 可对电机进行精确的速度控制 。 贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。转矩控制的优越性在于： 转矩控制是控制定子磁链， 在本质上并 不需要转速信息， 所引入的定子磁链观测器能很容易估算出同步速度 信息。因而能方便地实现无速度传感化。 这种控制称为无速度传感器 直接转矩控制。这种控制依赖于精确的电机数字模型和对电机参数的 自动识别（ID），通过ID运行自动确立电机实际的定子阻抗互感、饱和因素，电
