采煤机电气部分培训讲义

久益采煤机电气部分讲义

第一章

久益6LS(HOST)采煤机

电气系统概述及电控系统的原理

第一节

电气基础

电气基础的内容非常多,这里只介绍几个与我们所使用的设备密切相关的概念

一、电的特点

电是一个非常大的概念，我们不好对其做出完整又准确的定义，我们就把它当作是一种自然现象。但它有以下特点：容易获得和转换；便于输送及分配；易于控制。电能已成为现代生产的基础，被广泛应用于人们的生活和国民经济中。电很复杂，学之不易，学好更难。二、电路的组成

电只有形成一个闭合的回路才能发挥其作用。电路通常是由四部分组成——电源、负载、连接导线、辅助设备。电的两个重要概念——电位（电压）、电流，与水位、水流相似。

电路图

三、电动机的工作原理

电动机是“电家族”中最重要的一个成员，所以我们应当对其进行了解。电动机很复杂，这里只对其如何旋转进行分析。任何电机的工作原理都是建立在电磁感应和电磁力这个基础上的。即通电线圈周围存在着磁场；位于磁场中的闭合线圈，在作切割磁力线运动时，会在线圈中产生感应电流；通电线圈在磁场中会受到力的作用。对于交流电机由于磁场是旋转的，就相当于转子线圈在作切割磁力线运动。对于直流电机由于形不成旋转磁场，在转子线圈中不会产生感应电流，所以必须给转子线圈通入电流，这就是交直流电机很大的不同之处。

异步电动机的调速公式：n=(1-s)60f/p，s-转差率，f-频率，p-极对数。所以有变极、变频、变转差率三种调速方式。

直流并励电机的调速公式：n=(V-I a R a)/K EΦ，V-电源电压，I a-电枢电流，R a-电枢电阻，K E-电机结构常数，Φ-励磁磁通。所以有调磁、调压两种调速方式。

第二节

6LS采煤机电气系统概述

参考《综采设备》中册P311

一、电气系统的基本构成（Long Wall Shearer）

久益6LS采煤机由以下一些电气部件组成：电气控制箱、左截割电机、右截割电机、左牵引电机、右牵引电机、液压油泵电机、破碎机电机、电磁阀、遥控启动/停止开关装置、水流量/压力开关、油温/油位开关、左接收器和遥控器、右接收器和遥控器、翻页器等。二、电控箱的总体结构

久益采煤机的电控箱，位于采煤机的中部，在两个牵引部之间。电气控制箱的作用是配电、控制、检测与保护，其总体结构如图所示。

三、电控箱内部元件的布置(结合采煤机图片)

电控箱共有10块较大的电路板，分别是HOST板，漏电继电器板，RTD板，2CB断路器板,4个接触器板,光电耦合器板,接线端子排板。

表2

表3

表4

表5

HOST板（见图7）：此板上主要安有1个HOST，1个DD显示单元，电源指示灯，计数器等件。

图7

漏电继电器板（见图8）：此板上主要有GFR继电器，3EL3和4EL3，电阻，漏电继电器，小整流器等件。

图8

RTD板（见图9）：此板上主要有RTD，各时间继电器，油温油位保护装置，部分电阻等。

图9

2CB断路器板（见图10）：此板较小主要有1个断路器和一个电抗器。

图10

4个接触器板（见图11）：4个接触器板基本相同，就一个接触器。

图11

光电耦合器板（见图12）：此板上主要有3个光电耦合器，1个数据耦合器，2个本安电源，小熔断器等件。

图12

接线端子排板（见图13）：主要有4个接线端子排（TB3-TB6），小整流器，5A和15A保险等件。

第三节

6LS采煤机电控系统原理

一、如何看图(LWS457手册)

久益采煤机的画图方法与国内是一样的，即上面或左面是主回路，用粗实线表示；下面或右面是控制回路，用细实线表示。最大的优点是元件在电控箱内的位置与线路图上的位置是一致的。线路图上有每一根线的来去路径。仔细观察会发现图纸上有许多解释说明。看图最好用倒推法。

二、先导回路分析

从图纸上看先导回路较复杂，其实如下图所示。

先导电路又叫遥控起动电路，它是工作面负荷控制中心漏电检测电路的一部分，先导电路只有一部分在煤机中。使用时，必须把采煤机与顺槽负荷控制中心连接起来，此负荷中心必须有漏电监视和高压试验能力。

先导电路通过高压隔离开关连接。当高压隔离开关转到“开”位置时，负荷控制中心内额定值为13V的先导电压经过拉线开关的停止采煤机接点到遥控停止/起动单元的采煤机起动按钮。当按下起动按钮时，先导电路的电流流过1.5S延时断开打接点和二极管到地。二

极管将交流先导电流整流，负荷控制中心的接地监测电路测试这个电流，并使电缆带电。

在拖曳电缆接通动力电源以后，为了降低先导电路的持续功耗，当采煤机送电以后，在先导电路中串入降耗电阻（30欧），同时负荷控制中心一直监视电路的漏电情况。

三、漏电检测单元分析

采煤机的漏电保护系统分为两类：无载保护电路和带载保护电路。无载保护电路由EL3单元和EL5单元组成，带载保护电路由GFR 单元组成。

1、EL3漏电保护电路：采煤机的液压泵和牵引电机电路用由EL3继电器组成的漏电闭锁系统作漏电保护。这个系统检查所连接的电力线，在检测到被测电力线绝缘电阻降低时，断开泵继电器电路中的继电器接点来保护机器，其内部的连接线还可以避免在拆走EL3单元时开动机器。

当给采煤机供电以后，则漏电保护单元便有15V电源输入。EL3的1号端和2号端接15V交流电源。EL3的5号端子经一电阻（6.8KΩ）接到三相电感器的中性点，三相电感器接主电路三相电源线。在EL3内部有整流电路，使EL3的5号端输出15V直流电压（相对于接地端

6号，实际6号端为正，5号端为负）。如图所示。

三相电源线及电动机绕组对地的绝缘情况可用一等效电阻r表示。因此，在各电机接触器尚未闭合时便存在EL3（6）→地→r→电感线圈→6.8kΩ→EL3（5）这样的闭合回路。

正常情况下，r的值很大，回路中的电流很小很小。如果任一相电源线的对地绝缘电阻下降到小于12K-14KΩ，则回路中的电流增大。该电流流过EL3内部的一个小变压器原边，该变压器的副边感应出足够能量的电压，使接于2号和3号端子间的晶体管被触发导通，漏电继电器ELR得电动作，它串入PR继电器控制回路中的常闭触点断开，使控制回路不能闭合，从而防止在有漏电的情况下电路接通电源。

2、EL5漏电保护电路：EL5漏电保护系统用作截割电机和破碎电机电路的无载保护。EL5漏电保护系统是一个固态集成电路模块，内含有三个独立的检测电路。模块内部有一个振荡器，振荡器的输出使一个内部继电器保持吸合状态。振荡器的输入端接在一个电阻分压网络上。网络中的一个电阻是经生产厂家标定过的内部参考电阻。另外的电阻是动力电缆线路的对地绝缘电阻。当动力电缆线路的绝缘电阻下降到60千欧或更低时，振荡器停止振荡。振荡器停振使内部继电器释放，内部继电器释放又使一个外部接地故障继电器得电吸合。最终使得相关接触器不能吸合。

EL5漏电保护同样有位置闭锁功能，其接点在PR电路中。

EL5漏电保护电路插头上10个端子的功能：1、2、3是15V电源，4和5是PR电路中的接点，6、10是检测线，7、8、9是外部继电器