連續(xù)采煤機(jī)電氣先導(dǎo)回路的工作原理

劉占山

（同煤集團(tuán)塔山礦，山西大同037003）

1 先導(dǎo)回路的組成原理

12CM15型連采機(jī)電氣先導(dǎo)控制回路的組成簡(jiǎn)圖如圖1所示.圖中由三部分組成,一是前級(jí)開(kāi)關(guān),即安設(shè)在運(yùn)輸平巷的磁力起動(dòng)器,二是用于連接磁力起動(dòng)器和連采機(jī)的動(dòng)力電纜,三是連采機(jī)上的先導(dǎo)回路部分.

圖1 連采機(jī)電氣先導(dǎo)回路原理圖

先導(dǎo)回路由連采機(jī)上的啟/停開(kāi)關(guān)按鈕、并聯(lián)于啟動(dòng)按鈕上的電阻R、串聯(lián)在回路中的二極管D、急停按鈕、1CB斷路器的輔助常開(kāi)接點(diǎn),以及動(dòng)力電纜中的控制芯線、前級(jí)開(kāi)關(guān)中的變壓器T、直流繼電器K共同構(gòu)成.直流繼電器K控制著前級(jí)開(kāi)關(guān)中的主接觸器KM,如果K吸合,KM就會(huì)吸合,前級(jí)開(kāi)關(guān)就會(huì)向連采機(jī)送電;如果K釋放,KM就釋放,前級(jí)開(kāi)關(guān)就會(huì)給連采機(jī)斷電.二極管D起整流作用,故先導(dǎo)回路是一個(gè)由交流電壓供電的直流電流回路.

先導(dǎo)回路中的1CB接點(diǎn)與主斷路器1CB在機(jī)械上是聯(lián)動(dòng)的,當(dāng)主斷路器1CB合上閘時(shí),1CB接點(diǎn)閉合.如果主斷路器1CB不合閘,先導(dǎo)回路就無(wú)法接通,前級(jí)開(kāi)關(guān)就不可能在先導(dǎo)控制下向連采機(jī)送電;反過(guò)來(lái),如果主斷路器1CB跳閘,1CB接點(diǎn)就打開(kāi),先導(dǎo)回路就被切斷,前級(jí)開(kāi)關(guān)隨即就會(huì)終止向連采機(jī)供電.

由上可知,當(dāng)合上主斷路器1CB,按下啟動(dòng)按鈕給連采機(jī)上電時(shí),并不是直接控制連采機(jī)自己,而是去控制前級(jí)開(kāi)關(guān),使前級(jí)開(kāi)關(guān)向連采機(jī)送電或給連采機(jī)斷電.對(duì)于前級(jí)開(kāi)關(guān)來(lái)說(shuō),給連采機(jī)送電的操作并不是在前級(jí)開(kāi)關(guān)上進(jìn)行,而是在遠(yuǎn)離前級(jí)開(kāi)關(guān)的連采機(jī)上進(jìn)行,相當(dāng)于前級(jí)開(kāi)關(guān)的一種遠(yuǎn)方控制方式.這就是所謂的“先導(dǎo)控制”.

2 自保電阻和直流繼電器的控制原理

與啟/停開(kāi)關(guān)按鈕并接的電阻R稱為自保電阻,它與直流繼電器配合,其功能是保持運(yùn)行中繼電器K處于吸合狀態(tài).

由圖1可知,當(dāng)主斷路器1CB合上閘時(shí),1CB接點(diǎn)閉合,這時(shí)在沒(méi)有按下啟動(dòng)按鈕時(shí),并聯(lián)在啟動(dòng)按鈕上的自保電阻R已使先導(dǎo)回路中的電流構(gòu)成了通路．

下面以先導(dǎo)回路的等效電路來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題,等效電路見(jiàn)圖2,圖中的r是先導(dǎo)回路的等效線路電阻(包括變壓器二次線圈的直流電阻)．

圖2 先導(dǎo)回路的等效電路

由于直流繼電器是一個(gè)大電感器件,大電感對(duì)電流中的脈動(dòng)成分有很強(qiáng)的濾波作用,因而,流過(guò)先導(dǎo)回路的直流電流實(shí)際上很平穩(wěn),這一平穩(wěn)的直流電流為:

式中U2——變壓器T二次側(cè)的交流電壓有效值;

Rz——先導(dǎo)回路的總電阻值．

故,在沒(méi)有按下啟動(dòng)按鈕時(shí),自保電阻R接入回路,此時(shí)回路中的直流電流稱為先導(dǎo)回路的保持電流,其值為:

當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕后,由于自保電阻R被短路,此時(shí)回路中的電流較大,直流繼電器K吸合,這里把這一電流稱為先導(dǎo)回路的啟動(dòng)電流,即實(shí)際給定的電流．其值為:

對(duì)于繼電器來(lái)說(shuō),吸合電流I吸合和釋放電流I釋放是它的兩個(gè)主要技術(shù)參數(shù)．I吸合是指繼電器能夠產(chǎn)生吸合動(dòng)作的最小電流,在正常使用時(shí),啟動(dòng)電流必須略大于吸合電流,這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作．I釋放是指繼電器產(chǎn)生釋放動(dòng)作的最大電流．

由上面的兩個(gè)公式可知,I啟動(dòng)＞I保持．所以,如果使 I保持＜ I吸合＜I啟動(dòng),故在沒(méi)有按下啟動(dòng)按鈕時(shí),繼電器K不吸合．當(dāng)r的取值合適,使 I啟動(dòng)＞I吸合,這樣,當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕后,繼電器K將會(huì)吸合．

下面再分析當(dāng)松開(kāi)啟動(dòng)按鈕后,K是吸合還是釋放呢?回答是:如果電阻R取值合適,使I釋放＜I保持＜I吸合,則K仍繼續(xù)維持在吸合狀態(tài)上．這是因?yàn)槔^電器是一個(gè)電磁機(jī)構(gòu),它具有一種大滯環(huán)特征,也就是,其吸合電流I吸合很大,而釋放電流I釋放很小．之所以如此,是由于吸合之前,電磁鐵的磁路氣隙大,需要很大的電流才能產(chǎn)生足夠大的電磁力來(lái)克服彈簧阻力使電磁鐵吸合．而當(dāng)吸合之后,氣隙很小,所以維持同樣大小的電磁力只需要很小的電流．一般來(lái)說(shuō),直流繼電器的吸合電流I吸合大約是其額定電流的85%,而釋放電流I釋放只是其額定電流的10%～30%左右,兩者相差很大．如果流過(guò)直流繼電器的電流變成I吸合與I釋放之間的某一值,這時(shí),直流繼電器的狀態(tài)可能是吸合,也可能是釋放,這取決于它此刻之前的狀態(tài)．明確地說(shuō),它將維持先前狀態(tài)不變．比如,當(dāng)松開(kāi)啟動(dòng)按鈕后,電流從下降到時(shí),由于在時(shí)繼電器K已吸合,而這時(shí)的I保持＞I釋放,所以繼電器K仍然吸合．反過(guò)來(lái),如果電流從I釋放上升到I保持,由于在I釋放時(shí)繼電器K已釋放,所以這時(shí)的繼電器K將繼續(xù)保持在釋放狀態(tài)上．顯然,如果適當(dāng)?shù)剡x擇R的阻值,使I保持正好落在繼電器K的I吸合與I釋放之間的某一合適的值上時(shí),那么,在松開(kāi)啟動(dòng)按鈕后,繼電器K仍會(huì)保持在吸合狀態(tài)上．

歸結(jié)起來(lái),在前級(jí)開(kāi)關(guān)的變壓器T上電后,盡管還沒(méi)有操作連采機(jī)的啟動(dòng)按鈕,先導(dǎo)回路上已經(jīng)流過(guò)了一個(gè)直流電流,即I保持,但是,由于它小于直流繼電器K的吸合電流I吸合,所以,K不會(huì)吸合,接觸器KM也就不吸合,前級(jí)開(kāi)關(guān)就不會(huì)向連采機(jī)送電．但當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕后,此時(shí)的先導(dǎo)回路電流I啟動(dòng)＞I吸合,所以K吸合,并使KM吸合,前級(jí)開(kāi)關(guān)向連采機(jī)送電．而當(dāng)釋放了啟動(dòng)按鈕之后,先導(dǎo)回路電流又恢復(fù)為I保持,但這時(shí)的K依然會(huì)保持在吸合狀態(tài)上,KM依然吸合,繼續(xù)維持向連采機(jī)送電．當(dāng)然,只要先導(dǎo)回路中串聯(lián)的任何一個(gè)接點(diǎn) (比如,急停按鈕)一打開(kāi),由于電流等于0,所以K就釋放,KM也釋放,前級(jí)開(kāi)關(guān)就會(huì)停止向連采機(jī)供電．

3 結(jié)語(yǔ)

該先導(dǎo)控制采用的是兩線制控制方式,即只使用一對(duì)芯線作為先導(dǎo)控制線．這種二線制先導(dǎo)回路具有線路故障自動(dòng)保護(hù)的功能,也就是說(shuō),當(dāng)線路發(fā)生開(kāi)路或短路時(shí)都會(huì)迫使直流繼電器K釋放．對(duì)于線路開(kāi)路的情況,這一點(diǎn)很容易理解,但當(dāng)線路短路時(shí)是怎樣使K釋放的呢．這是因?yàn)镵為直流繼電器,如果先導(dǎo)線路發(fā)生短路,二極管D就會(huì)被短接掉,流過(guò)K的電流就不再是直流而是交流,交流電流不含直流成分,不能使K吸合或維持吸合,避免了故障的擴(kuò)大．

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