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。