第三章 采区运输及辅助运输设备的电气控制.docx

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第三章采区运输及辅助运输设备的电气控制

第三章采区运输及辅助运输设备的电气控制

第一节链板运输机与皮带运输机

一、、概述

链板运输机和皮带运输机均属连续运输机械，适用于连续生产条件，随着我国采煤机械的迅速发展，要求具有连续性、高强度和大运输量的运输机械。

在某些现代化矿井中，大有以皮带化运输线取代电机车的趋势，为运输系统的全部自动化提供了有利条件。

链板运输机与皮带运输机都可以装配成连续运输线实现集中控制。

目前配上电子秤及连续记录监视设备，或采用微型电子计算机作运输机线的程序远程监视，进一步提高了自动化水平，为煤矿运输自动化开辟新的前景。

我国目前生产的QC系列隔爆磁力启动器可用作主机控制。

这种系列的开关正在逐步改善，如已采用安全火花型操作系统，加装漏电指示及地线监视等新型线路，使保护逐步完善。

但在实际工作中，尚不能满足以下要求：

1.对电动机的堵转与起动暂态不能鉴别，无法进行保护。

2.开关本身保护电动机的，只有热继电器或熔断器或电磁式短路保护，但前者灵敏度不高，调整范围太小;后者仅能做短路保护，亦无调整的可能。

3.连续设置多台运输机时，彼此之间只能相互连锁而不能延时。

4.开关本身无其他保护及信号系统，不能反映设备的运行状态。

三、电动机容量校验

井下链板运输机所需功率的近似算法：

作用于链板运输机主轴上的静阻力：

（kg）

式中

—运输机重段阻力；

—运输机空段阻力；

K—阻力系数，

对直线式运输机，可取K=1.1；

对可弯曲式运输机，可取K=1.25~1.3。

及

可按下列公式计算：

=

（kg）

=

（kg）

—长1米运输机上之载荷重量，公斤/米；

g—每米链板重量，公斤/米；

L—运输机长度，米；

—载荷沿铁槽运动之摩擦系数，取f=0.25~0.45；

9—链板沿铁槽运动之摩擦系数，去f=0.3~0.5；

β—运输机的倾斜角，度。

载荷量Q=3600

·V·

·

（t/h）

—铁槽之横断面积，m；

V—链板运动速度，井下取V=0.3~1.1m/s;

—载荷比重，（t/m）,无烟煤为0.95，烟煤为0.85；

—充满系数，当堆积面积角不大时，取0.8~0.9当堆积角交大时，取1.0~1.2。

则所需电动机容量为：

式中K—带负荷起动之附加系数，

=1.1~1.2；

F—运输机主轴上的静阻力，公斤；

V—链板的直线速度，m/s；

—传动效率，（

0.82~0.85）。

井下皮带运输机所需功率的近似算法：

式中

—传动轴的总功率，千瓦；

—上下皮带及托滚转动部分重量，公斤/米；

=

—皮带单位长度重量，公斤/米；

kg/m

—皮带比重，公斤/米

B—皮带宽度，米；

—皮带间层厚度，mm；

i—皮带间层数；

和

—保护层厚度，mm；

=

—托滚转动部分重量，（公斤/米）,可用下式近似计算（单托滚轴架及三托滚轴架者）；

=

;

=

kg/m;

和—各轴架间距离，通常是：

重段=1.0~1.5，米空段=3.0~3.5，米；

V—皮带速度，米/秒；

Q—运输量，吨/小时;

H—提升或下降运输的垂直高度，米；

f—托滚的摩擦系数，按下列数值选取：

工作条件及维护良好者，取f=0.025~0.035；

工作条件及维护一般者，取f=0.035~0.045；

井下工作面及巷道运输机，因工作条件较差，所以按f=0.045~0.06选取；

L—头尾间水平中心距，米；

则所需电动机容量为：

（kw）

四、电气控制路线

（1）使用范围

（2）典型线路及工作原理

控制系统

信号系统

保护系统

系统中主要设备简明技术特征

第三节运输机集中控制系统

一、对集中控制系统的基本要求

为了节约劳动力，提高运输效率，各矿开始将运输机线由单机控制改成集中控制。

目前集中控制方式有一下几种：

动力载波集中控制；有线集中控制；载波与有线混合集中控制；机位传感及载波集中控制。

每种控制方式分：

比较简单的系统，只能满足主要生产技术要求；比较完善的系统，能完成生产中提出的各种技术要求，但系统较为复杂。

运输机不论使用哪种集中控制方式，除去应符合安全规程的规定外，还要具备以下几项基本要求。

1.控制方面

1）运输机能按逆煤流方向逐台延时3~4秒起动。

避免多台同时启动对电网冲击电流过大，造成停电事故。

2）能在任一台运输机机头处，迅速停止其后各台运输机。

两台机间停车时差不能太长，否则将造成堆煤和拉回头煤事故。

3）集中控制和分台单独控制，能较方便的及时进行转换。

4）皮带运输机因距离较长，要求装设多点停车。

2.通讯信号方面

1）联络通讯信号：

用铃声长短或者扩音电话作为多点联系。

2）起动预告信号：

用铃声或喇叭声警告机旁人员注意运输机将要起动。

3）事故报警信号：

用灯光和音响警告操作和维护人员，运输机因事故停车，要求及时给予处理。

4）集中监视信号：

用灯光、数码管或仪表在集中操作处监视各台运输机工作情况。

如果某一台停车，从监视装置可以及时发现，通知维护人员前往处理。

5）满仓信号：

煤仓装满后，要求能自动停车，以免拉回头煤造成事故。

3.保护方面

1）链板运输机：

出现断大、小链；跳牙：

断联轴器销子；电动机堵转；液压联轴器漏油等故障时，要能及时停车，并发出灯光及音响信号。

2）皮带运输机：

对皮带机的跑偏；纵向和横向断裂；皮带打滑；卡漏斗；压机尾要有保护装置。

二、使用蜂房线圈的动力载波集中控制系统

本系统有21个频道，可用于多台运输机的集中控制和信号联络。

系统中采用数码显示，监视各台运输机的工作；采用刮板触电式的斜断链保护传感机构，适用于单、双链运输机的集控。

（1）系统的技术性能

1.使用频率数据

11；14.5；17；20.5；25；30；36；39.5；43；47；52；58；64；70；78；88；96；112；149；185；230千周

2.发射机指标

在5欧负载条件下：

发射功率50毫瓦500毫伏

3.接收机指标

用于信号联络：

接收机灵敏度70~100毫伏

4.稳压电源

1）中间及尾台用稳压电源：

输入：

交流电压36伏

输出：

直流电压20伏直流电流200毫安

稳压范围：

输入波动±10％；输出波动±0.1％。

2）首台总控制箱稳压电源（溜源）：

输入：

交流电压36伏

输出：

直流电压20伏直流电流400毫安

稳压范围：

输入波动±10％；输出波动±0.1％

5.保护延时时间

起动延时时间：

=2~3秒

保持延时时间：

=3~4秒

释放延迟时间：

=3~4秒

6.传输通道

动力电缆相地芯线。

（2）系统的组成部分

全系统除运输机拖动电机和QC83磁力开关外，尚有：

1.首台总控制箱及其附件

附件有斜断链传感机构，信号联络电铃及煤位装置。

总控制箱中装有台数数码显示环节，信号联络环节，煤位及斜断链保护环节。

2.中间台控制箱及其附件

箱中装有收、发环节及斜断链保护环节。

附件有斜断链传感机构。

3.尾台联络信号箱及其附件

附件有响铃按钮及信号电铃。

箱中装有信号收、发联络环节。

（3）系统图及工作原理简述

1.系统原理

2.系统工作原理简述

1）起动：

首台司机接到尾台要求开车信号后，按下QC83磁力开关上的启动按钮QA，中间继电器ZJ得电吸合，磁力开关动作，电动机通电起动，首台运输机运转。

继电器ZJ得电的同时，1—8线有电，总控制箱中的链板运输机控制电源（溜源）及链保护电源（链保源）有电，经整流、滤波、稳压后输出20伏直流。

在煤位及链保护环节工作正常的条件下，可控硅无延时得到触发，导通1—2线，使磁力开关自保。

首台起动后，由于链板运输机控制电源送电使发射机工作，向下一台发送f频率的信号。

第二台运输机的控制箱中，接收到频率信号，经链保护环节延时3~4秒后，使可控硅触发导通，接通磁力开关的1—2线。

QC83开关得电吸合，第二台运输机起动运转。

第二胎启动的同时，1—8线有电，交流36伏经发射机电源的整流、滤波及稳压后，供给发射机20伏直流。

发射机向第三台运输机发送频率f的信号。

其余各台的起动依次类推，直至最末台起动完毕。

2）停车：

需要停止全机线运转时，首台司机按下QC83开关的停止按钮TA，交流36伏电源被切断，1—8线失电，链保护电源断电，可控硅无触发关断，1—2线断电，失去自保，首台运输机停转。

1—8线断电的同时，链板运输机控制电源断电，链板运输机发射机失去直流供电而停发f信号，第二台停转，第二台停发f信号，第三台也立即停转。

逐次无延时使全线迅速停车。

中间某台运输机检修完，如需单独试车时，检修人员可将后续台磁力开关手把置于“断开”位置并锁住，按住被试台磁力开关的起动按钮QA。

按下为开，松手为停。

试完再将后续台手把扳回原位，即可集控开车。

3）数码台数显示

QC83开关的手把置于“合”的位置时，2—8线有电，交流38伏电压供给升压变压器B，升压至120伏，经桥式整流加给数码管屏极。

用电阻分压6伏译码电路；此6伏直流对三极管T是导通电压，对三极管T~T为封锁电压，防止数码管误显示。

未开车前直流高压有电，译码电路中三极管T导通，数码显示“0”，表示首台交流有电。

首台起动后1~8线有电，溜子控制电源送出20伏直流，供给译码电路，使三极管T截止，T导通，数码由“0”转换为“1”，表示第一台已起动。

第一台运输机启动后，“收二”板收到f信号，其末级三极管导通，给译码电路T和T提供正电源，T由导通转为截止，而T由截止转为导通，数码由“1”转换为“2”，表示第二台起动。

其余各台数码转换依次类推，直至末台数码为止。

机线停止后各相应发射机停止工作。

数码电路自动回到“0”位。

4）故障保护停车

延时起动和故障保护执行电路详细工作原理见本章第二节图。

首台链保护电源交流36伏侧经隔离变压器B取自QC83开关的1—8线。

而中间及尾台链保电源（即收延源）交流36伏经隔离变压器，取自开关的2—8线。

当出现起动闷车及断链、错牙等故障时，保护电路中的T管由导通转为截止，使触发器失去正电源而停止工作，可控硅关断，磁力开关断电，运输机停车，达到保护的目的。

首台运输机煤仓上口装有满仓保护机构，煤满时自动切断触发电路正电源，使可控硅关断，磁力开关失去自保而停车，避免拉回头煤造成事故。

首台停车后，其余各台也相继停车。

5）自动与手动的转换

为了保证连续生产，不因集控故障而中断，须能集控转换换为单独控制。

为此各发射机采用独立供电方式。

交流36伏取自磁力开关1—8线，只要本台能起动，向后续台仍可发送信号，后续台可照常自动工作。

故障台增加一人压按钮，待恢复后放开起动按钮，即可投入自动。

6）信号联系

本系统只设有首未台间联系信号。

收与发的直流稳压电源，交流36伏取自磁力开关的2—8线。

收和发及稳压电源插件，分别装在首台控制箱及尾台信号箱中。

信号按钮XA对于首台是装在箱上，对尾台是单独引设。