MG6501620WD型电牵引采煤机电气部分1Word文档下载推荐.docx

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真人语音提示内容丰富，故障和状态播报准确；

●具备远程通讯监控与支架电液控制、三机联动扩展能力（注：

该功能组件为非标准配置，用户需要单独订购）；

●具备记忆截割功能扩展能力（注：

该功能组件为非标准配置，用户需要单独订购）。

1.1.1执行标准

GB3836.1～4-2000爆炸性气体环境用防爆电气设备

Q/TDS-1-010-2006MG650/1620-WD型交流电牵引采煤机

适应环境：

●海拔高度不超过2000m；

●周围环境温度不高于+40℃，不低于-5℃；

●在无破坏绝缘的气体或蒸汽的环境中；

●在有瓦斯和爆炸性混合物的矿井中；

●采取防滴水措施的地方；

●污染等级：

3级

●安装类别：

Ⅲ类。

1.1.2主要技术参数

输入电源……………………3300V，50Hz

额定电流……………………350A

防爆型式……………………Exd[ib]I

截割电机……………………2×

650kW，3300V

破碎机电机…………………100kW，3300V

泵电机………………………40kW，3300V

牵引电机………………………2×

90kW，380V

1.2采煤机电气系统组成

采煤机电气系统主要由电气控制箱（ZJT-350/3300C）、截割电机、牵引电机、破碎电机、泵电机及各种操作控制装置组成。

整个电气系统的操作控制由一套名为TDECS的控制系统实现，它是一种采用网络分布式结构的嵌入式计算机控制系统。

1.2.1电控箱

电控箱位于采煤机的中部，是采煤机整体构件的一部分。

电控箱内部又分成变压器腔、高压电气腔、计算机控制腔、变频器腔、和接线腔等几部分，用于布置高压电机控制装置、牵引变压器变频器、操作与保护控制、状态监视显示、电源配置及连线、分线等功能。

如附图1所示。

牵引变压器腔内布置有一台3300V/400V的牵引降压变压器，腔体壁上有冷却水道，用以降低变压器工作温升。

变压器腔后部与高压腔直接相通，用于通过内部牵引动力电源。

高压电气腔靠采空区侧开前盖，接线腔靠煤壁侧开盖。

电气腔内装有3300V输入电源的隔离开关（一般情况下不允许带负荷通断），控制左右截割电机、破碎电机和泵电机用的四个高压真空接触器，检测各电机电流和牵引变压器电流的电流互感器，电机电流保护模块，电机启动控制模块和各电机的漏电闭锁单元等。

前盖装有隔离开关手把、各电机控制操作按钮。

前盖的上部还装有一块小盖板，其上装有观察窗，打开这块小盖板，就可检查控制回路的保险丝等。

计算机控制腔内安装有构成TDECS控制系统的专用的嵌入式控制计算机、大屏幕液晶显示单元、通讯模块、无线电遥控接收模块和各类控制电源等模块。

前盖板上有宽大的显示窗和煤机牵引控制操作按钮。

变频器腔内安装有两台分别向左右牵引电机供电的变频器、外围控制电路以及四象限回馈单元（或两象限能耗制动用的制动单元和电阻器）等。

各腔之间的连线主要在接线腔内完成，高压腔与计算机腔间的隔墙上也有隔爆型过线组可直接相连。

接线腔左右两侧共装有25个喇叭口，高压箱送入的3300V电源线、左右牵引电机的连线均由此出入，其余的小喇叭口分别用于连接端头控制站，传感器，分线盒，无线电遥控接收天线等。

组合控制箱电气原理图见附图3。

1.2.2TDECS控制系统的简介

TDECS控制系统是天地科技专为采煤机应用开发的一套采用分布式结构的嵌入式电气控制系统。

其底层通信网络是以两条CAN总线为骨干，运行多协议的RS485为分支的高度灵活的结构。

TDECS控制系统的基本设计思路是采用分布式结构，按功能将控制系统划分为多个相对独立的部分，各部分之间以高性能串行通信线路相连。

这种设计方式将各部分传感器信息就近处理后集中传送，大大减少了弱信号的长距离传输，也减少了系统连接电缆的数量。

各部分功能大都由专用处理器协助完成或者是独立完成，最后传送给主控制器是运算处理后的结果，这不仅减轻主控制器和其它节点的负担，还有效地减少中间过程数据在通信线路上的传输，减轻了对通信容量的要求。

主要的分布式模块均采用专用DSP控制器为核心设计，具有较高性能。

下面分别介绍一下TDECS系统各部分模块的功能。

中央控制单元是TDECS系统重要部分，它是本设计中功能最强，结构也是最复杂的部分。

中央控制器由三块紧密相连的电路板，处理器板、模拟接口板和继电器输出与电源板构成。

在整个系统中它的主要功能包括：

（1）牵引调速系统的操作控制、牵引系统保护、牵引电机负荷平衡和恒转矩控制功能，要求同时支持以数字通信方式和模拟继电器方式实现对牵引变频器的控制；

（2）与左右两端头操作显示站通信，接收并处理来自端头操作站的操作输入，将系统一些主要运行数据送端头显示；

（3）与左右两端头信号检测站进行实时数据交换，将相关机器参数与状态信息送往两检测站，接收来自两端的各种传感信息；

（4）支持摇臂调高、破碎机升降及其它液压操作电磁阀控制；

（5）截割电机恒功率自动调节功能、重载反牵和三机联动控制；

（6）提供煤机中间箱面板操作控制、基于开关量输入或总线输入方式的无线电遥控操作接口；

（7）将机器当前主要操作状态和故障信息，送语音预警器，接收来自语音预警器当前所监测的工作面瓦斯浓度信息，执行瓦斯超限保护；

（8）提供8通道Pt100温度传感器接口，用以检测各电机和变压器绕组温度，并计算保护；

（9）有3个通道模拟输入接口，作为模拟方式牵引电流监视和牵引变压器400伏输出电压监视；

（10）中央控制器内有两个DSP处理器，其中辅助处理器主要处理传感和操作信息提供相应的通信接口，主处理器用于执行控制程序；

（11）支持端口隔离和故障限制，提供符合防爆要求的本安通信接口等。

通信模块。

该模块主要负责与两台牵引变频器实时通信，支持以数字通信方式实现对牵引调速系统的控制。

实现系统中控制部分与人机界面部分的交互通信，将系统中状态信息送往大屏幕液晶显示单元，接收来自HMI对系统参数的修改请求，执行相关操作。

提供一个本质安全型可设定参数的键盘通信接口，允许用户通过此键盘设定或调整控制系统工作参数，切换HMI显示画面。

支持煤机与顺槽的双向数据载波调制通信，实现采煤机、运输机和液压支架的三机联动接口功能等。

动力监测与保护模块。

该模块主要实现五个3.3kV高压动力设备（左右截割电机、牵引变压器、破碎电机和调高泵电机）三相工作电流，共计15路电流信号的实时监测。

根据可设定的额定值，对上述五个动力设备分别实施反时限过载保护、短路保护和三相不平衡保护。

根据其它节点检测出的上述五个设备的当前温度情况，分别实施过热降容运行或停机保护。

在系统上电之初，对15路电流传感器的状态进行自测试，校验电流传感器是否失效。

对高压箱内部的温度和湿度进行连续监测，向系统提供过热和过湿报警等功能。

电动机启停控制模块。

该模块主要用于实现4路高压电动机的启动、停止控制，包括各电机之间控制逻辑互锁、延时和预警操作信号控制等安全控制功能。

无线电遥控接收盒。

该部分负责接收来自两只无线电遥控器的司机操作命令，将对应的操作信号经开关量模块，送往主控模块。

记忆截割模块（可选件，需单独购买）。

选配该模块可为标准的TDECS系统增加带蛇形进刀跟踪的记忆截割功能。

该功能可显著降低煤机司机的劳动强度。

顺槽显示箱（可选件，需单独购买）。

为了能在相对安全的地方监视采煤机的运行情况，专门的顺槽同步显示箱。

该显示箱可与顺槽磁力启动器并排安装。

箱内设有一通信模块，由该模块通过运输机闭锁信号线以频分复用（信号载波）的方式实现与采煤机内通信模块双向数据通信。

同步显示箱提供了能与运输机和支架控制系统通信的数据端口，形成工作面三机联动的数据网关。

支持将采煤机的工作状态数据实时送入矿井综合信息网，并允许地面调度室对采煤机的工作状态进行调节。

顺槽同步显示箱内的通信模块硬件与采煤机内通信模块是完全相同，不同的只是内部软件功能。

1.2.3采煤机电气系统其它部件

（1）电动机

a．截割电机：

功率为650kW，额定电压为3300V，额定电流为136A，数量为两台。

b．牵引电机：

功率为90kW，额定电压为380V，额定电流为169A，数量为两台。

c．破碎电机：

功率为100kW，额定电压为3300V，额定电流为24A。

d．泵电机：

功率为40kW，额定电压为3300V,额定电流为9A。

（2）电磁阀

共有9个电磁阀，型号为34GDBY-H6B-T，用于控制左、右摇臂调高、破碎机升降、顶护板的升降。

1.2.4其他部件

控制系统中央显示器是一台典型的平板电脑，配组态软件。

专门用于系统状态和数据的显示输出。

设左右端头和操作显示站，可实现及其两侧司机操作输入和23种工作数据的LED显示

2、采煤机电控系统控制原理

2.1先导回路及运输机闭锁回路

2.1.1先导回路

先导与运输机闭锁回路如附图2所示。

从顺槽磁力启动器引来的3300V主电缆经接线腔进入高压电气腔，其中包含的一根先导信号线经先导二极管、高压隔离开关辅助接点和主停按钮ST后，由主启按钮SQ与机算机控制腔中主控模块的自保兼综合控制保护继电器接点并联，再与无线电遥控急停继电器节点串联后，回到煤壁侧接线腔，回接到主电缆的另一根先导信号线。

开机时，先将高压隔离开关合上，启辅助节点接通，再将主停按钮拔出到解锁位置，按下主启按钮SQ，先导回路接通，顺槽磁力启动器将3300V工作电源送采煤机，牵引变压器输出400V为控制系统提供工作电源，计算机控制腔内的TDECS系统的主控模块得电后正常启动运行，它将使其KO输出继电器得电，其常开节点闭合，形成采煤机上电自保，这时操作司机方可松开主启按钮，完成启动操作。

如果控制系统检测到任何断电停机命令和停机故障存在，它将断开KO触点，从而使先导回路断开，执行停机操作。

无线电遥控急停操作则由遥控接收盒内KY1继电器单独执行。

2.1.2运输机闭锁回路

来自主电缆的运输机闭锁信号线从高压箱接线腔先直接通过一信号电缆引入到组合箱内，进入通讯模块载波线路接口板-SMN-J1的线路接口，经隔离后从其信号接口端引出，串联无线电遥控运停节点，连到高压箱内串联运输机闭锁按钮。

通过断开运输机闭锁按钮，可实现在采煤机上闭锁运输机的功能。

通讯模块与可选的顺槽煤机同步显示箱之间的数据传输也是通过运输机闭锁线，以载波（频分复用）的方式实现。

在采煤机和顺槽同步显示箱内载波通信接口板上，有用于运输机闭锁和通信信号隔离耦合电路。

注意：

如果与顺槽的通信功能出现故障，或怀疑载波通信影响运输机闭锁功能时，可将组合电气箱与顺槽同步显示箱内通信模块的线路接口板电源插头（标记为-SMN-J2）同时取下后，进行试验。

必要时在采煤机侧和顺槽侧将载波通信电路同时旁路，进行试验。

2.2控制方式

采煤机通过先导回路控制顺槽磁力启动器，将3300V主电源送入高压腔，经隔离开关，由真空接触器执行各高压电机操作，另有一路