电牵引采煤机维修.docx
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电牵引采煤机维修
目次
11 概述
本产品采用了目前国际上最为新型的开关磁阻电动机调速技术和PLC技术，依据煤矿井下具体的工矿条件，设计制作了可靠的控制、传输、保护等元部件。
该系统是一项机电一体化的高新技术产物。
开关磁阻电机调速系统（简称“SRD”），它融新颖的电动机结构——开关磁阻电动机（简称“SR”）与现代电力电子技术、电气控制技术为一体，兼有异步电动机变频调速系统和直流电动机调速系统的优点，但又不同于交流变频调速与直流调速。
普通电动机是电能——磁场——感应电流——磁场——机械能的转化过程，而“SRD”系统是利用磁场和磁场力所具有的特性，直接将磁场力转换成机械能的过程。
因此它具有交流变频调速系统及直流调速系统不可比拟的优势。
12 结构特征与工作原理
12.1 结构特征
电控箱分接线腔与控制腔两部分，控制腔内安装有GM2-400型或C79型隔离开关（交流真空接触器）、干式变压器、磁阻电机控制器、控制器组件、A57GSTD大屏幕彩色显示屏、电流互感器、控制变压器、采煤机无线电遥控接收机等。
接线腔为采煤机上动力电缆及控制和保护线缆的进出线腔。
电控箱设计成隔爆型结构，可在含有爆炸性气体混合物的矿井中使用。
电控箱的功能作用等；随采煤机整机一起考核。
12.2 主电路部分
12.2.1 1140V供电的380/420KW采煤机主电路部分
本系统的供电电压为交流1140V，经400A真空磁力起动器，接出一根的主电缆，送至采煤机接线腔。
电缆在接线腔内通过一组过墙接线柱“XD0”，将1140V电源引入电控腔接在400A隔离开关“QS”上端。
隔离开关下端接三路：
第一路接到过墙接线柱“XD1”，供给左截割电机“M1”；第二路接到过墙接线柱“XD3”，供给泵电机“M3”、通过“XD2”供给右截割电机“M2”及接至控制变压器，供给控制系统。
第三路接至65KVA干式电源变压器，供给SRD系统。
12.2.2 1140V供电的500/600/700KW采煤机主电路部分
本系统的供电电压为交流1140V，经两台300A真空磁力起动器，均接出一根的主电缆，送至采煤机接线腔。
两真空磁力起动器之间用电缆连接，接成主从延时起动状态（起到分批起动采煤机电机的功能，降低了采煤机的起动电流，以致大大降低了对电网的影响）。
真空磁力起动器1（从）在接线腔内通过一组过墙接线柱“XD1”，将1140V电源引入电控腔接在400A隔离开关“QS1”上端。
真空磁力起动器2（主）在接线腔内通过一组过墙接线柱“XD2”，将1140V电源引入电控腔接在400A隔离开关“QS2”上端。
“QS1”隔离开关下端接两路：
第一路接到过墙接线柱“XD3”，供给左截割电机“M1”；第二路接到过墙接线柱“XD5”，供给泵电机“M3”。
“QS2”隔离开关下端接三路：
第一路接到过墙接线柱“XD4”，供给右截割电机“M2”；第二路接至100KVA干式电源变压器，供给SRD系统；第三路接至控制变压器，供给控制系统。
12.2.3 3300V供电的700KW采煤机主电路部分
本系统的供电电压为交流3300V，经一台真空磁力起动器，接出一根主电缆，送至采煤机接线腔。
在接线腔内通过一组过墙接线柱“XD0”，将3300V电源引入电控腔接在C79型隔离开关“QS”上端。
经“QS”隔离开关后，分三路：
第一路接到过墙接线柱“XD1”，供给左截割电机“M1”；第二路接到一号交流真空接触器上端和接过墙接线柱“XD3”，供给泵电机“M3”，此交流真空接触器下端接过墙接线柱“XD2”上的右截割电机“M2”；第三路接至110KVA干式变压器，经3300V/400V变压后，接到二号交流真空接触器上端及控制变压器，下端接通SRD系统。
12.2.4 牵引调速系统部分
牵引调速系统（“SRD”）由SRD控制器与两台磁阻电动机：
M4、M5组成。
交流400V电源接入控制器，经整流电路、控制电路、推动电路、开关变换电路，分两路（共四根）电缆接至M4、M5磁阻电动机。
磁阻电动机转子位置传感器的信号，经一条专用电缆接至SRD控制器，形成闭环系统。
12.3 电气元件明细表
12.3.1 1140V供电的380/420KW采煤机的电气元件明细表
名称
型号或代号
供货单位
行程开关
LX19K
无锡盛达机械制造有限公司
磁阻电机控制器（SRD）
CMLZ380A25/SH-WX1
无锡盛达机械制造有限公司
控制器组件
1MKC01031201
无锡盛达机械制造有限公司
大屏幕彩色显示屏
DA57GSTD
无锡盛达机械制造有限公司
隔离开关
GM2-400
浙江煤山矿灯厂
电流互感器
LM2-1K
无锡盛达机械制造有限公司
电阻
RX23-20-10
无锡盛达机械制造有限公司
控制变压器
774（或775）
无锡盛达机械制造有限公司
高压保险丝
RL5-1A/1140V
无锡盛达机械制造有限公司
干式变压器
65KVA，1140/400V
盐城市变压器厂
12.3.2 1140V供电500/600/700KW采煤机的电气元件明细表
名称
型号或代号
供货单位
行程开关
LX19K
无锡盛达机械制造有限公司
磁阻电机控制器（SRD）
CMLZ380A40/SH-WX1
无锡盛达机械制造有限公司
控制器组件
1MCD01030801
无锡盛达机械制造有限公司
大屏幕彩色显示屏
A57GSTD
无锡盛达机械制造有限公司
隔离开关
GM2-400
浙江煤山矿灯厂
电流互感器
LM2-1K
无锡盛达机械制造有限公司
电阻
RX23-20-10
无锡盛达机械制造有限公司
控制变压器
774（或775）
无锡盛达机械制造有限公司
高压保险丝
RL5-1A/1140V
无锡盛达机械制造有限公司
端头操作箱
CXB-24C（A）
无锡盛达机械制造有限公司
干式变压器
100KVA，1140V/400V
盐城市变压器厂
12.3.3 3300V供电的700KW采煤机的电气元件明细表
名称
型号或代号
供货单位
行程开关
LX19K
无锡盛达机械制造有限公司
磁阻电机控制器（SRD）
CMLZ380A40/SH-WX1
无锡盛达机械制造有限公司
控制器组件
2MCD01031001
无锡盛达机械制造有限公司
大屏幕彩色显示屏
A57GSTD
无锡盛达机械制造有限公司
隔离开关
C79
无锡盛达机械制造有限公司
交流真空接触器
JCZ9-3.6/D400-4T
无锡市蓝虹电子有限公司
交流真空接触器
CKJ5-160/1140
无锡市蓝虹电子有限公司
干式变压器
110KVA、3300V/400V
盐城市变压器厂
电流互感器
LM2-1K
无锡盛达机械制造有限公司
电阻
RX23-20-30
无锡盛达机械制造有限公司
控制变压器
775
无锡盛达机械制造有限公司
高压保险丝
RL5-3A/660V
无锡盛达机械制造有限公司
遥控器
FYJ-FYF
无锡盛达机械制造有限公司
端头操作箱
CXB-24C
无锡盛达机械制造有限公司
13 控制器组件系统
图A控制器组件图
图B控制器组件接线示意图
本组件由APS电路板和PLC组成，PLC主要将外部的输入装置如：
按键，感应器、开关及脉冲等状态读取后，依据这些输入信号的状态或数值并根据内部储存预先编写的程序，以微处理机执行逻辑、顺序、计时、计数及算术运算，产生相对应的输出信号到输出装置如：
继电器的开关、电磁阀及马达驱动器，控制机械或程序的操作，达到机械控制自动化或加工程序的目的。
由其外围的装置（个人计算机/程序书写器）编辑/修改程序及监控装置状态，进行现场程序的维护及试机调整。
13.1 电源部分
由控制变压器副边28V经APS电路中的桥式整流，输出的24V脉动直流，经DVP-16SP电路的接点，提供电磁阀的直流动作电源，该回路额定电流8Ａ。
控制变压器副边15Ｖ经APS电路中的桥式整流，经集成稳压输出的电压12Ｖ。
该稳压直流为APS电路的电源，回路额定电流为1.5Ａ。
控制变压器副边170V经DVP-PS02输出24V直流，作为DVP-14SS、DVP-16SP、DVP-06XA、DVP-04PT及大屏幕彩色显示屏的工作电源。
13.2 功率保护部分
该功能主要由APS电路、DVP-06XA电路、DVP-14SS电路及电流互感器完成，可同时对两台截割电动机进行功率保护。
由三路电流互感器组件提供对应的实时功率检测，接入APS电路后，变换成直流电压模拟信号，输入DVP-06XA电路进行模数转化，再把数字量输入DVP-14SS电路中进行数字量比较。
当任何电机功率超过额定功率110%时，超过DVP-14SS电路设定的基准值，则降低由DVP-06XA输出到SRD系统的牵引速度给定电压，使牵引速度降低。
。
同时大屏幕彩色显示屏作相应的实时功率指示。
13.3 温度保护部分
该功能主要由APS电路、DVP-04PT电路、DVP-14SS及热敏电阻Pt100、热继电器完成，可同时对两台截割电动机、100KVA干式变压器起到温度保护。
当任一部件温度达到155℃保护值而动作时，该保护电路即可动作。
并且电路还且备对热保护元件引出回路断线的保护功能，若任一路热保护元件回路断线时，则采煤机不能自保。
当该保护电路动作时，即切断采煤机的供电电源。
由热敏电阻Pt100提供实时温度模拟检测，输入DVP-04PT电路进行模数转化，再把数字量输入DVP-14SS电路中进行数字量比较。
当电机温度达到155℃时，超过DVP-14SS电路设定的基准值，此时，控制开关电路工作，电子开关接通12V，输入APS电路，使其自保接点打开，切断采煤机的供电电源，采煤机断电停机。
由在热保护元件正常状态下启动采煤机时，电子开关不导通，采煤机电源开关的自保回路通畅，采煤机正常工作。
同时大屏幕彩色显示屏作相应的实时温度指示。
13.4 采煤机零位保护部分
该功能主要由DVP-16SP电路完成。
当采煤机开始牵引行走时，DVP-16SP电路的开关接点合上，其接点接通采煤机松闸电磁铁电源，使液压“抱闸”松开。
当采煤机牵引速度为零时，DVP-16SP电路的开关接点打开，其接点切断松闸电磁铁电源，使采煤机在无牵引时“刹车”，以防止采煤机在倾斜工作面上下滑。
13.5 SRD系统的操作给定部分
该功能主要由操作按钮、DVP-14SS和DVP-06XA电路完成。
采煤机的牵引方向和牵引速度，即SRD系统的启动信号（ST1，ST2），正反转信号（FQ），速度给定电压值（VIN），还有SRD系统的复位信号（RE），都是由此提供的，实现了操作信息的人机转化功能。
同时大屏幕彩色显示屏作相应的速度指示。
13.6 SRD系统的故障显示部分
该功能由整套DVPM-1和显示屏共同完成，SRD系统的故障信号（123、EOB）输出给DVP-16SP电路，经内部程序核对处理，显示屏做相应的中文显示。
14 采煤机电机与电缆
14.1 1140V供电的380/420KW采煤机电机与电缆
14.1.1 采煤机电机
截割电机：
功率为160kW（180kW）,额定电压1140Ｖ，额定电流为98Ａ（112A），矿用隔爆型鼠笼电机，布置于采煤机的左、右摇臂上，作驱动滚筒割煤用。
牵引电机：
功率为25kW,额定电压380Ｖ，额定电流为45Ａ，矿用隔爆型，开关磁阻电动机，布置于采煤机的左、右牵引减速箱内，用于驱动牵引系统。
调高电机：
功率为7.5kW,额定电压1140Ｖ，额定电流为5.3Ａ，矿用隔爆型鼠笼电机，布置于采煤机的泵箱内，用于驱动液压泵。
14.1.2 电缆
本系统所用电缆全部有接线腔引入或引出，具体如下：
代号
型号
用途
W0
MCP3×95+1×25+4×6
1140V主电缆
W1
MCP3×35+1×6+4×6
接左截割电机
W2
MCP3×35+1×6+4×6
接右截割电机
W3
MCP3×10+1×6+2×2.5
接泵电机
W4
MCP3×16+1×10+2×2.5
接左开关磁阻电机
W5
MCP3×16+1×10+2×2.5
接右开关磁阻电机
W6-W10
CEF2×1.0（或CEF3×1.0）
电磁阀电缆
Ws1
ZRC-KVV7×1.5
接左开关磁阻电机转子位置传感器
Ws2
ZRC-KVV7×1.5
接右开关磁阻电机转子位置传感器
14.2 1140V供电的500/600/700KW采煤机电机与电缆
14.2.1 采煤机电机
截割电机：
功率为300kW（或250kW或200kW）,额定电压1140Ｖ，额定电流为194Ａ（或164A或130A），矿用隔爆型鼠笼电机，布置于采煤机的左、右摇臂上，作驱动滚筒割煤用。
牵引电机：
功率为40kW,额定电压380Ｖ，额定电流为78Ａ，矿用隔爆型，开关磁阻电动机，布置于采煤机的左、右牵引减速箱内，用于驱动牵引系统。
调高电机：
功率为18.5kW,额定电压1140Ｖ，额定电流为11.1Ａ，矿用隔爆型鼠笼电机，布置于采煤机的泵箱内，用于驱动液压泵。
14.2.2 电缆
本系统所用电缆全部有接线腔引入或引出，具体如下：
代号
型号
用途
W1
W2
MCP3×70+1×16+4×6和
MCP3×95+1×25+4×6（700KW）
MCP3×50+1×10+4×6和
MCP3×70+1×16+4×6（500KW,600KW）
1140V主电缆
W3
MCP3×35+1×6+4×6（500KW）
MCP3×50+1×10+4×6（600KW）
MCP3×70+1×16+4×6（700KW）
接左截割电机
W4
MCP3×35+1×6+4×6（500KW）
MCP3×50+1×10+4×6（600KW）
MCP3×70+1×16+4×6（700KW）
接右截割电机
W5
MCP3×16+1×10+2×2.5
接左开关磁阻电机
W6
MCP3×16+1×10+2×2.5
接右开关磁阻电机
W7
ZRC-KVV7×1.5
接左开关磁阻电机转子位置传感器
W8
ZRC-KVV7×1.5
接右开关磁阻电机转子位置传感器
W9
CRHF14×1.0
左操作箱进线电缆
W10
CRHF14×1.0
右操作箱进线电缆
W11/W12/
W13/W14/W16
CEF2×1.0（或CEF3×1.0）
电磁阀电缆
W15
MCP3×10+1×6+2×2.5
接泵电机
14.3 3300V供电的700KW采煤机电机与电缆
14.3.1 采煤机电机
14.3.1.1 截割电机：
功率为300kW（或400kW）,额定电压3300Ｖ，额定电流为64Ａ（或90A），矿用隔爆型鼠笼电机，布置于采煤机的左、右摇臂上，作驱动滚筒割煤用。
14.3.1.2 牵引电机：
功率为40kW,额定电压380Ｖ，额定电流为78Ａ，矿用隔爆型，开关磁阻电动机，布置于采煤机的左、右牵引减速箱内，用于驱动牵引系统。
14.3.1.3 调高电机：
功率为20kW,额定电压3300Ｖ，额定电流为4.4Ａ，矿用隔爆型鼠笼电机，布置于采煤机的泵箱内，用于驱动液压泵。
14.3.2 电缆
本系统所用电缆全部有接线腔引入或引出，具体如下：
代号
型号
用途
W0
MCP-1.9/3.33×50+1×25+4×6
3300V主电缆
W1
MCP-1.9/3.33×35+1×16+4×4
接左截割电机
W2
MCP-1.9/3.33×35+1×16+4×4
接右截割电机
W3
MCP-1.9/3.33×35+1×16+4×4
接泵电机
W4
MCP-0.66/1.143×16+1×10+4×6
接左开关磁阻电机
W5
MCP-0.66/1.143×16+1×10+4×6
接右开关磁阻电机
Ws1
ZRC-KVV7×1.5
接左开关磁阻电机转子位置传感器
Ws2
ZRC-KVV7×1.5
接右开关磁阻电机转子位置传感器
W11
ZRC-KVV7×1.5
左按钮箱进线电缆
W12
ZRC-KVV7×1.5
右按钮箱进线电缆
W7/W8/
W9/W10/W6
CEF2×1.0（或CEF3×1.0）
电磁阀电缆
15 端头操作箱
15.1 结构组成
15.1.1 操作箱分接线腔与控制腔两部分，控制腔内安装有三只LX19K行程开关。
接线腔为采煤机上电源电缆及控制线缆的进出线腔。
15.1.2 操作箱设计成隔爆型结构，可在含有爆炸性气体混合物的矿井中使用。
控制箱的功能作用等；随采煤机整机一起考核。
15.2 基本参数
15.2.1 操作箱进线电源为直流24V，额定电流为2A。
15.2.2 LX19K行程开关，额定电压为DC220V、额定电流为5A。
实际使用电压为DC24V，实际使用电流为1.2A，实际使用为短时工作制，每次工作时间为30秒，每小时不超过10次。
15.2.3 LX19K行程开关，额定电压为DC220V，额定控制容量为1100W，实际使用电压为DC24V，实际控制容量为30W。
15.2.4 操作箱为I类隔爆型电气产品，防爆标志为ExdI。
15.3 标准接线图
1140V供电的500/600/700KW采煤机端头操作箱接线图
3300V供电的700KW采煤机端头操作箱接线图
15.4 操作使用
按停止按钮，使采煤机停机；按摇臂升按钮，实现摇臂升的功能；按摇臂降按钮，实现摇臂降的功能。
本采煤机共配两个端头按钮箱，分别控制左右两个摇臂。
16 采煤机一般故障分析与排除
16.1 电控系统故障
16.1.1 采煤机不启动
原因分析：
1.隔离开关未合闸；2.主电缆控制芯线断开；3.采煤机内部控制芯线断开；4.磁力起动器故障；5.截割电机故障；6.启动按钮失灵。
排查方法：
1.将隔离开关合闸；2.更换电缆或修复控制芯线；3.采煤机内部控制芯线准确连接；4.更换或修复磁力起动器；5.更换或修复电机；6.更换启动按钮。
16.1.2 运输机不启动
原因分析：
1.运停按钮未解锁；2.主电缆控制芯线断开；3.采煤机内部控制芯线断开。
排除方法：
1.运停按钮解锁；2.更换或修复主电缆；3.正确连接。
16.1.3 采煤机启动后不自保
原因分析：
1.控制器电源电路问题；2.截割电机过热；3.截割电机的热敏电阻PT100损坏；4.温试按钮损坏；5.温度保护电路故障；6.外围线路故障。
排除方法：
1.前端交流电未输入，检查变压器组件保险丝；控制器电源电路烧毁；2.电机冷却水；3.万用表测量；4.检查温试按钮及其连线；5.检测温度保护电路；6.检查线路。
16.1.4 截割电机超载或按下超试按钮，采煤机牵引速度不降
原因分析：
1.功率保护电路故障；2.功控电磁阀损坏；3.电流互感器损坏；4.外围线路故障。
排除方法：
1.检测功率保护电路；2.检测电磁阀；3.检测电流互感器；4.检查线路。
16.1.5 采煤机不能按照操作进行工作（向左、向右、升速、降速）
原因分析：
1.PLC组件故障；2.按钮及其连线故障；3.PLC至SRD控制系统间连线故障；4.遥控器及其外围连线故障；5.SRD控制系统故障。
排除方法：
1.观察PLC指示灯和输入输出点的动作；2.参考SRD控制系统故障分析。
16.1.6 遥控器和端头按钮箱不能控制摇臂升降
原因分析：
1.遥控发射机或接收机故障；2.升降电磁阀故障；3.电磁阀用24V电源故障；4.端头按钮箱的按钮及接线松动脱落；5.外围线路故障。
排除方法：
1.检查遥控发射机和接收机；2.检查电磁阀；3.检查控制器24V电源输出；4.检查端头按钮箱按钮及线路；5.检查外围线路。
以上电控系统常见故障均根据电控接线图来排查，以换件为主。
16.2 牵引系统常见故障
16.2.1 控制器缺相（三相供电电源3相380V）
现象：
接触器不能吸合，控制器不工作。
整流以后直流母线电压过低，跳”EU”。
排查方法：
首先检查真空开关前端，3相电源是否正常。
如缺相，应排除缺相原因，严禁在缺相状态下反复起动采煤机。
缺相起动采煤机有可能造成严重故障。
16.2.2 输入电压过高或过低（高於437V或低于304V）
现象：
跳“EU”。
排查方法：
检查采煤机输入电压值，并调整前端变压器，使输入电压在规定范围内。
16.2.3 采煤机进线电压，相间短路或对地短路时，可能产生的瞬间高压，窜到控制器内引起设备严重的损坏。
因定期检查采煤机引线的绝缘情况。
16.2.4 变压器箱
16.2.4.1 变压器
●结露引起变压器绝缘下降，造成变压器击穿。
变压器损坏时产生的高压，造成控制电路元器件的和功率元器件的损坏，这是一个因果关系。
在符合结露的物理条件时，结露是不可避免的。
可行的办法是在变压器箱内放置干燥剂，并定期更换，确保箱内干燥。
●由于机械的原因造成变压器绝缘损坏或断路。
例如变压器固定螺丝松动脱落，造成变压器在箱内晃动，最终导致变压器损坏。
定期检查变压器所有的固定螺丝是否紧固。
●变压器接线鼻子挨着箱盖太近，运行时振动造成绝缘损坏。
注意电感接线时，不要折、弯线鼻子，因为铜质的线鼻子容易折断和断开裂缝，造成打火。
在盖变压器盖前要整理接线鼻子和引线各个方向都要有适当的空间余量，避免磨损绝缘，造成短路。
●为了保证变压器的性能，目前已采用盐城的产品。
16.2.4.2 电感
电感一侧细线3根进控制电路，另一侧3根粗线进功率电路，他们之间有相序关系，不能接错。
该电路处于回馈状态时，如接错会引起整流回馈电路工作不正常，甚至IGBT损坏。
更换电感或变压器时一定要相序接对。
我公司目前的产品用红、黄、蓝来表示对应关系，老产品如没有此标记，请拆线时注意做标记，
16.2.5 隔爆箱
16.2.5.1 水冷
●要保持水冷系统运行正常，有足够的水压和流量，否则控制器的热量散不出去，铝板温度开关动作，跳过热保护（TI－2）。
此时按复位按钮后，不能立即起动，要过一会才能重新开车。
应定期检查水冷系统工作是否正常，保证水路畅通。
控制器散热铝板安装在水冷面上。
更换控制器时，一定要注意2个接触面上要擦干净，涂抹导热胶要均匀。
导热胶的作用是填充2个接触面之间的凹凸不平，填平即可，不是愈多越好。
要使用优质导热胶。
我公司在维修台或备台发货时均会带二管导热胶。
●温度是影响电牵引系统能否可靠运行的关键因素之一。
在日常使用时应引起充分注意。
当故障停机与运行时间有关，或停机后，需要过一定时间才能重新开机，都应考虑是否冷却系统出了问题。
要求冷却水压力为1.5兆帕以上。
16.2.6 PLC
当PLC故障时，不能按操作向控制器发出运行指令或速度信号，控制器不能正常运行。
检修PLC
16.2.7 操作面板
按操作面板上的按钮，牵引系统不响应。
PLC上相应的信号灯不亮，说明操作信号没有进PLC。
可能粉尘沉积太厚，操作按钮接触不良，或机构失灵应及时报修，此时可用遥控器进行操作。
当停车按钮失灵时切忌通过切断前端真空开关来实现停机。
按停车按钮或用遥控器停车时，停车过程是受控的，对系统是安全的。
如果在采煤机正常牵引过程中，通过切断前端真空开关来停机，将造成控制器的严重损坏。
16.2.8 电缆
由于采煤机运行时震动剧烈，电缆在隔
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