煤炭科学研究总院太原分院EBZ220型

关键词：掘进机电气系统;控制部分;原理结构;故障点;故障判断中图分类号：TH文献标识码：A文章编号：随着我国煤炭行业的兴起，大规模的机械化产品应用于矿山作业中，综掘设备掘进机大批量的投入到矿井生产中。近几年矿用产品信息化进程加快，更多新的控制方式和信息化手段应用到掘进机的电气系统中来，在一定程度上方便了现场设备的维护和检修。本文以煤炭科学研究总院山西煤机装备有限公司EBZ一型掘进机为例，论述掘进机电气系统原理以及常见故障的判断。

电气系统分析.电气系统结构EBZ一型掘进机电气系统由KXJ/40EB型隔爆兼本质安全型掘进机用电控箱CZD/型矿用隔爆型掘进机电控箱用操作箱XEFB一/50隔爆型蜂鸣器DGY一/型隔爆照明灯LA0型隔爆急停按钮KDD型瓦斯断电仪XSBI型隔爆显示器以及驱动掘进机各工作机构的防爆电动机和连接电缆组成采用。其中，KXJ/EB型隔爆兼本质安全型掘进机用电控箱CZD/型矿用隔爆型掘进机电控箱用操作箱XSBI型隔爆显示器为整个电气系统的控制核心部分。电气控制部分原理EBZ一型掘进机电气系统控制部分采用SIEMENS的s系列PLC(ProgrammableLogicController)作为主控制单元来完成电气系统部件的启停以及与生产过程相关联的各种逻辑的集中控制。掘进机电控系统具备电机的各种保护(过流过载缺相短路过热)，电机的过流过载缺相保护是通过电流变送器，将电机回路的大电流信号(～几百安)，转换成弱小信号(21V)，通过可编程控制器直接检测，时时观察回路电流的变化，通过电流的变化，判断电机的过载过流缺相故障，并进行保护。另外，将电机的运行状态(料电机倍过载)显示给操作者;电机的过热保护主回路漏电闭锁保护36v和V漏电保护由综合保护器JB实现。

煤炭科学研究总院太原分院EBZ220型通过中文界面向用户展现系统的运行状态和故障状态，使用户能够及时地了解系统，并能够根据显示提供的信息快速地处理系统故障。电气系统故障分布及判断掘进机电气系统供电部分与其他设备没有太大区别，其特点和故障判断的难点在控制部分，下面重点论述其电气控制系统的故障分布和判断。

电气控制回路故障点分布EBZ一型掘进机电气控制系统中，采用接触器和中间继电器的方式组成启停回路，由控制元件PLC控制继电器的吸合，进而完成接触器线圈回路的闭合，使接触器接点吸合，完成整个回路的启动。现针对一控制回路进行分析，其故障点大致有处，分别为：①接触器不能可靠吸合;②漏电闭锁检测不能通过;③回路电机过热保护动作;④电流变送器相关故障;⑤接触器线圈回路不能导通;⑥继电器线圈回路不能导通;⑦控制元件PLC无输出;⑧综合保护器输出故障。

如果系统供电电源带负荷能力差，而在本回路电机的功率很大的情况下，会出现启动瞬间的电流过大，从而造成很大的电压降低，使接触器线圈电压达不到吸合电压而不能可靠吸合。另外，在同一电源供电的回路中，存在较大的负荷，在大负荷启动时，造成压降过大，使线圈电压低于保持电压，从而造成接触器的断开。对于这样的问题，应尽可能缩短供电电缆的长度，增大电缆截面面积，减少由于电缆造成的压降;在选择接触器时，应选择同型号中吸合电压和保持电压较低的接触器。

另外，接触器主节点行程和辅助节点也会造成接触器的不可靠吸合，由主节点行程问题造成的接触器不可靠吸合会造成回路的缺相故障，在系统中TD和XSBI型隔爆显示器都会给出提示;由辅助节点(自保节点)造成的接触器不吸合，可以通过观察PLC输入端发光管来确认(有输入亮，无输入暗)。漏电闭锁检测不能通过漏电闭锁检测不能通过的原因有两个：首先是由于环境潮湿或者使用原因造成电缆或者电机的绝缘水平下降，不能满足要求。

其次是由于综合保护器的误动作造成的，在EBZ一型掘进机电气控制系统中有对漏电闭锁保护试验的功能，可以通过试验按钮来确定保护的完好性。

回路电机过热保护动作造成电机回路过热保护动作的原因主要是由于电机冷却水循环不良或者是电机长时间处于过载工作状态。另外煤炭科学研究总院太原分院EBZ220型还有由于外部原因造成的电机过热保护动作：①热敏电阻线脱落(EBZ一型掘进机电机中采用的温升型热敏电阻);②综合保护器误动作，可以通过试验按钮来检验过热保护的完好性。电流变送器相关故障EBZ一型掘进机电气系统中，电流变送器为控制元件PLC提供各回路的运行电流大小，并通过对回路电流的监控，实现对电机的过流过载缺相的保护。通常情况下，TD和XSBI型隔爆显示器会给出提示(某回路电流变送器故障)，但没有给出是哪一相电流变送器损坏，需要利用数字万用表进行测量，确定哪一相电流变送器损坏。

测量方法如下：将变送器取下，为其供V直流电源，测量输出端电压，在没有任何电流通过的情况下，输出端电压(直流)在～V的范围之内，视为正常，如有超出范围，则应立更换电流变送器，如测量结果在范围之内，先是不消除，应检查模块是否共地，并更换模块试验;如果显示器同时显示切割油泵备用回路电流变送器故障，则检查变送器电源是否正常，通常状况下是电源的烧损引起的。另外，在EBZ一型掘进机电气系统中，如果电流变送器的输出电压过高，则会造成电机过载过流保护的误动作，在显示器上会显示某回路电机过载或者过流;如果电流变送器输出电压过低，会造成电机缺相保护的误动作，显示器会提示某回路缺相。

接触器线圈回路不能导通系统中接触器线圈回路中有V交流电源继电器节点和接触器线圈个元素，造成接触器线圈回路不能导通的原因也有个：①接触器线圈烧毁;②V交流电源没有;③继电器损坏，这点都可以通过万用表测得。

继电器线圈回路不能导通系统中继电器线圈回路中有v直流电源PLC输出节点和继电器线圈个元素，同样造成继电器线圈回路不能导通的原因也有个：①继电器线圈烧毁;②V直流电源没有;③PLc节点无输出，其中第①②点可以通过万用表测得，第③点可以观察PLC输出端发光管，有输出亮，无输出暗。控制元件PLC无输出和综合保护器输出故障造成PLC无输出的原因很多，综合保护器的输出故障保护动作控制按钮的损坏自保节点的损坏和相关线路的虚接都会造成PLC无输出。PLC有无输出可以观察输出端发光管，有输出亮，无输出暗，如无输出，可以观察PLC的状态显示灯，绿灯亮为正常和输入端发光管来确认，有输入亮，无输入暗来确认本回路相关输入情况，以确定故障原因，在排除上述故障的情况下，应重点检查按钮和相关线路(万用表可以测量)。

EBZTY型掘进机电控设备KXJ-/E型隔爆兼本质安全型掘进机用电控箱（以下简称电控箱）CXB-B矿用隔爆型操作箱（以下简称操作箱），符合我国的煤矿保安规程，防爆规程和有关规程标准的规定，煤炭科学研究总院太原分院EBZ220型适用于具有爆炸性危险的气体（甲烷）和煤尘的矿井中，控制EBZTY型掘进机切割电机油泵电机及备用电机补油电机的运转，并对电机及有关电路进行保护。主腔前壁装有隔离开关操作手把，急停按钮等；主腔后壁装有各接触器传感器等；主腔顶板装有熔断器；底板装有电源变压器保护器继电器保险等；主腔中门板装有继电器控制器显示器等。

接线腔位于电控箱体的最左端，接线腔盖采用螺栓紧固，其上正中位置有“断电源后开盖”字样，警示只有在前级电控箱电源处于断开位置时才能打开本电控箱的接线腔。

电控系统及主要电气元件的功能和用途分述如下：控制用位于开关箱上的电源控制开关SA远距离接通分断向掘进机供三亿文库yuu456com包含各类专业文献幼儿教育小学教育各类资格考试高等教育应用写作文书文学作品欣赏行业资料EBZTY掘进机-电控说明书等内容。通过回转台及摆动回转油缸组成的工作机构,截割机构可以完成钻进掏槽扫落煤岩截割臂的回转升降等多种运动。回转台一方面承受着工作机构所有的切割阻力和阻力矩,另一方面其尺寸的大小直接影响到整机的高度和宽度以及重量等总体参数,其使用的可靠性和稳定性也直接关系到整机的使用周期。本文主要做了以下几项工作：分析了EBZTY型悬臂式掘进机的工作过程及原理,对截割头的受力情况进行了分析研究,确定了截割头的受力载荷,并且对掘进机的各种典型工况进行了理论分析,确定出整机受力的四种危险工况。

运用机械系统动力学自动分析仿真软件ADAMS,对回转台进行了刚柔耦合分析,得出了四种危险工况下回转台各铰接孔的受力曲线图以及回转台的动态应力变化图。运用有限元分析软件ANSYSWorkbench10分析了在四种危险工况下回转台的应力——应变情况,得到了回转台在实际工况下的应力分布和变形分布图,并根据所得的应力应变云图,对掘进机整个截割过程中回转台的受力情况进行了分析,为进一步的结构优化奠定了基础。运用动力学仿真软件ADAMS,对掘进机回转台的两个参数——回转油缸和底座铰接点与回转中心轴向距离(a)及回转油缸和底座铰接点与回转中心径向距离(b)进行优化,得到在一定范围内的优化结果,为今后掘进机回转机构的设计提供了理论基础。

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