电牵引采煤机电气部分原理

目录第一章电气系统简介 (2)第二章采煤机使用 (3)第三章 PLC(可编程逻辑控制器) (7)第四章变频器操作及维护 (14)第五章常见故障分析及处理 (26)第六章电气日常检修指南 (31)第七章备件表（电气部分） (33)第一章电气系统简介交流变频电牵引采煤机的电气系统一般由：⑴启动回路、⑵运输机闭锁（简称闭溜）回路、⑶主供电回路、⑷低压控制回路等组成。

1、启动回路启动回路一般将隔离开关超前断电接点、左右截割电机的温度接点、瓦斯断电仪接点（可选）串联在回路中，还包括启动按钮、停止按钮、自保节点和启动二极管等。

2、运输机闭锁（简称闭溜）回路闭溜回路一般就是一组带有机械闭锁的常闭节点。

它串联在工作面运输机的启动回路中，当采煤机在检修或紧急需要时可以停止运输机，并且闭溜按钮带有机械闭锁功能，必须手动复位后才可以再次启动运输机，保证人身和设备的安全。

3、主供电回路主供电回路一般由隔离开关、真空接触器、牵引变压器、控制变压器、变频器、左右截割电机、左右牵引电机、泵电机等组成。

4、低压控制回路低压控制回路一般包括PLC、本安电源、非本安电源、电磁阀、左右端头站、遥控器、瓦斯断电仪等。

补充说明：在原理图中1aX1 1表示的意思是1a电控箱隔爆腔中X1端子排的1号端子，a是表示在多个电控箱中第一个电控箱。

1a .1X1 1表示的意思是1a电控箱接线腔X1端子排的1号端子，其他以此类推。

第二章采煤机的使用一、注意事项1、交流变频电牵引采煤机启动时，应按起动按钮3—5秒钟，待起动后，观察中文显示屏的电压、电流、温度等信息一切正常后，方可左右牵引。

2、按牵引按钮时，禁止按住不松。

初牵引速度控制在1米/分钟内，待行走稳定后方可加速，一般控制在5米/分钟。

（初采期间，运行速度≤2米/分钟）以内3、需要改变牵引方向时，应先将牵引速度降到“0”米附近，按下牵停按钮，再反向牵引，同时观察中文显示屏的电压、电流、温度等信息是否正常，如正常，再调整运行速度。

4、采煤机停机后，严禁立即开机，必须经过不低于3分钟的等待，（等待变频器显示屏黑屏后指示灯灭）才能重新开动采煤机，以保证变频器得到充分的放电时间。

5、开机前必须先供水，严禁无水开机；停机时，应先停机，后停水。

6、牵引变压器、牵引电机的所有的绝缘测试必须在断开变频器电缆连接的情况下进行。

否则会引起变频器损坏。

7、当第一次试运行采煤机或再次连接变频器、牵引电机电缆时，应检查相序是否正确。

以防由于相序错而导致机器两牵引电机对拉或顶牛，牵引不能正常行走。

8、请使用单位认真阅读相关型号交流变频电牵引采煤机产品说明书，严格按说明书规定操作。

二、操作前检查在首次操作采煤机之前，应该对设备进行调整。

修正和调整应由有资格的维护人员来进行。

1 、确保所有液压和电气控制处于停止OFF 位或中性位置。

2 、确保所有电气连接牢固，且机架接地。

3、检查所有液压和润滑油位，如有必要加油。

4、确保煤机的供电电压正确。

5、检查电机的正确相序，保证正确转向。

启动泵电机和按住遥控器上的摇臂升按钮来检查相序。

如果泵电机的相序不正确，则摇臂不能升起。

应立即停机，倒相序。

6、在没有水循环通过电机和电控箱的情况下，操作采煤机不要超过15 分钟。

这些部件无冷却水将会严重缩短其命。

7、参看维护手册的润滑图纸和说明，润滑所有润滑点。

8、检查所有的截齿已安装并可用。

如有必要维修。

9、检查喷水情况，如有必要维修。

10、检查煤机松动或缺失的盖板和部件。

如有必要维修。

11、检查所有的控制、急停和安全装置操作是否正常。

12、检查煤机的所有液压和电气功能。

确保其工作正常。

三、班前日常检查在每班开始时，进行下列检查。

如果煤机需要维修或调整，必须立即执行。

如果不纠正微小的问题，也会导致大修或高代价的停机。

起动煤机前确保人员和其它设备远离煤机。

1、确保所有的控制开关都在停止(OFF) 位或中位。

2、确保所有的护罩和盖板就位，且完好。

3、检查存在的危险，例如松的或缺失的盖板或断裂的部件。

4、清除采煤机上所有的易燃物，岩石，工具，和其它杂物，以防影响正常运行。

5、检查拖曳电缆绝缘有无绝缘裂缝或损坏。

6、细查采煤机所有的缺失或损坏部件。

7、检查截割部所有的磨损或损坏的截齿，更换所有用损坏的或缺失的截齿。

8、保证截割滚筒旋转灵活。

9、保证液压油在正确的油位。

参看维护手册加油指南。

10、润滑所有每班需要润滑的润滑点。

检查摇臂和牵引齿轮箱中的润滑油位。

参看维护手册的润滑指南。

11、检查截割滚筒周围金属表面密封有无漏油。

12、清洗所有的水过滤器。

13、检查所有水喷雾喷嘴，使其工作正常。

不要使用酸性或带有腐蚀性的水。

14、确保冷却水流经电机和电控箱。

15、确保所有的控制元件操作正常。

16、确保牵引电机和相关的部件转动灵活。

17、保证所有的防爆壳体、电机和元件完好。

18、确保所有的液压和电气机构功能工作正常。

19、检查电气部件- 特别是隔离开关，接触器，电机和电磁阀是否正常工作。

20、确保遥控器停止按钮和安装在主电控箱上的的急停开关和煤机停机开关操作正常。

第三章 PLC(可编程逻辑控制器)PLC（P rogram Logic Control，即可编程逻辑控制器），是采煤机电气系统的控制中心。

采煤机正常工作时,变频器的牵引方向、加减速控制；左右摇臂升降、制动抱闸的开断；左右截割电机的温度监测、牵引变压器温度监测、牵引、截割电机的电流采样；采煤机恒功率保护、“过零保护”、瓦斯断电保护等均通过PLC实现，以达到对采煤机接近完美的控制性能。

交流变频电牵引采煤机电控系统选用的PLC是日本三菱公司的Fx2N系列，它具有可靠性高、抗干扰能力强的特点, 且采用导轨式安装, 非常方便。

PLC 采用模块式硬件结构,组合和扩展都相当方便，用程序式的软连接代替传统的继电器式的硬连接，减少了故障连接点，控制系统接线简单、可靠，使得维护检修方便易行。

现简要地将其分述如下：（一）、结构简介交流变频电牵引采煤机电控系统的PLC由基本单元、扩展模块、特殊模块等组成。

PLC实物图如下页所示：箭头5表示PLC主机与扩展模块相连接的排线插头。

根据采煤机的控制需求，一般后连FX2N-8EYR、FX2N-4AD（或FX2N-8AD）、FX2N-4AD-PT 等模块。

箭头12表示锂电池，当采煤机停机时，为内部元件提供电源支持，保证信息和程序的可靠存贮。

电池寿命约5年，当电池电压下降时，箭头11放大图中的“BATT.V”灯亮（红色），这时PLC还可以工作一个月左右，但建议及时更换电池，以免因程序丢失等原因耽误生产。

箭头15表示功能扩展板安装插座，也就是FX2N-485-BD模块的插座。

PLC通过该模块与变频器进行通讯，用来实时地读取变频器的内部运行数据及故障信息。

箭头10放大图中的箭头17表示PLC的编程口，它用来连接中文显示屏，将PLC内部的各种数据显示在中文显示屏上，在插拔时，一定要注意针脚的对应位置。

箭头10放大图中的箭头16表示PLC内置的RUN/STOP（运行/停止）开关。

当采煤机正常工作时，此开关应处于RUN上，此时箭头11放大图中的RUN灯亮（绿色）。

如果置于STOP上，PLC停止工作，也就是说采煤机的所有功能将不起作用，请拨至RUN位置。

（二）、指示灯PLC的指示灯包括输入指示灯、输出指示灯、内部运行状况指示灯，分别如实物图中的箭头4、箭头7、箭头11所示。

2.1、输入、输出指示灯：对于每一个输入、输出端子,PLC的输入端子一般用X**对应，输出端子一般用Y**对应，输入和输出的公共端是无关的，都有与之唯一对应的输入、输出指示灯。

如能深刻理解输入、输出指示灯的状态，对于处理分析电气故障非常有好处。

当采煤机控制部分出现问题时，可将问题一分为二（输入或者输出），简化处理。

例如：当通过采煤机左端头站操作“左升”时，左摇臂并没有升起的动作，而手动升降正常，这时我们就可以通过观察PLC输入、输出指示灯的办法来排查问题: 首先观察相应输入指示灯，若灯亮，则表示从端头站至PLC的输入回路正常；若指示灯不亮，则需要重点检查输入回路。

输入指示灯正常后，察看相应的输出指示灯，若灯亮，则需要重点检查左升电磁阀、24V电源、2Mpa控制油压及其线路连接等；若不亮，则估计PLC自身出现故障。

从而根据输入、输出指示灯的状态快速准确地排查问题，处理故障。

2.2、内部运行状况指示灯PLC基本单元右方中部有四个指示灯，也就是箭头11放大图中所示的四个灯，它们表明了PLC内部的运行状况。

这四个指示灯的含义分别是：第一个为POWER灯，即电源指示灯，正常时，绿色，常亮。

第二个为RUN灯，即运行指示灯，正常时，绿色，常亮。

第三个为BATT.V灯，即电池电压下降指示灯，正常时熄灭，故障时红色。

当此灯红色闪烁时，提示尽快更换电池，当此灯红色常亮时，程序不工作。

第四个为PROG-E、CPU-E指示灯，PROG-E即程序出错指示灯，正常时熄灭，故障时红色闪烁。

CPU-E灯，即CPU故障指示灯，正常时熄灭，故障时红色常亮，说明PLC主模块损坏。

（注意：对于BATT.V、PROG-E、CPU-E灯，在送、断电的瞬间红色，属正常现象。

（三）、输入、输出端子所谓输入输出，也就是将采煤机的外围信号输入到PLC（不管是中间操作按钮还是端头站、遥控器的操作），经过程序逻辑处理后输出，驱动负载工作。

例如：对于Fx2N-32MR-001型号的PLC来说，输入16点，输出16点，继电器型输出。

输入继电器（X）、输出继电器（Y）的编号是按8进制数码分配。

输入端子编号为X0～X7、X10～X17；输出端子编号为Y0～Y7、Y10～Y17。

（四）、公共端对于电气控制系统来说，都有回路的概念，对于PLC也不例外。

输入、输出点要工作，都要与另外一点构成回路。

此点就是公共端COM。

对输入端子来说，只有一个公共端COM，也就是说每一点都必须与COM 端形成回路，才可以正常工作。

对输出端子来说，由于电压等级不同，负载类型不同，并且公共端接点容量有限，所以通常分为几个公共端COM1、COM2…。

在判断PLC的一路输出是否正常时，可用万用表测试。

从PLC上甩开此端子的负载连线，用万用表测试输出端子与其对应的公共端是否畅通，来进一步确定端子是否损坏。

PLC作为采煤机控制的核心元件，它的质量相当可靠。

当存在不可预知的因素导致其损坏时，更换也相当简单：先用梅花螺丝刀卸下输入、输出端子的两个黑色固定螺丝，再用两个平口螺丝刀将PLC实物图中箭头8所示的导轨卡子同时拉出，即可方便更换。

这时不要拆除输入、输出端子的连接线，以免导致线路混乱。

（五）、FX2N-8EYR/ FX2N-16EYRFX2N-8EYR/ FX2N-16EYR是一个PLC的输出扩展模块，此模块主要功能是：当煤机送上电后，PLC逻辑运算正常后，接点闭合，实现采煤机自保。