排查方法:
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。 6.2.3 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。 6.2.4 变压器箱 6.2.4.1 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。 6.2.4.2 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, 6.2.5 隔爆箱 6.2.5.1 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。 6.2.6 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 6.2.7 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。 6.2.8 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)。
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6.2.9 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。 6.2.10 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。 7 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。
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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。 8 调速系统详述
8.1 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。
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总线单元 图1 内置回馈单元的系统框图 总线单元图2 无回馈单元的系统框图 8.2 电动机的基本结构和工作原理 8.2.1 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
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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。由于每一槽中有相邻两极(两相)的绕组,因此其间有相绝缘。槽绝缘和相绝缘材料均为F级。
图3 电动机结构示意图
图3还表示出定子12个磁级A1、B1、C1、A2、B2、C2、A3、B3、C3、A4、B4、C4位置安排,其中4个A磁级(4个B、4个C)在圆周上均匀分布,其上的绕组相互连接成一相绕组。整个电动机有A、B、C三相绕组,因此该电动机又称为三相开关磁阻电动机,电机绕组共有六个出线端,为A1、B1、C1、A2、B2、C2,见图4。 图4 电动机绕组示意图 图5 电机位置传感器结构示意图 转子位置传感器的结构参见图3和图5,它由传感器齿盘、电机传感器板、传感器定位盘等部件组成,位于电动机后端盖上的传感器腔内。
传感器定位盘用螺钉安装在电动机后端盖上,其安装孔为长圆孔,以便进行角度调节和定位。电机传感器板固定在定位盘上,该电路板上安装了3个光电传感元件及其相应电路。电机出线腔
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