EST2D型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)電控系統(tǒng)原理分析

鄭貴翔 郭麗梅

（云南錫業(yè)股份有限公司采選分公司，云南 個(gè)舊 661000）

EST2D型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)電控系統(tǒng)原理分析

鄭貴翔 郭麗梅

（云南錫業(yè)股份有限公司采選分公司，云南 個(gè)舊 661000）

本文結(jié)合EST2D型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)在礦山生產(chǎn)系統(tǒng)中的運(yùn)用情況，繪制其電氣原理圖并對(duì)電控系統(tǒng)的進(jìn)行分析，為該序列鏟運(yùn)機(jī)的使用和維理提供了第一手技術(shù)資料，對(duì)提高修理質(zhì)量和工效有著重要意義。

電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)；電控系統(tǒng)；組成；原理；分析

隨著設(shè)備的不斷更新?lián)Q代，越來越多的新型高效設(shè)備在礦山生產(chǎn)中被廣泛使用。無軌設(shè)備的引進(jìn)應(yīng)用改變了礦山傳統(tǒng)的生產(chǎn)作業(yè)方式，使礦山生產(chǎn)效率在很大程度得到提高，推進(jìn)了礦山的生產(chǎn)和發(fā)展。

無軌設(shè)備在礦山的應(yīng)用時(shí)間不長，技術(shù)資料不齊全，使操作、維修人員對(duì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理等認(rèn)識(shí)不全面，給工作帶來諸多不便。為此，本文結(jié)合EST2D型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)在云南錫業(yè)股份有限公司采選分公司礦山生產(chǎn)系統(tǒng)中的運(yùn)用情況，針對(duì)設(shè)備繪制其電氣原理圖并對(duì)電控系統(tǒng)的進(jìn)行分析，為該序列鏟運(yùn)機(jī)的使用、維護(hù)和修理提供了完整的技術(shù)資料。

1 EST2D型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)電控系統(tǒng)基本組成

EST2D電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)電氣控制系統(tǒng)的組成框圖如圖1所示。電控系統(tǒng)由供電電源控制保護(hù)回路、主電機(jī)控制保護(hù)回路、壓力檢測回路、電纜保護(hù)回路、安全制動(dòng)回路、測量指示回路、照明控制回路等組成。

2 供電電源控制回路工作原理

2.1 回路組成

供電電源回路如圖2所示。它主要由主電源開關(guān)Q1，控制變壓器T1、零序電流互感器T2、漏電保護(hù)器K1和接地監(jiān)示器K2等組成。（圖文符號(hào)的表示一致，下同）

2.2 主回路工作原理

當(dāng)供電系統(tǒng)正常時(shí)，漏電保護(hù)器 K1和接地監(jiān)示器K2內(nèi)部繼電器吸合，主電源開關(guān)Q1線圈帶電，主電源開關(guān)才能合上。

2.3 保護(hù)回路工作原理

1）漏電保護(hù)

當(dāng)主進(jìn)線電纜出現(xiàn)漏電時(shí)，零序電流互感器出現(xiàn)的不平衡電流輸入到漏電保護(hù)器K、L，漏電保護(hù)器內(nèi)部線路使繼電器 K1斷電，其接點(diǎn)使主電源開關(guān)斷電。S2、H2和作為漏電故障的試驗(yàn)按鈕和故障指示。

2）接地故障保護(hù)

當(dāng)主進(jìn)線電纜出現(xiàn)接地故障時(shí)，接地故障相對(duì)地電壓為零，而保護(hù) PE線得到一個(gè)與故障相大小相等，方向相反的零序電壓。零序電壓接至接地監(jiān)示器PE和DL端，使內(nèi)部繼電器K2斷電，其接點(diǎn)使主電源開關(guān)斷電。S1、H1為接地故障試驗(yàn)按鈕和故障指示之用。

圖1 EST2D型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)電控系統(tǒng)的組成框圖

圖2 EST2D電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)供電回路的控制系統(tǒng)圖

3 起動(dòng)控制回路工作原理

3.1 回路的組成

起動(dòng)控制回路如圖3如示。回路主要由主回路開關(guān)Q01，油泵主電機(jī)M01，主電機(jī)接觸器K01、控制變壓器T02、T03、T04、整流器U68、電機(jī)保護(hù)器 F01、相序保護(hù)器 K50、漏電保護(hù)器 K51、零序電流互感器T10等組成。

圖3 EST2D電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)起動(dòng)控制回路圖

3.2 起動(dòng)控制原理

當(dāng)電源正常，電源相序正確時(shí)，漏電繼電器K50和相序保護(hù)器 K51接點(diǎn)使主回路開關(guān) Q01線圈帶電，Q01合上。當(dāng)主電機(jī)啟動(dòng)回路繼電器CR1和保持繼電器CR2帶電，K01吸合，主油泵電機(jī)運(yùn)行，鏟運(yùn)機(jī)開始工作。

3.3 保護(hù)回路功能

1）漏電保護(hù)

當(dāng)主線路發(fā)生漏電時(shí)，零序電流互感器T10感應(yīng)出的零序電流輸入到漏電保護(hù)器中，經(jīng)漏電保護(hù)器內(nèi)部處理使K51動(dòng)作，其接點(diǎn)使主回路開關(guān)線圈Q01失電，主電路斷電。

2）相序保護(hù)

當(dāng)主回路電源相序錯(cuò)誤時(shí)，相序保護(hù)器K50斷電，其接點(diǎn)使主回路開關(guān)線圈Q01失電，主電路斷電按鈕S03作為測試故障指示燈之用。

3）主電機(jī)綜合保護(hù)

當(dāng)主電機(jī)過電流時(shí)，電流互感器二次側(cè)電流也相對(duì)增加，當(dāng)大于保護(hù)的整定電流時(shí)，保護(hù)器 F01動(dòng)作，其接點(diǎn)使主接觸器K01線圈斷電，接觸器斷開。當(dāng)電機(jī)過熱時(shí)，熱敏電阻 TT01變化的模擬信號(hào)輸入到電機(jī)保護(hù)器F01中，當(dāng)達(dá)到整定溫度時(shí)，電機(jī)保護(hù)器F01動(dòng)作使電機(jī)斷電。電機(jī)保護(hù)器配置有遠(yuǎn)程復(fù)位模塊F011，當(dāng)電機(jī)保護(hù)器動(dòng)作后，通過過載復(fù)位按鈕S02，對(duì)電機(jī)保護(hù)器F01進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)位。

4 操作控制回路

4.1 操作控制回路組成

回路主要由操作控制回路、壓力檢測回路，電纜保護(hù)回路，安全制動(dòng)回路，測量指示回路，照明控制回路。電氣原理如圖4所示。

4.2 起動(dòng)運(yùn)行控制

圖 4中，送電/起動(dòng)/停止開關(guān)是一個(gè)三位置開關(guān)。當(dāng)送電/起動(dòng)/停止開關(guān)轉(zhuǎn)到送電位置時(shí)，自保繼電器CR2帶電。由于駐車/緊急制動(dòng)聯(lián)動(dòng)開關(guān)在緊閘位置，制動(dòng)電磁閥回路電源未接通，制動(dòng)電磁閥不帶電處于制動(dòng)位置。

圖4 EST2D電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)操用控制回路圖

當(dāng)駐車/緊急制動(dòng)聯(lián)動(dòng)開關(guān)在緊閘位置，操作手柄在空檔位置，送電/起動(dòng)/停止開關(guān)轉(zhuǎn)到起動(dòng)位置時(shí)，起動(dòng)繼電器CR1帶電，主電機(jī)起動(dòng)。當(dāng)變矩器和蓄能器壓力升至規(guī)定壓力時(shí)，壓力繼電器接點(diǎn)閉合。松開駐車/緊急制動(dòng)開關(guān)，制動(dòng)電磁閥回路電源接通，這時(shí)蓄能器壓力開關(guān)使駐車制動(dòng)繼電器失電，同時(shí)蓄能器和變矩器壓力開關(guān)使制動(dòng)電磁閥帶電，鏟運(yùn)機(jī)制動(dòng)打開而開始工作，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)。

4.3 信號(hào)及保護(hù)回路功能

1）當(dāng)駐車制動(dòng)壓力低時(shí)，而駐車/緊急制動(dòng)聯(lián)動(dòng)開關(guān)在松閘位置時(shí)，駐車/緊急制動(dòng)聯(lián)動(dòng)開關(guān)接通閃光繼電器，閃光繼電器發(fā)出聲光信號(hào)。

2）壓力保護(hù)：當(dāng)變矩器和蓄能器壓力低于規(guī)定壓力值時(shí)，串聯(lián)在制動(dòng)電磁閥的壓力繼電器接點(diǎn)斷開制動(dòng)電磁閥電源而制動(dòng)，同時(shí)壓力繼電器接點(diǎn)接通駐車制動(dòng)繼電器，使制動(dòng)電磁閥雙重?cái)嚯姟?/p>

3）電纜過卷保護(hù)：當(dāng)鏟運(yùn)機(jī)開車超過電纜一級(jí)允許長度時(shí)，電纜盤上報(bào)警開關(guān)接通的報(bào)警系統(tǒng)而發(fā)出聲音信號(hào)；當(dāng)鏟運(yùn)機(jī)開車超過電纜二級(jí)允許長度時(shí)，電纜盤上報(bào)警開關(guān)斷開制動(dòng)電磁閥電源，鏟運(yùn)機(jī)制動(dòng)。在電纜保護(hù)開關(guān)動(dòng)作后，當(dāng)需要移動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)時(shí)可按下越前按鈕，點(diǎn)動(dòng)接通制動(dòng)電磁閥，使鏟動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)前越。

4）緊急制動(dòng)：特殊情況下，需要鏟運(yùn)機(jī)緊急制動(dòng)時(shí)，按下操作臺(tái)上的緊急制動(dòng)按鈕，緊急制動(dòng)按鈕切斷安全制動(dòng)回路及儀表指示回路電源，制動(dòng)電磁閥制動(dòng)，計(jì)時(shí)表和變矩器油度儀表無指示。

4.4 照明控制回路

鏟運(yùn)機(jī)前燈照明由前燈開關(guān)和前燈繼電器控制，后燈照明由后燈開關(guān)和后燈繼電器控制。

5 鏟運(yùn)機(jī)的采礦應(yīng)用特點(diǎn)及效果

傳統(tǒng)采礦方法效率低、人工成本高，安全性較差，且浪費(fèi)大量的低品位資源。傳統(tǒng)的采礦方法已經(jīng)不適應(yīng)礦山生產(chǎn)的發(fā)展。因此，應(yīng)用EST2D型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)，是礦山開采設(shè)備更新改造和滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要。應(yīng)用EST2D型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)的高效采礦與傳統(tǒng)方法采礦相比有以下幾方面特點(diǎn)。

1）高效節(jié)能

（1）高效：采用EST2D型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)采礦與傳統(tǒng)方法采礦生產(chǎn)能力對(duì)比見表1。應(yīng)用EST2D型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)的高效采礦與傳統(tǒng)方法相比其采礦貧化率增加了5.80%，采礦損失率增加29.70%，但其采礦工效由 9t/工班提高到了 22.5t/工班，提高了60.90%；采場生產(chǎn)能力由原來的 200t/d提高到了450t/d，提高了 55.60%。高效的采礦方法，使礦山企業(yè)的生產(chǎn)效率得到大幅提升。

表1 EST2D型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)高效采礦與傳統(tǒng)方法采礦生產(chǎn)能力對(duì)比

（2）節(jié)能：EST2D型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)高效采礦與傳統(tǒng)方法采礦節(jié)能對(duì)比見表2。應(yīng)用EST2D型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)的高效采礦與傳統(tǒng)方法相比其采礦用電單耗下降了7.4kW·h/t，下降率為58.73%；用水單耗下降了0.01m3/t，下降率為16.67%。從而有效的降低了企業(yè)的能耗費(fèi)用。

表2 EST2D型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)高效采礦與傳統(tǒng)方法采礦節(jié)能對(duì)比

2）綠色礦山、低成本生產(chǎn)

EST2D型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)的高效采礦與傳統(tǒng)方法采礦作業(yè)成本對(duì)比見表 3。首先傳統(tǒng)采礦方法廢石基本上不回填采空區(qū)，均運(yùn)輸至地面堆放點(diǎn)堆放，對(duì)環(huán)境影響較大，同時(shí)井下采空區(qū)不充填存在安全隱患。高效采礦廢石大多用于充填采空區(qū)，廢石不出坑不僅節(jié)約了生產(chǎn)運(yùn)輸成本同時(shí)對(duì)于現(xiàn)代化綠色礦山的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。其次應(yīng)用EST2D型鏟運(yùn)機(jī)的高效采礦作業(yè)比傳統(tǒng)方法采礦直接單位采礦作業(yè)成本由傳統(tǒng)的 30.38元/噸降低到 26.76元/t左右，降低了11.92%，綜合制造成本降低了25.63%，大幅的降低了企業(yè)的生產(chǎn)制造成本。

表3 EST2D型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)高效采礦與傳統(tǒng)方法采礦作業(yè)成本對(duì)比表（礦石量：高效38370t；傳統(tǒng)37000t）

高效采礦設(shè)備的高效節(jié)能、綠色礦山、低生產(chǎn)成本生產(chǎn)提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益推動(dòng)著企業(yè)現(xiàn)代化綠色礦山的可持續(xù)發(fā)展，公司先后引進(jìn)應(yīng)用各類高效采礦設(shè)備70余臺(tái)，用于礦山生產(chǎn)目前已形成了形成了有軌與無軌高效設(shè)備有機(jī)結(jié)合的生產(chǎn)系統(tǒng)，生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)型升級(jí)和高效設(shè)備的推廣應(yīng)用取得實(shí)效，生產(chǎn)效率有了較大提高。

6 結(jié)論

高效設(shè)備的推廣運(yùn)用使得礦山生產(chǎn)作業(yè)從低效率、高成本開采轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色、安全、高效、低成本開采，在很大程度上提高了礦山的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。但是，由于歷史問題，導(dǎo)致高效采礦設(shè)備現(xiàn)場使用環(huán)境條件受限，設(shè)備拆裝及運(yùn)輸難度大、通風(fēng)條件差，操作工的操作、維護(hù)、保養(yǎng)水平較低，修理工缺乏高效的修理素質(zhì)，技術(shù)人員和設(shè)備管理人員對(duì)高效設(shè)備管理缺乏一定的專業(yè)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，都影響著高效設(shè)備的正常使用，所以提高技術(shù)人員、操作維護(hù)修理人員對(duì)高效采礦設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理、及常見故障判斷處理，是確保高效設(shè)備正常使用的關(guān)鍵。

通過對(duì) EST2D鏟運(yùn)機(jī)電控系統(tǒng)的運(yùn)行原理分析，為該鏟運(yùn)機(jī)在礦山生產(chǎn)中的正常運(yùn)行、日常維護(hù)和管理提供技術(shù)參考資料，為其他高效設(shè)備的維護(hù)和修理提供了參考，對(duì)提高高效設(shè)備維護(hù)和修理有著重要意義，為現(xiàn)代化綠色礦山的可持續(xù)發(fā)展提供了保障。

［1］Boomer EST2D Operator's Inetruction［Z］.atlascopco.

［2］EST2D鏟運(yùn)機(jī)培訓(xùn)資料［Z］.云南錫業(yè)股份有限公司采選分公司.

［3］云南錫業(yè)股份有限公司.云錫有軌和無軌相結(jié)合高效采礦工藝技術(shù)與裝備應(yīng)用研究研究報(bào)告（采選分公司高峰山礦段Ⅰ-1礦體）［Z］.2013.

Analysis of the Principle of Electronic Control System of EST2D Electric LHD

Zheng Guixiang Guo Limei
（Yunnan Tin Mining Industry Co.，Ltd，Gejiu，Yunnan 661000）

This paper combined in mine production system to apply EST2D electric scraper，and analyzed the composition and working principle of electronic control system for electrical schematic diagram drawing，for the maintenance of the series scraper，and repair provides first-hand information on the technology，to improve the repair quality and efficiency has important significance.

electric LHD； electric control system； component analysis； principle

鄭貴翔（1984-），男，云南紅河哈尼族彝族自治州個(gè)舊市人，本科，電氣工程師，從事電氣技術(shù)管理工作。