电牵引采煤机维修Word格式文档下载.docx
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CMLZ380A25/SH-WX1
控制器组件
1MKC01031201
大屏幕彩色显示屏
DA57GSTD
隔离开关
GM2-400
浙江煤山矿灯厂
电流互感器
LM2-1K
电阻
RX23-20-10
控制变压器
774（或775）
高压保险丝
RL5-1A/1140V
干式变压器
65KVA，1140/400V
盐城市变压器厂
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
35+1×
6+4×
接左截割电机
W2
接右截割电机
W3
10+1×
6+2×
2.5
接泵电机
W4
16+1×
10+2×
接左开关磁阻电机
W5
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
接右开关磁阻电机转子位置传感器
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；
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
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
1.运停按钮未解锁；
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
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。
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
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。
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）
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。
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
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。
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”。
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）
跳“EU”。
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，电缆在隔爆箱穿墙板处极易磨损。
在设备静止状态下绝缘没问题，运行时一旦碰壳，就会形成短路，造成控制器的严重损坏。
建议设备地面大修时，机上走线按规定型号，全部更换，并进行重新固定，防止磨损。
要注意左右两台牵引电机的接线的标号区分开，不要两台的接线相互接错（现场遇到过）。
16.2.9 电机
除已经介绍的电机常见故障以外，电机还有一些日常维修中的问题要注意，例如电机轴承加油要注意适量。
注油过多，电机高速旋转时会将油脂挤入传感器腔，造成传感器板损坏，一般会出现“PAPB”传感器故障。
电机和减速机构之间的密封圈的损坏，会造成减速机构的冷却油渗入电机，引起电机损坏或进一步污染传感器腔。
16.2.10 抱闸
如果控制器启动后，抱闸没有松开，牵引电机堵转，跳过载保护“OL”。
检查抱闸是否正常，液压系统是否工作（现场曾经遇到液压油漏光后抱闸失灵），一般可通过采煤机摇臂是否能正常升降来验证。
其他出现故障请查阅调速系统详述。
17 采煤机操作注意事项
1.操作本采煤机的司机及维修人员必须熟悉本机的性能、结构原理，并经过培训合格后，方可上岗工作。
2.采煤机工作前必须确认电源是否正常，电压范围应在-20%Ue～+15%Ue内，超过该范围应及时予以调整。
否则会引起保护停车。
在电源缺相的情况下，严禁起动采煤机，否则会造成整流回馈单元的损坏。
3.采煤机起动前，必须先通冷却水才能开机（电控箱冷却水流量在40升/分）。
采煤机长时间工作关机后，仍需通一段时间冷却水，确保功率元件及电机绕组充分降温。
采煤机工作过程中，应经常检查冷却水的流量及畅通情况。
4.在牵引操作前，应检查一下显示器有无异常显示后，确保无异常显示后，才能拉开牵停按钮，起动牵引电机。
5.牵引操作必须在采煤机起动后2～3分钟，电压稳定后才能进行，且必须按以下过程进行操作：
首先把牵停按钮解锁，通过各牵引操作按钮来控制牵引方向和牵引速度。
正常操作为：
先按相应的方向按钮，再按相应的调速按钮。
6.关于牵引控制：
采煤机操作面板上的操作:
采煤机操作面板上有“升速”、“降速”、“向左”、“向右”和“牵停”按钮与控制有关。
采煤机上电后，拉开“牵停”按钮，此时牵引系统处于待机状态。
若用户需向右方向行走，按“向右”按钮，采煤机以1米/分钟速度向右行进，需加速时可按“升速”和“向右”按钮，需减速时可以按“降速”按钮或“向左”按钮。
需注意，当采煤机降速到1米/分钟时，按“向左”按钮，采煤机会反向以1米/分钟速度牵引，继续按“向左”按钮，采煤机会向左加速牵引。
反向亦然。
遥控操作:
遥控发射机上右“牵停”、“向左”、“向右”与“牵停”控制有关。
A、遥控“牵停”按钮为自动复位按钮，（采煤机操作面板上的“牵停”为闭锁按钮），用PLC软件实现自锁。
上电时为允许牵引状态，按一次“牵停”为牵停状态，再按一次为允许牵引状态。
当采煤机处于遥控牵停状态时，“左行”、“右行”以及面板上的“向右”、“向左”、“升速”、“降速”均不起作用，（为防止遥控牵停故障，同时按下面板上的“向左”和“向右”按钮。
或者同时按下遥控上“左行”和“右行”按钮，可将遥控牵停解锁为允许牵引状态。
）
B、当遥控牵停处于允许牵引状态同时操作面板上的牵停处于拉开状态时，若用户想向左牵引，需按“左行”按钮，继续按“左行”按钮加速，按“右行”按钮降速。
需注意，当采煤机将到1米/分钟时，继续按“右行”按钮会反向加速牵引，反之亦然。
7.需要指出的是在理想状态下，采煤机牵引速度的设计值是8.2（或10）米/分，但实际运行的牵引速度与坡度的大小和煤层的硬度有关，当坡度大或煤层硬时（矸石）牵引速度必须降低。
当工作面坡度超过25度小于35度时上行割煤速度适当降低（以2~4米/分钟为宜）。
建议各煤矿根据具体情况对最高牵引速度予以限定，在PLC中进行限制就更好了。
8.需改变牵引方向时，应首先把牵引速度降下来，按一下牵停按钮后，待采煤机牵引速度为“0”后，拉开还原，再按相应的方向按钮后调速。
否则很可能产生过压，损坏牵引系统。
9.要停止采煤机时，先按牵停按钮停牵引电机，待采煤机牵引速度为“0”时，再按停止按钮停采煤机，否则很可能产生过压，损坏牵引系统。
10.两次开机时间的间隔必须保持在2分钟以上，确保SRD系统中的电容器充分放电，否则会导致不能顺利起动。
11.当设备出现故障时，应及时记录故障数据（指示灯、故障代码，以及操作和运行状态等情况）。
12.不是紧急情况，不要使用紧急停车按钮停车。
13.为方便维修更换，电牵引系统采用了模块化设计。
当确认外围设备正常并确认故障的单元后，应对该单元进行整体更换。
在井下禁止对单元内的部件进行局部更换。
以保证维修的快捷和有效。
14.应使用操作面板上的起、停按钮或遥控器来控制采煤机的运行。
严禁用真空开关来实现停车。
15.采煤机牵引系统出现故障，有可能只能进行单电机牵引。
该状态可以做为临时应急状态短时运行。
在该状态下进行连续采煤作业有可能引起设备进一步的严重损坏。
应及时排查故障。
16.电机、减速机构之间的密封圈要定期检查、并按主机厂规定的型号规格定期予以更换。
否则会因漏油造成电机损坏。
17.对有结露的情况，定期更换变压器箱的干燥剂。
18.采煤机大修时，要按出厂要求更换电缆，保证机上电缆绝缘良好。
19.交接班时，当班司机应交接清楚煤机的状态及操作注意事项。
18 调速系统详述
18.1 采煤机组合式开关磁阻电动机的概述
采煤机组合式开关磁阻电动机是总结我公司多年在采煤机牵引调速装置的应用经验基础上，开发出的新一代采煤机电牵引系统,具有如下技术特点：
①每套产品包括一套电控系统、二台技术参数完全相同的12/8极SRD电动机，采用功率同步控制方式，工作时二台电动机输出转矩、功率和电流大致相同。
②电控系统由四部分组成（整流单元一台、SRD控制单元两台、总线单元一台），每个单元体积小、重量轻，便于更换备件和井下运输，其系统框图如图1、图2所示。
③每个单元的功能简单明确，可以根据集中显示和各部件显示的信息，很容易判断故障。
④总线单元实现整流单元、控制单元之间以及对外的电气连接，一般情况下不需要更换，其他三个单元仅由5个螺丝固定，几个航空插头连接，所以非常方便安装和更换（可实现20分钟拆装）。
⑤电控系统驱动的SRD电动机具有起动转矩大、起动电流小（150%TN时30%IN）、系统效率高等特点；
同时SRD电动机的结构简单坚固，无电刷无整流子，无转子鼠笼，耐振动，耐冲击负载，所以非常适合井下使用。
⑥SRD电动机的额定转速和最高转速按照采煤机的要求设计，连续调速范围和工作特性满足整机要求。
⑦本产品可根据用户要求选配内置回馈单元（控制器外形及安装尺寸不变，三只电感外置），在采煤机下坡和降速时,通过回馈单元将势能和动能转换成交流电，反馈到交流电网，解决了电气制动问题，节省了电能，真正实现了四象限运行。
⑧电控系统外部接口简单明了，易于同采煤机的外围电气系统进行接口，并进行通讯，传输运行或故障状态。
⑨电控系统的各单元的电气部件进行防潮、防震设计，适合煤矿井下采煤机使用。
采煤机组合式开关磁阻电动机的电气原理框图如图1、图2所示。
图1内置回馈单元的系统框图
图2无回馈单元的系统框图
18.2 电动机的基本结构和工作原理
18.2.1 电机基本结构
电动机为水冷隔爆电动机，其结构示意如图3所示（未画防爆壳体及水冷套等结构）。
该电机为开关磁阻电动机（即SRD电动机），外型与普通鼠笼电动机基本一致，但内部的定转子结构与感应电机大不相同，另外为满足控制需要，还在电机后部增加了转子位置传感器。
电机定子铁芯由硅钢片迭成后压入定子水冷防爆机壳，构成水冷隔爆电动机。
该电动机采用的是12／8极SRD电动机，其定子和转子都是凸极式结构，定子上有12个齿和12个槽，转子上有8个齿和8个槽。
电机定子铁芯每个极上均套着一个集中绕组，转子上没有绕组。
定子绕组为多股并绕的软线圈，散嵌在定子槽中。
绕组由环氧酚醛玻璃布板槽楔固定在槽中。
绕组同铁芯之间有槽绝缘。
由于每一槽中
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