淺析JOY07LS07采煤機(jī)的電氣回路保護(hù)系統(tǒng)

摘要：采煤機(jī)電氣回路的穩(wěn)定性和可靠性是煤機(jī)高性能、長(zhǎng)壽命的重要保障。07LS07采煤機(jī)配備有先進(jìn)的電氣回路保護(hù)系統(tǒng)，該電氣回路保護(hù)系統(tǒng)包括電流互感器、電流傳感器、溫度檢測(cè)器、溫度調(diào)節(jié)器等多種設(shè)備，這些設(shè)備有效地對(duì)采煤機(jī)電氣回路系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，避免采煤機(jī)各位置電機(jī)出現(xiàn)過載和過熱現(xiàn)象，為提高采煤工作面綜合效益奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：07LS07采煤機(jī)；電氣回路；保護(hù)系統(tǒng)；過載過熱

美國JOY公司是煤礦設(shè)備重要的生產(chǎn)廠家，該公司生產(chǎn)的LS型電牽引采煤機(jī)在美國、澳大利亞、英國、南非、中國等多個(gè)國家得到了廣泛應(yīng)用[1-3]。07LS07采煤機(jī)作為JOY公司生產(chǎn)的新型雙滾筒電牽引采煤機(jī)，其設(shè)計(jì)可采煤層厚度可達(dá)6.4m，所用電源為3300Vac、50HZ，可通過遙控裝置和電纜進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、維修方便、操作建簡(jiǎn)易等多重優(yōu)點(diǎn)[4-5]，此外，為了提高該型采煤機(jī)的可靠性和實(shí)用性，為其配備了先進(jìn)的電氣回路系統(tǒng)。為了保證07LS07采煤機(jī)的電氣回路系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，設(shè)計(jì)采用電流互感器、電流傳感器、電阻溫度檢測(cè)器、溫度調(diào)節(jié)器等多種設(shè)備進(jìn)行電氣回路保護(hù)，這些設(shè)備可以有效地對(duì)采煤機(jī)電氣回路系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，防止過流、過載和短路。

1.電流傳感器和互感器

07LS07采煤機(jī)電流傳感器主要布置在泵電機(jī)、截割電機(jī)、破碎機(jī)等設(shè)備的電機(jī)上，主要包括電流互感器、整流橋、電阻和電容等電器元件。電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，電流傳感器向Face boss電控系統(tǒng)單元輸出與電機(jī)相適應(yīng)的電壓，電控系統(tǒng)單元將獲得的電壓信號(hào)與電機(jī)設(shè)定值進(jìn)行比較，從而判斷電流傳感器所在的電機(jī)是否存在過載。在采煤機(jī)上電時(shí)會(huì)對(duì)電機(jī)電流傳感器進(jìn)行測(cè)試，傳感器測(cè)試回路由電控系統(tǒng)單元、限流電阻、互感器和傳感器等組成，由互感器輸出信號(hào)，煤機(jī)各位置傳感器輸出信號(hào)與之比較，若泵電機(jī)傳感器自檢失敗，則其他電機(jī)啟動(dòng)失敗，若其他某個(gè)或多個(gè)電機(jī)傳感器不能自檢，則相應(yīng)的電機(jī)啟動(dòng)失敗。07LS07采煤機(jī)中各位置傳感器的電流互感器是用以監(jiān)測(cè)相應(yīng)位置電機(jī)的電流，F(xiàn)ace boss 電控系統(tǒng)使用電流互感器的輸入信號(hào)來對(duì)電機(jī)速度進(jìn)行控制，從而起到保護(hù)電機(jī)的作用。

2.位置電機(jī)電阻溫度檢測(cè)器

07LS07采煤機(jī)電阻溫度檢測(cè)器主要包括截割電機(jī)電阻溫度檢測(cè)器、牽引電機(jī)電阻溫度檢測(cè)器、泵電機(jī)電阻溫度檢測(cè)器和破碎機(jī)電阻電機(jī)溫度檢測(cè)器。截割電阻溫度檢測(cè)器是通過鉑絲來對(duì)煤機(jī)截割電機(jī)進(jìn)行溫度檢測(cè)，不同的溫度對(duì)應(yīng)有相應(yīng)的電阻值，電控系統(tǒng)根據(jù)電阻溫度檢測(cè)器的輸入信號(hào)來進(jìn)行判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果來控制采煤機(jī)牽引速度。通過控制采煤機(jī)牽引速度，煤機(jī)主控制計(jì)算機(jī)確保降低截割電機(jī)電流減小，進(jìn)而控制截割電機(jī)溫度，若電機(jī)溫度未出現(xiàn)降低，則煤機(jī)繼續(xù)保持較低的速度運(yùn)行，從而可以避免電機(jī)出現(xiàn)過載現(xiàn)象。

牽引電阻溫度檢測(cè)器、泵電機(jī)電阻溫度檢測(cè)器和破碎機(jī)電阻電機(jī)溫度檢測(cè)器的電阻值會(huì)隨著電機(jī)溫度的變化而變化，電阻的變化會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)由互感器傳輸?shù)矫簷C(jī)主控制計(jì)算機(jī)或者RIO。07LS07采煤機(jī)牽引和泵變壓器均含有電阻溫度檢測(cè)器和獨(dú)立電阻溫度檢測(cè)器單元，電阻溫度檢測(cè)器電阻值發(fā)生變化時(shí)，獨(dú)立電阻溫度檢測(cè)器單元進(jìn)行處理后輸出相應(yīng)的比例信號(hào)，然后輸送至RIO和煤機(jī)主控制計(jì)算機(jī)。

3.煤機(jī)過載和過電流保護(hù)

3.1.煤機(jī)過載保護(hù)

3.1.1.熱過載保護(hù)：07LS07采煤機(jī)在短期高位電流或者長(zhǎng)時(shí)間的低位電流中，各位置電機(jī)跳閘起到加熱器的作用，在電機(jī)重啟前需要經(jīng)過一定的時(shí)間降溫，且各位置電機(jī)跳閘電位值在Face boss 電控系統(tǒng)中選定。在采煤機(jī)運(yùn)行過程中，截割和破碎等位置電機(jī)電流超過過熱保護(hù)設(shè)定值時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行，煤機(jī)停車；泵和牽引位置電機(jī)電流超過熱過載保護(hù)值時(shí)，停止給等效串聯(lián)電阻供電，斷開相應(yīng)的位置電機(jī)回路。理論認(rèn)為，電流和相位對(duì)采煤機(jī)電機(jī)熱過載影響較大，且熱過載產(chǎn)生速度隨著電流和相位不均衡程度的增加而逐漸增大，具體見圖1所示。

3.1.2.堵轉(zhuǎn)過載保護(hù)：07LS07采煤機(jī)的JNA Face boss電控系統(tǒng)為煤機(jī)的泵電機(jī)、截割電機(jī)和牽引電機(jī)提供堵轉(zhuǎn)保護(hù)。當(dāng)截割電機(jī)的電流超過堵轉(zhuǎn)過載設(shè)定值時(shí)，電控系統(tǒng)將截割電機(jī)停止；當(dāng)泵電機(jī)和牽引電機(jī)超過堵轉(zhuǎn)過載設(shè)定值時(shí)，電控系統(tǒng)使繼電器失電，在電機(jī)啟動(dòng)后的延遲時(shí)間內(nèi)屏蔽堵轉(zhuǎn)跳閘，進(jìn)而對(duì)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)。

3.2.煤機(jī)過電流保護(hù)

07LS07采煤機(jī)的電控系統(tǒng)保護(hù)功能和電氣回路中的熱元件相似（熱過載見圖1所示），跳閘時(shí)間與電流值相反。一般，需要對(duì)采煤機(jī)中的各位置電機(jī)設(shè)置過電流跳閘所需的最低電流值，同時(shí)電控系統(tǒng)要求電機(jī)重啟前需要一定的時(shí)間進(jìn)行冷卻降溫。根據(jù)07LS07采煤機(jī)的電氣回路設(shè)計(jì)可知，當(dāng)采煤機(jī)截割電機(jī)出現(xiàn)過電流時(shí)，電控系統(tǒng)停止截割電機(jī)；當(dāng)泵電機(jī)和牽引電機(jī)出現(xiàn)過電流時(shí)，電控系統(tǒng)使繼電器失電，進(jìn)而斷開相應(yīng)電機(jī)的電源。電氣回路中相不平衡容易引起過電流，且相不平衡系數(shù)越大，過電流出現(xiàn)更快和頻繁。

4.煤機(jī)溫度保護(hù)

07LS07采煤機(jī)的溫度保護(hù)主要包括電控箱溫度、搖臂溫度保護(hù)、液壓油溫度、主變壓器、整流單元、逆變器等溫度保護(hù)。各部位置溫度保護(hù)主要是通過安裝在其內(nèi)部的RTD熱敏電阻及溫控開關(guān)對(duì)煤機(jī)進(jìn)行整體控制，隨時(shí)將電阻或溫控開關(guān)狀況傳遞給主控制計(jì)算或溫度模塊、RIO、逆變器處理器中；當(dāng)設(shè)備運(yùn)行在溫度設(shè)定范圍時(shí)，正常工作；當(dāng)溫度值達(dá)到設(shè)定報(bào)警值時(shí)，顯示黃色預(yù)警，并限定煤機(jī)在一定的狀態(tài)下運(yùn)行，當(dāng)溫度值達(dá)到最大值時(shí)，煤機(jī)停機(jī)，只有當(dāng)溫度降低到報(bào)警值以下時(shí)才能正常運(yùn)行，從而達(dá)到了對(duì)煤機(jī)的溫度控制。

5.結(jié)束語

采煤機(jī)作為綜采工作面的核心設(shè)備，其電氣回路的穩(wěn)定性和可靠性直接影響到采煤機(jī)的各整體電氣性能和采煤工作的進(jìn)行。JOY公司07LS07采煤機(jī)通過電氣回路保護(hù)系統(tǒng)，可以有效地避免采煤機(jī)各位置電機(jī)出現(xiàn)過載和過熱現(xiàn)象，可以有效地延長(zhǎng)采煤機(jī)的使用壽命，是綜采工作面實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效的重要基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：楊輝（1973.1.28-）漢族， 籍貫：陜西省，興平市，職稱：電氣工程師，從事的工作：煤礦機(jī)電。