930普通型.docx
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930普通型
930电牵引采煤机
使用说明书
电气部分
型号：
MGTY400/930-3.3D
请将此使用说明书交给最终用户手里
太原矿山机器集团电气发展有限公司
前言
非常感谢使用MGTY400/930-3.3D电牵引采煤机。
本使用说明书，叙述了930采煤机电气系统的配
置、运行、维护、保养及检查等项目。
使用前，谨
请认真阅读本使用说明书。
同时，请您在熟读本产
品安全注意事项的基础上使用。
目录
第一部分电气系统简介1
第二部分控制箱3
第三部分高压箱6
第四部分先导回路主电源分配8
第五部分控制中心9
第六部分遥控系统功能及原理12
第七部分变频器14
第八部分电气系统操作17
第九部分参数显示器20
第十部分维护27
附录A28
930电牵引采煤机使用说明书
电气部分（Ⅱ型电控系统）
型号：
MGTY400/9303.3D
请将此使用说明书交给最终用户的手中
太原矿山机械集团电气发展有限公司
第一部分电气系统简介
1.机型：
MGTY400/930—3.3D
MG—滚筒式采煤机
TY—太原
400—单向截割功率
930—装机总功率
3.3—供电电压3300V
D—电牵引
2.机组的供电：
2.1单电缆供电
2.2供电电缆的型号：
MCP3×95+1×35+4×6
3.特点：
3.1多电机横向布置，抽屉式结构，安装维护方便。
3.2机载式交流变频调速，一拖二或牵引方式，可实现功率平衡。
3.3关键的电气部件全部采用进口件，提高了系统的可靠性。
3.4低功耗的遥控系统，免充电式无线发射，可离机操作，既增加了安全性，而且待机时间长。
3.5带故障记录的中文人机界面，缩短了故障查询时间。
3.6保护齐全，增加了系统的使用寿命。
4.电气系统的基本配置：
表一：
名称
数量
型号
规格
备注
截割电机
2
YBCS3-400
3300V,400KW,90A
1475rpm
H级
2MP
水冷
隔爆型
工作制连续
油泵电机
1
YBRB-20（G）
3300V/20KW/6A
牵引电机
2
YBQYS-55
380V/55KW/105A
控制箱
1
特制专用
400V,230A
高压箱
1
特制专用
3300V,200A
端头控制站
2
FYJ（A）
12V,24V本安电源供电
遥控发射机
6
FYF（A）
两节5号电池供电
碱性电池
瓦斯报警断电仪
1
GJ4
12V本安电源供电
防爆分线盒
1
LJB-1-20
一进八出
防爆照明灯
2
DGY60\127B（B）
AC127V电源供电
开机语音报警装置
1
KXB-Ⅲ
AC127/DC12V10W
本安
5.电气系统的保护
5.1在采煤机上完成截割电机的温度监测及热保护
5.2油泵电机的温度监测
5.3牵引变压器的热保护
5.4对截割电机和牵引电机恒功率控制过载保护
5.6完成对运输机的闭锁控制
第二部分控制箱
1.功能结构
控制箱位于主机架中央，它可从采空侧方便地推入和抽出，主要功能是完成采煤机的控制和监测。
控制箱分为两个箱体一个接线腔和一个隔爆腔，隔爆腔和接线腔之间用接线柱和过线组来连接，接线柱连接主回路，过线组连接控制信号回路。
控制箱后面有三个大喇叭口，一个用于400V电源的引入，其余两个作为牵引电机供电电缆的通道，小喇叭口用来接收和发送控制信号电缆通道。
2.箱内主要元器件组成
2.1控制中心
图2-1
控制中心是电牵引采煤机的核心部分，它包括主控器和辅控器，通过航空插头插座将控制信号输入输出，面板上的电缆连线如上图所示。
控制中心是对采煤机的各种动作进行控制，为确保采煤机的各种执行动作准确无误提供保障，同时要对采煤机的工况监视，在线故障诊断，记录，回放。
确保设备在恶劣环境下以最佳状态运行，提供可靠的依据。
2.2变频器
在控制箱内装有两台变频器，每一台变频器驱动一台牵引电机，两台变频器之间通过光缆进行数据传输，确保两台牵引电机实现功率平衡。
本采煤机根据用户的要求和工作面的状况的不同，变频器的配置不同，两象限变频器用于近水平工作面或小倾角工作面，四象限变频器用于大倾角工作面使用。
2.3显示系统
本采煤机的显示系统由功能显示器，参数液晶显示器，变频显示器三部分组成。
功能显示器如图2-2所示用来显示采煤机的各种操作功能，可以直观明了的显示采煤机的操作信号是否输入，由LED发光二极管显示，当有信号输入时，对应的指示灯变亮。
图2-2
参数液晶显示器采用6英寸彩色液晶屏，主要显示采煤机的运行工况和参数，同时对采煤机的故障记录，回放，采用全中文的人机界面，在显示器内部设有输入输出接口状态指示，可以看到系统的各个接口的状态信息。
变频显示器是变频器的操作盘，在此盘上可以对变频器进行各种参数的设定和修改，同时查询故障记录，显示运行状态信息和运行参数。
2.4控制箱按钮板装置
主要完成采煤机的各种功能操作，是由操作按钮，航空插头，端子排组成。
按钮布置和操作功能如图2-3所示。
图2-3
第三部分高压箱
高压箱位于主机架中央，它可以在采空侧，方便的推入和抽出。
主要功能是完成采煤机的电源引入和电源分配。
高压箱分为两个箱体一个接线腔和一个隔爆腔，隔爆腔和接线腔之间用高压接线柱和过线组来连接，高压接线柱连接主回路，过线组连接控制信号回路。
高压箱前面的大喇叭口用于3300V电源的引入，后面的大喇叭口作为各个电机和控制箱内变频器供电电缆的通道，小喇叭口用来接收和发送控制信号的电缆通道。
3.1隔离开关
电控箱内设有一台隔离开关，用来接通和切断从顺槽开关送来的高压电源。
隔离开关的触头上装有灭弧装置，禁止带负荷切断电源。
一般情况下，需检查故障或检修采煤机时，应拉开隔离开关，以防误动作。
设备在井下闲置几天不用时，应拉下隔离开关。
型号B77-350
额定电压3300V
额定电流350A
3.2牵引变压器
高压箱内设有一台牵引变压器，是给电控箱中变频器提供380V供电电源。
型号SC-170/3.3
额定输入AC3300V，50HZ
额定输出AC400V，50HZ
额定容量170KVA
绝缘等级F级
相数三相
连接线Y/Y0
结构特征干式真空环氧树脂浇铸
冷却方式采用电控箱水套冷却
3.3控制变压器
给采煤机的监控系统以及照明、语警装置提供交流控制电压
额定容量1KVA
额定输入AC3300V，50HZ
额定输出AC220V/127V（127V给语警及照明供电）
绝缘等级F级
结构特征干式真空环氧树脂浇铸
3.4电流互感器（T1，T2）
高压箱内设两个电压型电流互感器，是为检测两个截割电机的电流而设置。
型号特制专用
额定输入AC0～300A
额定输出AC0～10V
第四部分先导回路
主电源分配
采煤机的先导控制回路和运输机闭锁回路如图3.1所示。
1W是顺槽开关箱送来的供电电缆，其中控制芯线，P,E是采煤机先导控制回路。
B1，B2是运输机在采煤机的闭锁回路。
和采煤机的主回路电源分配见电气原理接线图所示。
图3.1
SB1是主回路的启动按钮。
SB3是主回路的主停按钮。
SB4是采煤机先导试验按钮。
SB5是运输机闭锁按钮。
主回路供电为3300V三相三线制供电方式，左右截割电机、油泵电机和破碎电机供电电压为3300V；牵引变压器将3300V变为400V变频器，再由变频器供给两台牵引电机；控制变压器将3300V变为220V和127V，220V供PLC主控模块、接触器线圈及变频器风扇，127V供语音报警装置和机载防爆照明灯。
第五部分控制中心
1.控制中心结构组成
控制中心内部由上下两部分，下面部分为主控器，上面部分为辅控器。
主控器完成整机的控制和监测，辅控器给为主控器提供不同等级的控制电源，并配合主控器完成主回路及电磁阀的控制。
2.电源
控制中心的输入电源为AC220V。
3.控制中心的接口
在控制中心的面板上共有10个接口插座（图2-1所示）用来输入、输出信号实现整机的控制和监测。
PB01本安插座：
向端头控制站和其它本安系统提供本安电源，并接收本安信号的通道。
PB02电磁阀插座：
连接调高电磁阀和制动电磁阀的电源通道。
PB03监测插座：
用来传输采煤机各种保护检测点的信息通道。
PB04功能显示：
用来向功能显示器传输信号的通道。
PB05主控器和辅控器的连接通道。
参数显示：
用来向参数显示器提供电源和信息的通道。
PB06按钮板：
接收控制箱面板上操作信号的通道。
PB07辅控插座：
AC220控制电源及控制回路的通道。
PB08变控插座：
向变频器提供控制信号的通道，是变频器和控制中心连接的桥梁。
PB09参数显示：
用来向参数显示器提供电源和信息的通道。
4.控制中心的保护设置和屏蔽
采煤机整机电气系统保护设置和屏蔽是通过参数显示器对主控器进行设置的，保护的功能和控制的动作主要有以下几项：
4.1截割电机过温：
整机断电停机
4.2牵变过温：
牵引停机
4.3变频器故障：
牵引停机
4.4左截割电机过流：
在设定的时间内先减速，超过设定的时间，仍然过流，断电停机
4.5右截割电机过流：
在设定的时间内先减速，超过设定的时间仍然过流，断电停机
4.6瓦斯超限：
瓦斯超过规定值断电停机。
以上保护动作均可通过参数显示器的模拟量设置和开关量设置进行屏蔽，当设置项的发光亮块为红色时保护功能起作用。
当设置项下的发光亮块为黄色时，保护监测被关闭不能进行保护动作，采煤机的所有保护动作均可在故障记录里被记忆。
5.采煤机控制中心的控制保护原理
采煤机的控制中心采用工业可编程序控制器（即工业PLC），实现整机的控制监测和保护。
控制箱体和端头站上的操作按钮，把各种操作信号送到控制中心的主控器，控制中心根据各种逻辑关系，输出控制信号，送给执行部件，参加各种控制。
电机，变压器，变频器等各种保护和监视信号，送到控制中心的主控器，主控器把信号和数据处理分类后，一方面送给参数显示器、功能显示器进行状态指示，另一方面主控器根据接收的数据，进行过程控制。
主控器接收到的模拟信号与被设定的值进行比较，当采集的数据大于设定的数据时，主控器将按设定的程序进行控制。
如主控器采集到截割电机的电流后，和设定值（电机额定电流）进行比较，当截割电流大于电机的设定值时，采煤机在设定的过载时间内减速，当在设定的过载时间内仍不能降到截割电机的保护值以下采煤机将断电停机。
主控器接收到牵引电流后和设定值进行比较，当电机电流大于设定值后将保持此时的最大速度不能加速，待电机电流降到设定值以下，才可以继续加速。
6.控制中心内部的电源分配
表二：
电源型号
安装位置
输入电压
输出电压
线号
作用
MCDX—I
辅控器
AC220V
本安DC12V
1LV+、1LV0
遥控接收电路、瓦斯检测断电仪供电
本安DC24V
LV+、LV0
返回PLC输入扩展模块的本安信号电源
4NIC-Q240
辅控器
AC220V
DC24V
2LV+、2LV0
继电器线圈、PLC扩展模块、参数显示器、功能显示器、电磁阀、先导溢流阀供电
T—30B
主控器
AC220V
DC±12V
3LV+、3LV0
3LV-
霍尔电流互感器供电电源
第六部分遥控系统功能及原理
遥控系统是本质安全型系统。
遥控器采用世界最先进的低功耗芯片，自行研制，具有体积小重量轻，抗震、防摔、防水，经久耐用等特点。
遥控接收机（端头站）采用不锈钢壳体并腐蚀字体既既美观大方又可防止生锈。
1.遥控器和端头站均有以下操作功能：
主停、牵停、左行、右行、上升、下降，且左右端头站相互独立工作可单独操作，左右遥控互不干扰。
2.遥控系统工作原理
遥控发射机把按钮信号进行编码并调制到载波信号上，经放大电路放大再经天线向空中发射调制高频电磁波；端头站接收电路收到遥控器发射的高频电磁波，经接收电路进行放大、整形、解调，产生出编码时的信号，再经译码电路译出操作时的对应信号，驱动继电器输出，通过N+1芯线电缆把控制信号送到控制中心（遥控接收系统原理框图如上图）。
3.遥控系统具有以下特点：
3.1遥控发射机使用普通的两节5号碱性电池供电，不用充电，工作电流小于10ｍA，待机耗电小于60uA，从而使两个5号电池在正常工作情况下可持续两个月以上，既减轻矿工的班班充电检查烦琐工作，又保证可换班不换遥控器的工作，提高遥控的利用率。
3.2遥控器防护等级IP67。
壳体选用ABS添加阻燃材料及玻璃钢纤维，按钮外护套采用进口抗老化硒胶既柔软易密封又富有弹性，并在外壳上安装减震防摔装置，使遥控器不怕水、不怕摔。
3.3遥控器电源开关使用磁性开关，外围没有电源旋钮等先进的措施，使遥控装置的寿命大大提高，更适合煤矿井下使用。
3.4遥控器按键采用进口微动行程开关。
寿命长达20万次以上，杜绝了薄膜微动开关的易损坏弊病。
3.5遥控接收端头站采用N+1芯线控制，杜绝了总线通讯控制易受干扰的弊病。
3.6遥控接收端头站防护等级IP67。
采用不锈钢壳体，进口德国防水不锈钢插头。
3.7遥控接收端头站采用本安12V电源供电，电流小于140mA。
第七部分变频器
本变频器是专为采煤机机载提供的改制变频器，它的低频特性，起动扭矩等能适合于采煤机的运行特性。
设计的运行频率是3HZ-80HZ。
启动为零速满转矩启动，3HZ到50HZ是恒转矩调速，对应采煤机的牵引速度为0.3-7.7m/min，50-80HZ是恒功率调速,对应采煤机的牵引速度为7.7-12.8m/min，根据配套变频器的不同，采煤机采用制动方式不同。
普通两象限变频器采用单一的液压制动，四象限变频器既采用液压制动，变频器自身还能实现回馈制动，变频器的详细说明见附录A。
1.变频装置参数
型号ACS800-170-3（两象限/四象限）
额定容量170KVA
额定功率132KW
输入电压AC400/50HZ
输出频率3-80HZ
输出额定电流243A
短时过载电流1.5Ie
适配电机功率110KW（55KW*2）/55KW
最高运行温度85℃
过流跳闸2.75Ie
过压跳闸1.3Ue
欠压跳闸0.65Ue
冷却方式IGBT底板水套冷却
2.变频调速系统
本型号采煤机根据煤矿工作面情况的不同、用户要求不同可配置两象限变频器或四象限变频器。
两象限变频器适用于近水平工作面或工作面倾角不太大的煤矿配套采煤机使用，四象限变频器适用于大倾角工作面，通常工作面的倾角25°。
2.1两象限变频器的原理
变频器的电源是由牵引变压器提供的400V,50HZ电源，该电源经快速熔断器、牵电接触器送给变频器，变频器经三相半控桥整流成直流，经电容滤波成稳定的直流电压，当主控板接收到控制中心送来的控制信号后，由微机控制的集成IGBT逆变模块输出频率可变和电压可变的交流电压,作为牵引电机的驱动电源。
变频器的控制电源来自变频器直流母线，直流母线电压通过变频器的电源板转变成直流24V为变频器主控板的控制电源。
变频器的原理框图如下图所示。
2.2四象限变频器
变频器的电源是由牵引变压器提供的400V,50HZ电源，该电源LC滤波后经快速熔断器送给变频器，经过的变频器整流回馈部分变成直流，经电容滤波成稳定的直流电压，当主控板接收到控制中心送来的控制信号后，由微机控制的集成IGBT逆变模块输出频率可变和电压可变的交流电压,作为牵引电机的驱动电源；当采煤机在大倾角工作面下行时，一旦牵引电机的转速超过给定的转速，电机处于发电状态直流母线电压升高，整流回馈部分开始工作，将多余的能量回馈到电网，电机按给定的速度下行。
变频器的逆变部分控制电源来自变频器直流母线，直流母线电压通过变频器的电源板转变成直流24V,作为变频器主控板的控制电源，变频器整流回馈单元的控制电源来自内部的AC400/DC24V开关电源。
变频器的原理框图如下图所示。
第八部分电气系统操作
1.警告
为保障采煤机可靠运行，正常操作，操作人员必须遵守以下操作规程。
1.1操作人员必须熟悉采煤机各电气设备的位置，作用，性能，特别是按钮的功能，方可操作。
1.2严格执行操作程序，禁止无冷却水的条件下开机采煤。
1.3操作人员必须学会观察采煤机各显示窗的内容，根据显示窗的内容判断采煤机的运行状况。
1.4严禁带故障运行，以免发生事故。
2.系统运行操作
采煤机整个系统操作包括，控制面板操作、左右端头站操作、遥控器操作三个部分。
按功能可分为三个操作内容：
一、主回路操作：
包括1启、主停，先导回路试验，运输机闭锁。
二、牵引系统操作：
包括采煤机左行，采煤机右行,采煤机停止牵引。
三、摇臂升降操作：
包括左摇臂上升，左摇臂下降，右摇臂上升，右摇臂下降。
四、先导溢流阀的工作原理：
加溢流阀的目的是为了在调高油缸不工作时，溢流阀处于常开状态，使泵站不处于持续高压状态，保护了泵站。
当需要调高时，溢流阀关闭，才能泵起高压。
下面按功能分别说明：
2.1主回路启动操作
主回路启动按钮有一个，设计在控制箱面板上，具体操作如下。
将隔离开关手把合上，按1启按钮，顺槽开关启动，采煤机供电，油泵电机，控制系统、牵引变压器、左右截割电机得电。
也就是说，在按完一启后，采煤机整机各部件同时得电。
2.2主回路停电操作
采煤机主停有三处可以操作，控制箱、左右端头站、遥控发射机。
需要主停时，按以上三个主停按钮的其中之一即可。
在紧急情况下可直接拉断隔离。
2.3先导试验操作
从顺槽开关箱到采煤机的电缆中的先导控制线，可以通过先导按钮检测，按下先导按钮时，在功能显示盘上的先导指示灯亮，说明先导回路正常，采煤机可以启动，否则采煤机不能上电。
2.4运输机停止操作
采煤机控制箱上有一个运闭自锁按钮，当检修采煤机或需要停止运输机时，按下运闭按钮，运输机就不能再启动运行。
若要重新开起运输机，必须使闭锁按钮复位。
2.5摇臂升降操作
左摇臂升降操作，控制箱上的左升，左降和左端头控制站或1#发射机的上升，下降按钮可同时实现对采煤机左摇臂升的操作。
右摇臂升降操作，控制箱上的右升，右降按钮和右端头控制站或2#发射机的上升，下降按钮可同时实现对采煤机右摇臂的操作。
同时按下按钮板左升和左降时，溢流电磁阀线圈将处于长时带电状态，油压一直处于高压状态，这时可以手动调高；再同时按下按钮板左升和左降，溢流阀组打开，油压又恢复为低压状态。
2.6牵引系统操作
牵引操作：
操作左行、右行、牵停按钮，可实现采煤机左行、右行，增速，减速，牵引停止功能。
左行操作：
当变频器显示器处于运行状态后，按住左行按钮，变频器开始输出，采煤机开始左行，按住左行按钮不放，变频器频率增加，采煤机增速向左运行。
当采煤机速度增至所需速度后，放开左行按钮，采煤机保持此速度向左运行。
若要使采煤机减速，按右行按钮采煤机就减速。
若要使采煤机减速到零，可以直接按牵停按钮,也可以按住右行按钮（假若采煤机正在运行），直到采煤机减速到零。
直接按牵停按钮可以使牵引立刻停车。
若要改变采煤机的运行方向，必须先按牵停按钮，然后再按方向按钮（左行或右行）采煤机才能改变方向。
牵停按钮既是采煤机牵引停止按钮，又是改变牵引方向的前置按钮。
本牵引系统，没有设置牵启、增速和减速按钮，由左行、右行按钮代替。
第九部分参数显示器
采煤机的参数显示器是用来实时显示采煤机的运行状态，操作功能状态、采煤机的故障记录查询、变频器英文故障的说明以及采煤机的保护设置。
1.参数显示器操作按钮
采煤机控制箱操作面板上，有三个操作按钮用来对参数显示器进行操作，这三个按钮为设置、上翻、下翻。
上翻和下翻按钮进行光标的移动和参数的增减，设置按钮用来切换画面和数值的确定。
这三个按钮的相互配合可以实现监控系统的人机对话。
2.画面内容及保护设置
2.1送电画面
当采煤机送电后，液晶参数显示器的屏上出现一幅如图GX.1画面。
画面的两边各有一排自上而下的发光亮块，左边代表操作信号（按钮）,右边代表执行信号。
举例说明，如果操作左端头站或控制箱的左升按钮，首先画面左边的左升发光块由红变绿，说明左升操作成功，控制中心已接收到操作信号，随后右边的左升发光块由红变绿，说明控制信号发出，如果外围线路正确无误的话，采煤机左摇臂上升。
中间显示的内容是：
当前时间、采煤机累计运行时间以及制造厂家。
2.2主菜单内容操作
在GX.1画面状态下按一下设置按钮，画面切换到主菜单画面。
如图GX.2所示，GX.2画面两边显示和GX.1画面功能相同。
中间主菜单内容是：
截割电机、牵引电机、摇臂倾角、极限设置、模拟设置、开关设置、接口状态、使用说明等选择菜单。
光标初始位置在菜单的截割电机位置，操作上翻按钮光标右移，操作下翻光标左移，选中菜单后按一下设置按钮，画面将切换到相应的画面。
举例说明，若想查看截割电机的运行参数，用左右光标移动键将光标移到截割电机菜单，按一下设置按钮就进入到截割电机的运行画面上。
如图GX.3所示。
画面显示出左右截割电机的运行电流和截割电机的当前温度值，电流模拟表头和数字表头分别代表电流的瞬时值和平均值。
再按一下设置键画面返回值菜单。
牵引电机、摇臂倾角参数的查看同截割电机参数查看的方法。
2.3极限设置
极限设置是用来设置模拟量保护的动作点，它和模拟设置配合设置将起到可靠的保护性能。
举例说明：
为了可靠的保护截割电机不因长期过载将电机损坏而影响生产，就需要进行保护设置。
在主菜单画面GX.2状态下，用上翻、下翻按钮将光标移到参数设置菜单，按设置按钮进入如GX.4图所示画面。
在GX.4画面用上翻、下翻按钮将光标移到截割电流菜单，按设置按钮GX.4画面右下脚数字框下的发光块由红色变成绿色，表示右截割电流极限值现在允许变化，操作上翻、下翻按钮调节电流极限至合适的值后，按设置按钮数字框下的发光块由绿色变成红色，截割电流极限值被保存到系统内部，截割电流极限设置完成。
如果此时GX.5模拟设置画面截割电机电流下的发光块为红色，即模拟量的保护设置截割电流被设为保护状态，当截割电流超过极限值时，采煤机先进行恒功率控制自动减速，如果在设置的过载时间内，仍不能使电流降到极限值之下，控制系统将保护停机。
其它数值的设置同截割电流设置方法相同，过载时间1为0.1秒，
10为1秒计算。
注意：
在此画面数字框下端的发光块，红色时按上翻、下翻钮光标移动，绿色时按上翻、下翻钮数值增减。
采煤机保护设置为开放式的，出厂设置完毕后，用户不要随意改动以免误动作停机影响生产。
过载时间、牵引电流、牵引速度的设定在GX.4画面方法同截割电流设置。
牵引电流是为保护变频器而增加的系统保护，当牵引电流超过极限值时，牵引速度将被嵌位在极限值，不能继续加速。
参数设置值如32页表三所示：
2.4模拟设置
在主菜单画面GX.2状态下，用上翻、下翻钮将光标移到模拟设置菜单，按设置按钮进入如GX.5图所示画面。
操作上翻、下翻钮选择需要设置模拟量，选择确定后，按设置按钮模拟量下的发光块变成红色，该模拟量保护被设置，即
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