矿山电工学(3)采掘机械设备的电气控制
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矿山电工学.
线路额定电压 35kV及以上 10kV及以下 低压照明
电压允许变化范围 ±5%VN ±7%VN
+5%VN～－10%VN
2021/5/27
27
2）保证良好的电能质量
频率变化范围一般为50±0.2Hz
电压和频率超出允许范围的危害：影响电力 系统的稳定运行，设备运行及出力恶化，生产质 量受到较大影响。
波形畸变：交流电压波形畸变，表示电网含
220
252
330
363
500
550
750
--
二、电力系统的额定电压（2）
3.电气设备额定电压的确定 我国国家标准规定：一般供电设备的额定电
压应高出系统和用电设备的额定电压的5％，用 以补偿正常负荷时线路上的电压损失，使设备获 得近似额定的电压．受电设备的额定电压与系统 额定电压相对应．
2021/5/27
单母线不分段
特点：母线系统故障或检修须全线路断
电。结构简单，造价低，运行不够灵活可靠。 适于小容量用户。
QS QF
QS QF
QS
QS QF QS QF
QS QF
（2）单母线分段
A. 隔离开关分段（QS分段）－－适用由双回路 供电、允许短时间停电的二级负荷
B. 断路器分段（QF分段）－－适用一级负荷较 多情况，可切断负荷和故障电流。
母线（汇流排）：电源（或变压器）与多 个用户馈出线的连接处。
接线方式按布置方式分：放射式、干 线式、环式、两端供电式
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2. 系统网络结构
1）放射式
（1）单回路放射式：适用三级负荷、二级小负荷或 某些专用设备的供电。系统简单、运行维护方便； 缺点是使用的开关、线路多，供电可靠性差。
矿山电工学3设备第三章矿山供电设备
矿矿山山电电工学工3学-3
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
（二）RW4系列跌落式熔断器：
1、结构：
如图3-6所示，由绝缘瓷瓶、上下触头、熔管、 熔丝等组成。
2、工作原理：
该熔断器采用“逐级排放”的新结构，当故 障电流小时，上端封闭形成单端排气；当故障 电流大时，由于产生的气压很大，使上端盖冲 开形成两端排气。但该熔断器的灭弧速度不高， 没有限流作用。
1~3 高压开关与设备 矿矿山山电电工学工3学-4
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
二、高压开关柜介绍： （符号含义图）
（一）普通型：GG、XGN、JYN系列（图） ⑴ 结构：外壳不封闭 ⑵ 用途：用于地面的一般环境，室内用，10KV (3)技术参数：P87表3-6所示。
矿山电工学 3-3
高压断路器符号含义
产品名称：
S-少油断路器 D-多油断路器 Z-真空断路器 L-SF6断路器 K-空气断路器 C-磁吹断路器
额定电压
其它标志：
G：改装型 I、II、III断流能力
代号
开断电流 断流容量
安装场所： N-户内式 W-户外式
设计序号
额定电流
矿矿山山电电工学工3学-3
DW10多油断路器
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
三、高压负荷开关：（符号含义） 高压负荷开关就是在隔离开关上加装
一个简单的灭弧装置。用在高压电路中 通断负荷电流，也能在过负荷时，自动 跳闸，但不能开断短路电流，这时只能
借助高压熔断器来断开短路电流。 图
5. 高压熔断器 高压负荷开关符号含义
矿山电工学(3)采掘机械设备的电气控制
接触器是一个由电磁铁带动触点动作的一种开关，
在电路中，起着接通或切断主电路的作用。
①直流接触器：如图3-2所示P175。 ②交流接触器：如图3-1所示P176。
3~1 控制基础
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 2.继电器：
继电器是一种灵敏的小型自动控制电器，一般用
3~2 控制图及常用控制方法
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 二、绘图原则：
1、分成主回路，控制回路，辅助回路来绘制；
2、用规定的图符表示元件P181表3-2；
3、接点位置按无电状态画出；
4、交叉电气接点画上黑点。
三、常用控制方法：
1、单向控制：当工作机械只要求或只允许电动机 正常工作时间向一个方面旋转时，就须用单向控 制线路，如井下的水泵、局扇等。如图所示。
K不动作。
⑵启动：
按下IST则：T上→K→STP→1→1ST→1STP →SM→S →T 下
此时R被短接，故K动作，K闭合，KM也动作使KM1、KM2 闭合，
电动机起动 。
⑶换向：
图3-33
3~4 采煤机组的控制
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 4、采煤机于输送机的联合控制: 利用3STP按钮（如图3-34所示）来控制输送
3~4 采煤机组的控制
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
二、双滚筒采煤机的控制：（MLS3-170） 1、主要电气设备及结构组成：图3-38所示 ⑴电动机（08）： ⑵牵引部隔爆箱（01）： ⑶三位四通阀隔爆箱（06）： ⑷中间控制箱（05）： ⑸电缆接线箱（07）： ⑹七芯屏蔽动力电缆： 2、控制系统组成和功能： ⑴电路的组成： a、电动机主电路及起动、停止控制回路：图3-39所示 b、牵引调速和换向回路：图3-40所示 c、滚筒调高和机身调斜回路：图3-40所示 d、恒功率自动调节回路：图3-41所示
在电路中，起着接通或切断主电路的作用。
①直流接触器：如图3-2所示P175。 ②交流接触器：如图3-1所示P176。
3~1 控制基础
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 2.继电器：
继电器是一种灵敏的小型自动控制电器，一般用
3~2 控制图及常用控制方法
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 二、绘图原则：
1、分成主回路，控制回路，辅助回路来绘制；
2、用规定的图符表示元件P181表3-2；
3、接点位置按无电状态画出；
4、交叉电气接点画上黑点。
三、常用控制方法：
1、单向控制：当工作机械只要求或只允许电动机 正常工作时间向一个方面旋转时，就须用单向控 制线路，如井下的水泵、局扇等。如图所示。
K不动作。
⑵启动：
按下IST则：T上→K→STP→1→1ST→1STP →SM→S →T 下
此时R被短接，故K动作，K闭合，KM也动作使KM1、KM2 闭合，
电动机起动 。
⑶换向：
图3-33
3~4 采煤机组的控制
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 4、采煤机于输送机的联合控制: 利用3STP按钮（如图3-34所示）来控制输送
3~4 采煤机组的控制
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
二、双滚筒采煤机的控制：（MLS3-170） 1、主要电气设备及结构组成：图3-38所示 ⑴电动机（08）： ⑵牵引部隔爆箱（01）： ⑶三位四通阀隔爆箱（06）： ⑷中间控制箱（05）： ⑸电缆接线箱（07）： ⑹七芯屏蔽动力电缆： 2、控制系统组成和功能： ⑴电路的组成： a、电动机主电路及起动、停止控制回路：图3-39所示 b、牵引调速和换向回路：图3-40所示 c、滚筒调高和机身调斜回路：图3-40所示 d、恒功率自动调节回路：图3-41所示
煤矿电工学第三章采区机械设备的电气控制下课件
2019/12/6
14
第三章 采区机械电气控制设备
思考题
• MLSA—170型采煤机的启动和停止是如何控制的? 其各种调节是如何控制的?
2019/12/6
15
第三章 采区机械电气控制设备
第五节 装岩机的电气控制
第三章 采区机械电气控制设备
第五节 装岩机的电气控制
• 一、装岩机控制系统主要电气设备 • 二、控制原理
第四节 液压牵引采煤机的电气控制
第三章 采区机械电气控制设备
第四节 液压牵引采煤机的电气控制
• 一、采煤机组控制系统主要电气设备 • 二、控制原理
2019/12/6
4
第三章 采区机械电气控制设备
一、采煤机组控制系统主要电气设备
MLS－170型采煤机组构成图如左下图所示，电气控制系统如右下图所示。采 用电磁起动器远方控制。
电吸合，电磁液压阀工作，机
身底架升高；按下5SB8，电磁
阀线圈6YV4有电吸合，电磁液
压阀工作，机身底架下落。注
意机身调节和左、右滚筒升降
是不能同时进行的。
2019/12/6
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第三章 采区机械电气控制设备
2．采煤机组的调节 3)恒功率自动调节器
当采煤机在截割硬煤或夹石时，这种装置能自动降低 牵引速度，减小截割深度，降低截割功率；当采煤机 截割较软的煤层时，可自动增大牵引速度，增大截割 深度，增加截割功率。达到了功率恒定目的。
斗升降为点动控制（无自锁触点）：按下按钮→通接触器线 圈→其主触点通→电动机通→装岩机行走（铲斗提升）；松 开按钮→断接触器线圈→其主触点断→电动机断→装岩机停 止（铲斗降落）
2019/12/6
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第三章 采区机械电气控制设备
矿山电工学3设备第三章矿山供电设备
2、工作原理： 该熔断器同时采用几种灭弧方式（粗分细、 长切短、狭沟），故是一种灭弧能力很强的熔断器，能在短 路电流未达冲击值（即短路后不到半个周期0.01秒）即能完 全熄灭电弧，使线路和设备不受冲击电流的影响，因此，称 为“限流”式熔断器。
5. 高压熔断器 高压熔断器符号含义
R：熔断器
设计序号
补充型号： F-负载型 G-改进型
矿矿山山电电工学工3学-3
额定容量
安装场所：
N-户内式 W-户外式 X-限制式（户外不限）
额定电压 额定电流
其它标志
矿山电工学 3-3
瓷熔管
金属管帽
弹性触座 熔断指示管
底座
瓷绝缘子
接线端子
矿山电工学 3-3
工作熔体 指示熔体
管帽
熔管
锡球 石英砂填料
熔断指示器
1~3 高压开关与设备
1~3 高压开关与设备
矿矿山山电电工学工3学-4
~~~~~~~~~~~~~第~~四~节~~~~高~~压~~开~关~~柜~~~~~~~~~~
一、概述
1、定义：
是将高压开关及二次设备，按一定的接线方案组 合起来，并封装到某种金属柜体内的一种高压成套 配电装置。
2、组成：
母线、高压开关（断路器、隔离开关）、互感器、 计量仪表、保护装置、信号系统、操作机构等组成。
是一种当电流超过规定值时（故障电流），使其熔体发热 熔化,从而断开电路的保护电器，并对电路及电路中的设备进 行保护，该元件称为熔断器。按其结构和动作原理分：限流 式和跌落式两种。
（一）限流式熔断器（户内）：
1、结构：如图3-5所示。主要由熔体（丝）、磁管、石英 砂和附件组成。RN1的熔体上焊有小锡球 ，RN3的熔体采 用的是变截面熔片。
5. 高压熔断器 高压熔断器符号含义
R：熔断器
设计序号
补充型号： F-负载型 G-改进型
矿矿山山电电工学工3学-3
额定容量
安装场所：
N-户内式 W-户外式 X-限制式（户外不限）
额定电压 额定电流
其它标志
矿山电工学 3-3
瓷熔管
金属管帽
弹性触座 熔断指示管
底座
瓷绝缘子
接线端子
矿山电工学 3-3
工作熔体 指示熔体
管帽
熔管
锡球 石英砂填料
熔断指示器
1~3 高压开关与设备
1~3 高压开关与设备
矿矿山山电电工学工3学-4
~~~~~~~~~~~~~第~~四~节~~~~高~~压~~开~关~~柜~~~~~~~~~~
一、概述
1、定义：
是将高压开关及二次设备，按一定的接线方案组 合起来，并封装到某种金属柜体内的一种高压成套 配电装置。
2、组成：
母线、高压开关（断路器、隔离开关）、互感器、 计量仪表、保护装置、信号系统、操作机构等组成。
是一种当电流超过规定值时（故障电流），使其熔体发热 熔化,从而断开电路的保护电器，并对电路及电路中的设备进 行保护，该元件称为熔断器。按其结构和动作原理分：限流 式和跌落式两种。
（一）限流式熔断器（户内）：
1、结构：如图3-5所示。主要由熔体（丝）、磁管、石英 砂和附件组成。RN1的熔体上焊有小锡球 ，RN3的熔体采 用的是变截面熔片。
讲座：煤矿现代采掘设备及电气控制
唐山华光1140V组合开关外形
• 4.电脑控制系统
• 1.
二.连续采煤机
• 1.结构特点 • 截割滚筒3.3m,直径1.1m,最大截割范围 4.5m(宽),3.8m(高);履带式行走 • 2.电气系统 • 遥控器/转换开关→PLC→晶闸管触发模 块,调高→行走→直流电动机牵引
三.刨煤机
1.结构特点 穿梭刨割煤炭, 工作面无人,采高 0.8m~1.5m 2.电气系统 1050V,微电脑控制采煤机及液压支架的移 动(PM3电液控制系统) (引进德国的设备较多,国产的也有使用)
六. 组合开关
• 1.国产3300V组合磁力起动器 (1)生产厂家 • 唐山华光自动化设备有限公司 • 常州联力自动化科技有限公司 (2)性能 4、6、8、9等多路输出组合，控制双速 刮板机、转载机、破碎机、采煤机.微电 脑控制,组合方便 性能与引进英B&F公司的产品相当
2.国产1140V组合开关 (1)生产厂家 张家口煤矿机械厂 唐山华光自动化设备有限公司 常州联力自动化科技有限公司 (2)性能 4、6、8、9、11等组合，微电脑控制 根据不同的组合,可以控制采煤机、双速 刮板输送机、转载机、破碎机等。 性能、可靠性以达到引进设备的性能
煤矿现代采掘设备及电气控制
山西大同大学工学院
穆连生 副教授 主讲
一.电牵引采煤机
• 1.大功率电牵引采煤机结构
• 多电动机驱动,各台电动机横向布置, 传动系统 齿轮轴线平行;液压系统只用于调高
• 2.截割电动机
3300V,截割电动机在摇臂下方,扭矩轴传递动力
• 3.采煤机的牵引方式
变频调速,交流电动机牵引
四.连采后配套设备
• 1.锚杆机 • 主要引进久益和澳大利亚的4臂锚杆机和 2臂锚杆机.电气系统较为简单;供电电压 三相AC1050V，液压系统较为复杂 • 作业方式,液压驱动,同时钻4个或2个孔; 履带式行走
煤矿电气设备教学课题详细解析
课题一电气控制的基本知识分课题一电气控制的基本元件一、电器的分类1、按电压高低分（1）高压电器。
交流1200V，直流1500V以上。
（2）低压电器。
交流1200V，直流1500V以下。
2、按控制电器输出形式分（1）有触点电器：如刀开关、接触器等。
（2）无触点电器：如可控硅、固态继电器、大功率三极管等。
3、按控制对象不同分（1）采掘机械设备控制电器。
（2）供电线路控制电器。
4、按控制电器的作用分（1）主令电器：如按钮、行程开关、各种传感器等。
（2）控制电器：如接触器、继电器、电磁阀等。
（3）保护电器：如热继电器、熔断器等。
（4）执行电器：如电磁铁、电磁离合器等。
二、煤矿常用控制电器1、主令电器（1）定义：主令电器是自动控制系统中用于发送和转换控制命令的电器。
（2）作用：发送控制命令或信号的电器。
（3）分类：控制按钮、万能转换开关、主令控制器、行程开关、接近开关等。
1）防爆控制按钮实物如图1-1所示：一般都做成复合按钮形式。
电气符号如图1-2所示。
图1-1 防爆按钮实物图2）转换开关控制多回路的主令电器，也叫做万能开关。
实物图如图1-3所示。
电气符号如图1-4所示：虚线代表三个位置，12345代表五对触头，“+”号代表接通，空白代表关断。
图1-3 转换开关实物及电气符号图1-4 电气符号3）行程开关又称位置开关或限位开关，它的作用与按钮相同，只是其触点的动作不是靠手动，而是靠生产机械的某些运动部件的档铁碰撞其滚轮使触头动作来实现电路的接通和断开。
其结构及电气符号如图1-5所示。
图1-5 行程开关及电气符号4）接近开关：是一种非接触式的位置开关。
它由感应头、高频振荡器、放大器和外壳等组成。
当运动部件与接近开关的感应头接近时，就输出一个电信号。
它有电感式和电容式两种。
电感式接近开关的感应头是一个具有铁氧体磁芯的电感线圈。
只能用于检测金属体。
振荡器在感应头表面产生产生一个交变磁场，当金属块接近感应头时，金属中产生的涡流吸收了振荡的能量，使振荡减弱以致停振，因而存在振荡和停振两种信号，经整形放大器转换成二进制的开关信号，从而起到“开”、“关”的控制作用。
煤矿机械设备电气控制课程教学标准
矿山机电专业课程教学标准辽源职业技术学院机电系二〇一三年五月《煤矿机械设备电气控制》课程教学标准一、课程基本信息课程名称：煤矿机械设备电气控制课程代码：0211G341适用专业：矿山机电专业总学时数：72学时先修课程：电力电子与变频技术、电工电子技术、煤矿电工、矿井运输与提升、后续课程：顶岗实习、毕业设计二、课程定位《煤矿机械设备电气控制》是矿山机电专业的一门重要的职业技术核心课，是以培养煤矿井下电工岗位群所需的高素质技能型人才为目标，基于典型工作任务开发的课程。
本课程以“煤矿电工”、“矿井运输与提升”等课程为前导，为后续的顶岗实习、毕业设计打下基础，对考取矿井维修电工、煤矿电气安装工职业资格证书打下理论基础。
学生通过本课程所规定的全部教学内容的学习，使学生具有矿山通风、压气、排水、提升、运输等设备的电气操作、运行、维修维护的基本理论、基本知识和基本技能。
同时促进学生职业发展能力和综合素质的提高，为毕业后从事煤矿企业的维修电工、机电区队技术员等岗位工作打下良好的基础。
三、课程设计思路本课程坚持突出能力目标、以项目及任务为载体、教学以学生为主体以教师为主导的原则，作为本课程设计的思路。
按照职业成长的规律和人的认识规律设置教学模式，以煤矿典型机械设备--通（通风）、压（压气）、排（排水）、提（提升机）、采（采煤机）、掘（掘进机）、运（运输机）的电控系统为载体，精选并序化课程内容，形成10个学习任务；运用项目教学、任务驱动、案例教学、模拟教学、情境教学、理实一体教学、讨论法等教学方法，采用多媒体、实验箱仿真等手段；达到自己能完成训练项目的教学目的。
四、课程教学目标1、能力目标：1）能安全操作与安全生产的能力；2）能有正确地进行电缆接线的能力；3）能对通用机电设备的电气安装、调试方法与步骤；4）能对矿山主要大型机电设备的安装、调试、故障诊断、检修维护的能力；5）能对矿山主要大型机电设备的技术改造及管理的能力；6）能够熟练利用专用检测仪器诊断矿山主要大型机电设备常见的机械、电气故障；7）具备新技术的推广应用能力；2、知识目标：1）熟悉《煤矿安全规程》的各项要求；2）掌握电气控制的基础知识；3）掌握电气图的视图、绘图知识；4）掌握电气接线规范、要求；5）理解鼠笼型异步电动机各种启动控制、制动控制以及调速控制的原理；6）理解绕线型异步电动机各种启动控制、制动控制以及调速控制的原理；7）掌握矿井提升机的提升速度图的含义；8）掌握交直流电气控制系统的用途、功能、主要电气设备及工作原理；9）熟悉隔爆知识，掌握常用隔爆电器的性能参数；10）理解同步电动机各种启动控制、制动控制以及调速控制的原理。
矿山电工学煤矿机械设备的电气控制
煤矿机械设备的电气控制
• 学习要求
1. 一般掌握：控制电器；煤矿机械设备 的控制线路图的绘制与分析方法。 2. 熟练掌握：QC83系列矿用隔爆磁力 起动器的工作原理 。
§3-1 控制电器
• 控制电器：用来实现电动机的起动、停止、 反转、调速等控制过程的电器。 • 矿山常用控制电器有：控制器、主令电器、 继电器、接触器等。 一、接触器 ★按照其驱动电流的性质可分为直流和交 流型两种。直流接触器一般为单极型，交流 接触器一般为三极型。
19
控制线路图绘制的一般原则
• 2）图中各电器元件应按规定的图形符号 和文字符号表示。同一电器元件，必须 用相同的文字符号。例如有两个相同的 接触器 KM ，可用 1KM 、 2KM 表示。一 个继电器有一个线圈 K 和三个接点，则 接点可表示为K1、K2、K3。 • 3）电路中的接点位置按线圈不通电（或 未加外力）时的位置画出 。
8
2、交流接触器的工作原理
• 为了克服衔铁的振动和噪声，在铁心5的2/3截面处 嵌入一短路环，如图所示。由于短路环的存在， 使截面A的磁通与截面B的磁通 出现相角差 ，φ A 与φ B不会同时过零值，故振动和噪声大为消弱。
A B
φA
φ
B
9
2、交流接触器的工作原理
当主接点断开电路时，固定接点与可动接点间出 现强电场，使其间的空气电离形成电弧，造成接点 损坏。为延长接点使用寿命，应设法尽快熄灭电弧。 • 图3-2中的消弧罩就 是为加速熄灭电弧的。 灭弧栅内的 蹄形钢片 其内部结构如右图4所 灭弧栅 示。消弧罩由耐火材 料制成，马蹄形铁片 电弧 放置在消弧罩1中，且 动触头 静触头 左右稍微错开。
I + 线圈 铁心
5
1、直流接触器的工作原理
• 学习要求
1. 一般掌握：控制电器；煤矿机械设备 的控制线路图的绘制与分析方法。 2. 熟练掌握：QC83系列矿用隔爆磁力 起动器的工作原理 。
§3-1 控制电器
• 控制电器：用来实现电动机的起动、停止、 反转、调速等控制过程的电器。 • 矿山常用控制电器有：控制器、主令电器、 继电器、接触器等。 一、接触器 ★按照其驱动电流的性质可分为直流和交 流型两种。直流接触器一般为单极型，交流 接触器一般为三极型。
19
控制线路图绘制的一般原则
• 2）图中各电器元件应按规定的图形符号 和文字符号表示。同一电器元件，必须 用相同的文字符号。例如有两个相同的 接触器 KM ，可用 1KM 、 2KM 表示。一 个继电器有一个线圈 K 和三个接点，则 接点可表示为K1、K2、K3。 • 3）电路中的接点位置按线圈不通电（或 未加外力）时的位置画出 。
8
2、交流接触器的工作原理
• 为了克服衔铁的振动和噪声，在铁心5的2/3截面处 嵌入一短路环，如图所示。由于短路环的存在， 使截面A的磁通与截面B的磁通 出现相角差 ，φ A 与φ B不会同时过零值，故振动和噪声大为消弱。
A B
φA
φ
B
9
2、交流接触器的工作原理
当主接点断开电路时，固定接点与可动接点间出 现强电场，使其间的空气电离形成电弧，造成接点 损坏。为延长接点使用寿命，应设法尽快熄灭电弧。 • 图3-2中的消弧罩就 是为加速熄灭电弧的。 灭弧栅内的 蹄形钢片 其内部结构如右图4所 灭弧栅 示。消弧罩由耐火材 料制成，马蹄形铁片 电弧 放置在消弧罩1中，且 动触头 静触头 左右稍微错开。
I + 线圈 铁心
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1、直流接触器的工作原理
第3章采掘机械设备的电气控制[1]
![第3章采掘机械设备的电气控制[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/40563d14d1f34693dbef3e73.png)
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第3章采掘机械设备的电气控制[1]
• 2 QC83-80N型可逆磁力控制器
• 这种起动器是用来控制需要经常正、反 转的机械，如井下小绞车等。它相当于 两个QC83-80型起动器组合在一个隔爆 外壳内，外壳的前后各有一个转盖。起 动器本身只有一个停止按钮STP,必须外 接一个向前(FW)、向后(BW),停止(1STP) 三联按钮。如图所示为这种起动器的接 线图。图中1KM为正转接触器，2KM为 反转接触器。下面说明它的控制过程。
• 1．QC83．80型磁力起动器
• 这种起动器可以用来控制40kW(电网 电压为660V时)或30kW(电网电压为380V
• 时)以下的鼠笼型电动机，如井下的小型 输送机、局部通风机和小水泵等。
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第3章采掘机械设备的电气控制[1]
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第3章采掘机械设备的电气控制[1]
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第3章采掘机械设备的电气控制[1]
• 一、QC83系煤尘爆炸危险的矿井中，控制保护 低压电动机。它包括以下型号： Qc83 ． 80 、 Qc83—80N、 Qc83 ． 120、 QC83．225型。
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第3章采掘机械设备的电气控制[1]
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第3章采掘机械设备的电气控制[1]
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第3章采掘机械设备的电气控制[1]
• 二、继电器
• 继电器是一种灵敏的小型自动控制电器。 它能反映某些机电参数的变化(如电流、 电压、时间、压力等)，并用其接点断开 或接通电气回路，达到控制目的。
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第3章采掘机械设备的电气控制[1]
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第3章采掘机械设备的电气控制[1]
第3章采掘机械设备的电气控制
2021/9/15
26
• 1 正转控制 • 2 反转控制
2021/9/15
27
2021/9/15
28
• 3 . QC83-120 ( 225 )型磁力起动器
• 它包括120A和225A两种，它们的机械 结构与电气线路完全一样，只是额定容 量不同。一般用来控制大容量输送机或 采煤机组。
• 与QC83-80型磁力起动器相比较，这 两种磁力起动器有如下特点:
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• 主腔右面的隔离开关操作手柄5，对300A起 动器有分闸，正、反合闸和正、反试验5个位 置。手柄置于试验位置时，可在主回路不送电 的情况下对控制保护回路进行试验。对其他规 格的起动器，手柄只有分闸和正、反合闸3个 位置。隔离开关与主腔大盖间有机械闭锁，只 有当它在分闸位置时才能打开大盖，而大盖打 开后则隔离开关合不上闸。隔离开关与接触器 间有电气闭锁，保证在正常情况下，隔离开关 为无载操作。
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• 主腔内的后上部装着隔离开关本体， 其电源侧接线端子前面装有电源警戒板，
以防触电。其伸出外壳的手柄，除有分
合闸指示外，还有限位装置，用来实现
对电动机转向的记忆和防止快速反向的
误操作。主腔后下部装着降压变压器。
为了使起动器能在不同电压等级的网络 上工作，变压器原边设有1140V与660V 或660V与380V的抽头，以便于改接。变 压器副边具有各种必要的低压输出，以 供控制、保护回路之用。
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• 2. QC815型系列隔爆磁力起动器
• 这种磁力起动器有30A和80A两种，与 (QC83-80)型基本相同。不同处是隔爆主 腔内的芯架可以抽出，便于检修;同时 30A起动器设有热继电器作为过载保护。
采掘机械设备的电气控制
第三十四页，共53页。
1、电气系统组成(zǔ chénɡ)
第三十五页，共53页。
2、采煤机的电气控制设备(shèbèi)
1）组合式电气(diànqì)箱
（1）接线(jiē xiàn)腔 ： 通过过线组、接线(jiē xiàn)柱 喇 叭口与外部 及各腔连接
第三十六页，共53页。
（2）高压(gāoyā)腔
高压腔内部装有： 1台3 300 V隔离开关（与电磁启动器闭锁） 1台真空接触器（控制截割电机） 2套用于检测左、右截割电动机主回路(huílù)电流互感器组件 1套用于显示主电源的显示器 1套电源组件
第三十七页，共53页。
（3）电控箱
电控腔内部装有: 电源组件，其包括控制变压器、熔断器、整流桥、非本安电源模块、本安电源 模块等。 可编程控制器(PLC) ，采用模块式组合结构，在PLC左边还装有冷却风扇 (fēngshàn)。 控制盒， (PA1一端头站接收盒、PA2一遥控接收盒、PA7一电流及瓦斯信号处 理盒)。
2）变频器的基本(jīběn)构成
变频器：交-交
交-直-交两种
第二十九页，共53页。
3）正弦脉宽调制变频器的工作(gōngzuò)原 理
(1) SPWM的形成 (xíngchéng)
第三十页，共53页。
(2) 变频器的工作 (gōngzuò)原理
第三十一页，共53页。
(3) SPWM的形成 (xíngchéng)
矿用隔爆兼本安型控制箱,TJl-24E矿用隔爆兼本安型操纵箱、 外围设备组成。主回路(huílù)采用1 140 V供电。
第四十四页，共53页。
第四十五页，共53页。
EHZ-160SH的特点： （1）通过电磁启动器远控方式，在掘进机上完成掘进机的启动、 停止(兼闭锁)功能，有启动预警功能。 （2）以灵活通用、高可靠性的可编程控制器(PLC)为核心，系 统控制简单可靠。 （3）装有各种传感器，对系统运行状态和故障进行全面检测和 监测。 （4）采用大屏幕液晶显示器，提供全中文显示界面，系统运行 状态一目了然。 （5）具有(jùyǒu)参数记忆功能，便于系统维护和维修。 （6）电控系统具备一定的故障自诊断能力。
1、电气系统组成(zǔ chénɡ)
第三十五页，共53页。
2、采煤机的电气控制设备(shèbèi)
1）组合式电气(diànqì)箱
（1）接线(jiē xiàn)腔 ： 通过过线组、接线(jiē xiàn)柱 喇 叭口与外部 及各腔连接
第三十六页，共53页。
（2）高压(gāoyā)腔
高压腔内部装有： 1台3 300 V隔离开关（与电磁启动器闭锁） 1台真空接触器（控制截割电机） 2套用于检测左、右截割电动机主回路(huílù)电流互感器组件 1套用于显示主电源的显示器 1套电源组件
第三十七页，共53页。
（3）电控箱
电控腔内部装有: 电源组件，其包括控制变压器、熔断器、整流桥、非本安电源模块、本安电源 模块等。 可编程控制器(PLC) ，采用模块式组合结构，在PLC左边还装有冷却风扇 (fēngshàn)。 控制盒， (PA1一端头站接收盒、PA2一遥控接收盒、PA7一电流及瓦斯信号处 理盒)。
2）变频器的基本(jīběn)构成
变频器：交-交
交-直-交两种
第二十九页，共53页。
3）正弦脉宽调制变频器的工作(gōngzuò)原 理
(1) SPWM的形成 (xíngchéng)
第三十页，共53页。
(2) 变频器的工作 (gōngzuò)原理
第三十一页，共53页。
(3) SPWM的形成 (xíngchéng)
矿用隔爆兼本安型控制箱,TJl-24E矿用隔爆兼本安型操纵箱、 外围设备组成。主回路(huílù)采用1 140 V供电。
第四十四页，共53页。
第四十五页，共53页。
EHZ-160SH的特点： （1）通过电磁启动器远控方式，在掘进机上完成掘进机的启动、 停止(兼闭锁)功能，有启动预警功能。 （2）以灵活通用、高可靠性的可编程控制器(PLC)为核心，系 统控制简单可靠。 （3）装有各种传感器，对系统运行状态和故障进行全面检测和 监测。 （4）采用大屏幕液晶显示器，提供全中文显示界面，系统运行 状态一目了然。 （5）具有(jùyǒu)参数记忆功能，便于系统维护和维修。 （6）电控系统具备一定的故障自诊断能力。
煤矿现代采掘设备及电气控制
煤矿现代采掘设备及电气控制煤矿采掘机设备的发展，一是设备故障率低、产量高，二是劳动效率高，经济效益好。
综采工作面日产原煤万吨以上，个别矿井达4万吨。
如乌兰木伦矿，300人，06年产1000万吨，11月底完成任务；神东煤炭集团，在职职工1万1千人，06年产煤1亿6千万吨。
从采掘工作面来看，由于煤层的赋存情况，向大采高和薄煤层方向发展。
最大采高达5.5m；对0.7m~1.8m的薄煤层采用刨煤机，工作面可无人作业；采煤机全部采用电牵引，目前世界上功率最大的采煤机总装机功率达2210kW。
从使用的掘进机来讲，一是滚筒式掘机，采掘煤巷，为矩形巷，如引进美国久益的12CM15、27型连续采煤机；二是圆锥滚筒式掘机，可掘半煤半岩巷，如S200，EBZ160等掘机。
从供电情况来看，大功率电牵引采煤机采用3.3kV电压供电。
一．电牵引采煤机1．大功率电牵引采煤机结构特点目前世界上最在功率的电牵引采煤机总装机功率在2000kW左右。
如我国西安煤矿机械厂生产的MG750（900）/1910（2210）-WD型交流电牵引采煤机，总装机功率为2210kW，供电电压3300V（四矿用）；引进德国艾柯夫的SL500交流电牵引采煤机，总装机功率1815kW，供电电压3300V（四矿用、塔山用、其他局用）；引进美国久益的7LS6交流电牵引采煤机（神东用），总装机功率为1860kW，供电电压仍为3300V。
图1为西安采煤机。
图1 MG750（900）/1910（2210）-WD采煤机（西安）共同的结构特点：多电动机驱动，电动机横向布置，由左右牵引部和电控箱三大部分组成，用高强度螺栓液压拉杠联接，无底托架。
截割电动机装于摇臂下部，齿轮传动截割煤炭。
液压功能较为简单，主要用于摇臂的调高、破碎机构滚筒的调高、液压制动等。
2．截割电动机截割电动机卧式安装在摇臂减速箱上，电动机为空心轴，其内装有细长扭矩轴，扭矩轴两端为外花键，与电动机空心轴和摇臂齿轮箱减速箱第一轴相啮合，将动力传递给截割部。
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~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ QC83-120（225）型磁力起动器： ㈢QC83-120（225）型磁力起动器：如图3-16 3 16所示 与QC83-80基本相同，不同点：多一个中间继电 器和过流-过热继电器。 QCKB30型千伏级磁力起动器 型千伏级磁力起动器： 二、QCKB30型千伏级磁力起动器： 结构特点： ㈠结构特点： 组成： 1、组成 壳、芯、托架 种类：这种起动器的额定电流有60、120、300A 2、种类 三种，电压有660V、1140V两种。 用途： 3、用途：专用综采工作面 功能： 4、功能：起、停、换向 控制方法： 5、控制方法：近、远、程控 保护功能： 6、保护功能：失压、过载、断相、短路、漏电闭 锁
3~1 控制基础 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
本节小结：
一、电气控制 ： 二、控制电器 ： 接触器： 1、接触器： 继电器： 2、继电器： 主令电器： 3、主令电器： 控制器： 4、控制器：
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3~2 控制图及常用控制方法 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 3-2 控制图及常用控制方法
本节简介： 本节简介：一、电气控制
3~1 控制基础 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 2.继电器 继电器： 2.继电器： 继电器是一种灵敏的小型自动控制电器，一般 用在控制回路中。它能根据主回路参数的变化 （如电流、电压、时间、压力等）使其连接点断 开或接通，达到控制的目的。 ①电磁式电流、电压继电器：如图3-5所示 。 ②时间继电器：如图3-7所示 。 3.主令电器 主令电器： 3.主令电器： 在控制电路时，起到发号施令作用 发号施令作用的电器称之 发号施令作用 为主令电器。如图3-9所示。 4.控制器 控制器： 4.控制器： 通常用于电动机的启动或调速。如图3-10所示。
图3-19 图3-19
3~3 矿用隔爆磁力起动器 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
新型隔爆磁力起动器介绍：（P198） ：（P198 三、新型隔爆磁力起动器介绍：（P198） DQZBH-300/1140型千伏级真空磁力起动器 型千伏级真空磁力起动器： 1、DQZBH-300/1140型千伏级真空磁力起动器： QC815型系列隔爆磁力起动器 型系列隔爆磁力起动器： 2、QC815型系列隔爆磁力起动器： QC810型系列隔爆磁力起动器 型系列隔爆磁力起动器： 3、QC810型系列隔爆磁力起动器： 4、DQBH型隔爆磁力起动器： DQBH型隔爆磁力起动器： 型隔爆磁力起动器 BQD10型隔爆磁力起动器 型隔爆磁力起动器： 5、BQD10型隔爆磁力起动器： QJZ系列隔爆兼本质安全型磁力起动器 系列隔爆兼本质安全型磁力起动器： 6、QJZ系列隔爆兼本质安全型磁力起动器： 隔爆磁力起动器选型及技术数据： 四、隔爆磁力起动器选型及技术数据： 选型和技术数据见表3 选型和技术数据见表3-4所示
本节介绍：看图：1、 看图：
3~2 控制图及常用控制方法 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 绘图原则： 二、绘图原则： 分成主回路，控制回路，辅助回路来绘制； 1、分成主回路，控制回路，辅助回路来绘制； 用规定的图符表示元件P181 P181表 2、用规定的图符表示元件P181表3-2； 接点位置按无电状态画出； 3、接点位置按无电状态画出； 交叉电气接点画上黑点。 4、交叉电气接点画上黑点。 三、常用控制方法： 常用控制方法： 单向控制： 1、单向控制：当工作机械只要求或只允许电动 机正常工作时间向一个方面旋转时， 机正常工作时间向一个方面旋转时，就须用单向 控制线路，如井下的水泵、局扇等。 所示。 控制线路，如井下的水泵、局扇等。如图所示。 双向控制： 2、双向控制：也就是我们常说的电动机正反转 的控制，企业需要正反转的设备有很多， 的控制，企业需要正反转的设备有很多，如提升 天车、车床等。一般用换相序来实现， 机、天车、车床等。一般用换相序来实现，如图 所示。 所示。
3~4 采煤机组的控制
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
4、控制过程：（如图3-33 控制过程： 3 33所示）四个步骤 准备启动： ⑴准备启动： SM 正、反→使SM 、SM1闭合，接通下列回路： K→STP→1→R→1STP→SM1→S（ T上→K→STP→1→R→1STP→SM1→S（换向开关箱盖上 的压合接点） 此时K有电流通过，但由于R的作用， 的压合接点）→T下，此时K有电流通过，但由于R的作用，使 不动作。 K不动作。 启动： ⑵启动： 按下IST IST则 →T下 按下IST则：T上→K→STP→1→1ST→1STP →SM→S →T下 此时R被短接， 动作， 闭合，KM也动作使KM1、KM2闭合 也动作使KM1 闭合， 此时R被短接，故K动作，K闭合，KM也动作使KM1、KM2闭合， 电动机起动 。 换向： ⑶换向： DH- 型换向开关（SM）来实现，于停止按钮有闭锁。 用DH-3型换向开关（SM）来实现，于停止按钮有闭锁。 停止： ⑷停止： 1STP或STP，也可以用SM(只有紧急情况下) SM(只有紧急情况下 用1STP或STP，也可以用SM(只有紧急情况下)。
3-1 控制基础
：二、控制电器 ：1、 接触器： 继电器： 主令电器： 控制器： 接触器： 2、继电器： 3、主令电器：4、控制器： 电气控制： 一、电气控制： 所谓电气控制就是利用一些装置或起动器来控 制用电设备的起动、停车、正转、反转、调速等， 称之为电气控制 电气控制。用来实现以上功能的电器称为 电气控制 控制电器。 控制电器 有关控制电器介绍： 二、有关控制电器介绍： 接触器： 1、接触器： 接触器是一个由电磁铁带动触点动作的一种开 在电路中， 的作用。 关，在电路中，起着接通或切断主电路的作用。 直流接触器： ①直流接触器：如图3-2所示P175。 交流接触器： ②交流接触器：如图3-1所示P176。
3~3 矿用隔爆磁力起动器 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
本节小结：
一、QC83系列： QC83系列： 系列 QC83-80型 ㈠ QC83-80型： QC83-80N型 可逆） ㈡ QC83-80N型（可逆）： QC83-120（225）型磁力起动器： ㈢QC83-120（225）型磁力起动器： QCKB30型千伏级磁力起动器 型千伏级磁力起动器： 二、QCKB30型千伏级磁力起动器： 新型隔爆磁力起动器介绍： 三、新型隔爆磁力起动器介绍： 隔爆磁力起动器选型及技术数据： 四、隔爆磁力起动器选型及技术数据：
3~2 控制图及常用控制方法 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
L1 L2 L3
QS FU STP 1KM1 2KM1 ST1 1KM2 ST2 2KM2 FR
M
FR1 2KM3 1KM
1KM3
2KM
电动机
3~3 矿用隔爆磁力起动器 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 3-3 矿用隔爆磁力起动器
第三章 井下设备电气控制
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 控制基础 控制图及常用控制方法 矿用隔爆磁力起动器 采煤机组的控制 掘进机械的电气控制
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3~1 控制基础 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
原理图；2、安装接线图； 原理图； 安装接线图； 绘图：常用控制方法 单向控制；双向控制。 常用控制方法： 绘图 常用控制方法：单向控制；双向控制。 分类： 一、分类： 原理图：包括主回路、控制回路、辅助回路。 安装接线图：元件位置，接线位置。 原理图： （一）原理图： 主回路： 1、主回路： 为用电设备提供动力电的回路为主回路。 控制回路： 2、控制回路： 提供给接触器线圈和继电器线圈的电流（电压）回 路为控制回路。 辅助回路： 3、辅助回路： 主要指信号、测量和保护等回路。 安装接线图： （二）安装接线图： 为安装和施工提供的图。
3~3 矿用隔爆磁力起动器 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
控制原理：如图3 13所示 5、控制原理：如图3-13所示 近控（就地控制）： （1）近控 利用起动器自身所带的起动和停止按钮 来控制电动机，称为近控。 远方控制： （2）远方控制： 外接按钮控制，用于集中控制，维修时 用。 连锁控制： （3）连锁控制： 它是一种让多台机械，按一定的顺序起 动的控制方法。
图3-16
3~3 矿用隔爆磁力起动器 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
㈡电路的组成：如图3-19 电路的组成： 3 19所示 主回路： 1、主回路： 控制回路： 2、控制回路： 保护电路： 3、保护电路： 控制过程： ㈢控制过程： 近控： 1、近控： 远控： 2、远控： 程控： 3、程控：
图3-13
3~3 矿用隔爆磁力起动器 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ QC83-80N型 可逆） ㈡ QC83-80N型（可逆）： 用途： 1、用途：小绞车 功能： 2、功能：起、停、电动正反转 3、控制方法：远控 控制方法： 保护： 4、保护：短路保护 闭锁方式： 5、闭锁方式：利用辅助接点和按钮作联锁的控制方 式 控制原理： 6、控制原理：如图3-15 3 15所示 以正转为例：按下FW，便接通1KM的回路，则： T下(变压器)→STP→2KM2→1KM→FW(左) →BW(右) →1STP→PE(接地网) →T上（变压器） 此时1KM得电，1KM1闭合，电机得电起动，1KM2闭合起 动自保作用，1KM3打开闭锁，2KM防止反转接触器得 电，反转时按BW。