煤矿机械设备的电气控制-讲义课件.ppt

1、2022-5-18中国矿业大学电气工程系1 煤矿机械设备的电气控制煤矿机械设备的电气控制中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系2CH3 煤矿机械设备的电气控制煤矿机械设备的电气控制学习要求学习要求1. 一般掌握：一般掌握：控制电器；煤矿机械设备控制电器；煤矿机械设备的控制线路图的绘制与分析方法。的控制线路图的绘制与分析方法。2. 熟练掌握：熟练掌握：QC83系列矿用隔爆磁力起系列矿用隔爆磁力起动器的工作原理动器的工作原理 。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系33-1 控制电器控制电器 控制电器：用来

2、实现电动机的起动、停控制电器：用来实现电动机的起动、停止、反转、调速等控制过程的电器。止、反转、调速等控制过程的电器。 矿山常用控制电器有：控制器、主令电矿山常用控制电器有：控制器、主令电器、继电器、接触器等。器、继电器、接触器等。一、接触器一、接触器 按照其驱动电流的性质可分为直流和交按照其驱动电流的性质可分为直流和交流型两种。直流接触器一般为单极型，交流流型两种。直流接触器一般为单极型，交流接触器一般为三极型。接触器一般为三极型。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系42022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系5一、接触器一、接触器 接触器是一种

3、用于频繁地接通或断开交、直流主接触器是一种用于频繁地接通或断开交、直流主电路、大容量控制电路等电路、大容量控制电路等大电流电路大电流电路的自动切换电器。的自动切换电器。在功能上接触器除能自动切换外，还具有手动开关所在功能上接触器除能自动切换外，还具有手动开关所缺乏的远距离操作功能和零压及欠压保护功能，但没缺乏的远距离操作功能和零压及欠压保护功能，但没有自动开关所具有的过载和短路保护功能。有自动开关所具有的过载和短路保护功能。 接触器生产方便，成本低，主要用于控制电动机、接触器生产方便，成本低，主要用于控制电动机、电热设备、电焊机、电容器组等，是电力拖动自动控电热设备、电焊机、电容器组等，是电力

4、拖动自动控制电路中使用最广泛的一种低压电器元件。制电路中使用最广泛的一种低压电器元件。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系61、直流接触器的工作原理、直流接触器的工作原理 接触器在铁心接触器在铁心 1 上绕上绕有线圈有线圈 2 ，当线圈通过电，当线圈通过电流时，衔铁被吸引，主接流时，衔铁被吸引，主接点点 4 闭合，接通主电路；闭合，接通主电路；同时辅助接点同时辅助接点 6 断开，切断开，切断控制回路。当线圈断电断控制回路。当线圈断电时，电磁吸引力消失，衔时，电磁吸引力消失，衔铁在自重和反作用弹簧铁在自重和反作用弹簧 7作用下，恢复原位，使主作用下，恢复原位，使主接点打

5、开，辅助接点闭合。接点打开，辅助接点闭合。 钢夹板磁力线铁心线圈衔铁56712FII+-42022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系71、直流接触器的工作原理、直流接触器的工作原理 主接点断开时，其固定接点与可动接点间主接点断开时，其固定接点与可动接点间将产生电弧，与主接点串连的消弧线圈将产生电弧，与主接点串连的消弧线圈5就是就是起熄弧作用的。当主接点间产生电弧时，线圈起熄弧作用的。当主接点间产生电弧时，线圈的磁场对电弧产生作用力的磁场对电弧产生作用力F（左手定则），使（左手定则），使电弧向上移动，电弧被拉长，在熄弧罩中冷却电弧向上移动，电弧被拉长，在熄弧罩中冷却而很快熄灭

6、。而很快熄灭。 2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系82、交流接触器的工作原理、交流接触器的工作原理 线圈线圈KMKM通过电流通过电流后，铁心被磁化，吸后，铁心被磁化，吸引衔铁，主接点引衔铁，主接点KM1KM1、辅助接点辅助接点KM2KM2接通主接通主电路与控制电路，电电路与控制电路，电动机起动。若线圈无动机起动。若线圈无电，则铁心失磁，衔电，则铁心失磁，衔铁在自重或弹簧的作铁在自重或弹簧的作用下恢复原位，用下恢复原位，KM3KM3接通，接通，KM1KM1、KM2KM2均断均断开，电动机停转。开，电动机停转。 L L1 1, ,L L2 2, ,L L3 3U U,

7、,V V, ,W WK KM M2 2K KM M3 3绝绝缘缘板板线线圈圈铁铁心心固固定定主主极极点点可可动动主主极极点点消消弧弧罩罩衔衔铁铁转转轴轴弹弹簧簧2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系92、交流接触器的工作原理、交流接触器的工作原理p 由于交流接触器线圈中通过的电流是交由于交流接触器线圈中通过的电流是交流，铁心中产生的磁通是交变的。为减小交变流，铁心中产生的磁通是交变的。为减小交变磁通产生的磁滞和涡流损失，铁心磁通产生的磁滞和涡流损失，铁心5和衔铁和衔铁4都都由硅钢片叠成。由硅钢片叠成。 p 在交流接触器中，交变磁通产生的吸引在交流接触器中，交变磁通产生的

8、吸引力在磁通（电流）为零时消失，衔铁要断开，力在磁通（电流）为零时消失，衔铁要断开，磁通恢复（电流过零后）吸力也恢复，因而在磁通恢复（电流过零后）吸力也恢复，因而在电流交变过程中，衔铁将出现振动和噪声。电流交变过程中，衔铁将出现振动和噪声。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系102、交流接触器的工作原理、交流接触器的工作原理 为了克服衔铁的振动和噪声，在铁心为了克服衔铁的振动和噪声，在铁心5的的2/3截面截面处嵌入一短路环，如图所示。处嵌入一短路环，如图所示。由于短路环的存在由于短路环的存在，使截面使截面A的磁通与截面的磁通与截面B的磁通的磁通 出现相角差出现相角差

9、，A A与与B B不会同时过零值，不会同时过零值，故振动和噪声大为消弱故振动和噪声大为消弱。 A AB BA AB B2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系112、交流接触器的工作原理、交流接触器的工作原理 当主接点断开电路时，固定接点与可动接点间出当主接点断开电路时，固定接点与可动接点间出现强电场，使其间的空气电离形成电弧，造成接点现强电场，使其间的空气电离形成电弧，造成接点损坏。为延长接点使用寿命，应设法尽快熄灭电弧。损坏。为延长接点使用寿命，应设法尽快熄灭电弧。图图3-2中的消弧罩就中的消弧罩就是为加速熄灭电弧的。是为加速熄灭电弧的。其内部结构如右图其内部结构如右

10、图4所所示。消弧罩由耐火材示。消弧罩由耐火材料制成，马蹄形铁片料制成，马蹄形铁片放置在消弧罩放置在消弧罩1中，且中，且左右稍微错开。左右稍微错开。电弧电弧静触头静触头动触头动触头灭弧栅灭弧栅灭弧栅内的灭弧栅内的蹄形钢片蹄形钢片2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系122、交流接触器的工作原理、交流接触器的工作原理 当接点当接点4断开时，产生的电弧因电断开时，产生的电弧因电动力和磁力拉向上方且越拉越长，导动力和磁力拉向上方且越拉越长，导致它被灭弧栅格（铁片）割成许多小致它被灭弧栅格（铁片）割成许多小段，使电弧所在空间的游离作用减弱，段，使电弧所在空间的游离作用减弱，加上铁

11、片的冷却作用，使电弧很快熄加上铁片的冷却作用，使电弧很快熄灭灭。 2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系13二、继电器二、继电器 继电器是一种灵敏的小型自动控制电器。继电器是一种灵敏的小型自动控制电器。它能反映某些机电参数的变化如电流、电压、它能反映某些机电参数的变化如电流、电压、时间、压力等），并用其接点断开或接通电时间、压力等），并用其接点断开或接通电气回路，达到控制目的气回路，达到控制目的 。 1 电磁式电流或电压继电器电磁式电流或电压继电器 它由线圈、铁心、接点等组成。按线圈它由线圈、铁心、接点等组成。按线圈通过电流种类的不同可分交流和直流两种；通过电流种类的不

12、同可分交流和直流两种；按功用不同最常用的为电流和电压两种。按功用不同最常用的为电流和电压两种。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系14 1 电磁式电流或电压继电器电磁式电流或电压继电器电磁式继电器的构造原理如图电磁式继电器的构造原理如图3-5所示。图所示。图a是角是角移式，图移式，图b是抽吸式，控制系统多用角移式。是抽吸式，控制系统多用角移式。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系15三、主令电器三、主令电器p 在控制电路中起着发号施令作用的电器在控制电路中起着发号施令作用的电器称为主令电器。称为主令电器。p按钮、万能转换开关、终端开关和主令按

13、钮、万能转换开关、终端开关和主令控制器等均属主令电器控制器等均属主令电器 。p主令控制器多用于经常正反转的电动机主令控制器多用于经常正反转的电动机控制电路（例如绞车控制电路）中。控制电路（例如绞车控制电路）中。 2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系16三、主令电器三、主令电器凸轮型主令控制器的接触元件如图所示。凸轮型主令控制器的接触元件如图所示。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系17四、控制器四、控制器 控制器是一种具有很控制器是一种具有很多接点的转换开关。用来多接点的转换开关。用来直接控制直流电动机或绕直接控制直流电动机或绕线式感应电动机

14、，使电动线式感应电动机，使电动机进行起动、制动、反向机进行起动、制动、反向和调速等。目前广泛应用和调速等。目前广泛应用的有鼓形控制器与凸轮控的有鼓形控制器与凸轮控制器。制器。 2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系18四、控制器四、控制器2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系193-2 3-2 控制线路图绘制原则及分析方法控制线路图绘制原则及分析方法 p控制线路图通常分为原理接线图和安装接控制线路图通常分为原理接线图和安装接线图。线图。p原理接线图是说明控制线路的工作原理的，原理接线图是说明控制线路的工作原理的，图中各元件一般不按其实际位置绘制；

15、图中各元件一般不按其实际位置绘制；p安装接线图是供控制线路的安装、维修用安装接线图是供控制线路的安装、维修用的，图中各电器元件都按实际位置绘制。的，图中各电器元件都按实际位置绘制。 2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系20控制线路图绘制的一般原则控制线路图绘制的一般原则 1）把全部电路分成主回路、控制回路和辅助回）把全部电路分成主回路、控制回路和辅助回路路。电动机等强电流电路属主回路，接触器和继。电动机等强电流电路属主回路，接触器和继电器线圈等小电流电路属控制回路，其他如信号、电器线圈等小电流电路属控制回路，其他如信号、测量等电路属辅助回路。测量等电路属辅助回路。 主

16、回路一般画在图纸的上方或左方，用较粗主回路一般画在图纸的上方或左方，用较粗的线绘出的线绘出；控制或辅助回路用较细的线，画在纸控制或辅助回路用较细的线，画在纸的下方或右方；控制回路电源线垂直画在两侧，的下方或右方；控制回路电源线垂直画在两侧，各并联支路平行地画在两控制电源线之间，排列各并联支路平行地画在两控制电源线之间，排列顺序应尽量符合电器元件的动作顺序顺序应尽量符合电器元件的动作顺序。 2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系21控制线路图绘制的一般原则控制线路图绘制的一般原则 2）图中各电器元件应按规定的图形符号）图中各电器元件应按规定的图形符号和文字符号表示（和文字

17、符号表示（P183表表3-1）。同一电器元。同一电器元件，必须用相同的文字符号。例如有两个相同件，必须用相同的文字符号。例如有两个相同的接触器的接触器KM，可用，可用1KM、2KM表示。一个继电表示。一个继电器有一个线圈器有一个线圈K和三个接点，则接点可表示为和三个接点，则接点可表示为K1、K2、K3。 3）电路中的接点位置按线圈不通电（或电路中的接点位置按线圈不通电（或未加外力）时的位置画出未加外力）时的位置画出 。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系22鼠笼电动机的控制线路图鼠笼电动机的控制线路图 MQ QS SL L1 1 L L2 2 L L3 3F FU U

18、K KM M1 1F FR RU UV VW WS ST TP PS ST TK KM M2 2K KM MF FR R1 12022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系23鼠笼电动机的控制线路图鼠笼电动机的控制线路图主回路：主回路：QS为三相单投刀开关（也叫隔离开关），为三相单投刀开关（也叫隔离开关），用于检修时切断电源用于检修时切断电源;FU为熔断器，做短路保护用；为熔断器，做短路保护用；KM1为接触器主接点，用以控制主回路的通断；为接触器主接点，用以控制主回路的通断；FR为为热继电器，当电动机过载时用它自动切断电源。热继电器，当电动机过载时用它自动切断电源。控制回路：控

19、制回路：STP为停止按扭；为停止按扭；ST为启动按扭；为启动按扭；KM为为接触器线圈，接触器线圈，KMKM2 2为其辅助接点；为其辅助接点；FRFR1 1为热继电器为热继电器FR的的常闭接点。常闭接点。 2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系24控制过程控制过程 1）闭合隔离开关）闭合隔离开关QS，为启动电动机作好准备。，为启动电动机作好准备。 2）启动：按启动按扭）启动：按启动按扭ST，接通如下控制回路：，接通如下控制回路： 接触器线圈接触器线圈KM有电，其主接点有电，其主接点KM1、辅助接点、辅助接点KM2同时闭合，电动机启动。松开启动按钮同时闭合，电动机启动。松开

20、启动按钮ST后，后，因自保接点因自保接点KM2已闭合，故已闭合，故KM线圈仍有电，电机保线圈仍有电，电机保持运转。持运转。2311 KMLQSFUFRKMSTSTPFUQSL2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系25控制过程控制过程3）停止：按停止按钮）停止：按停止按钮STP，因线圈，因线圈KM断断电，其衔铁返回原位，电，其衔铁返回原位，KM1、KM2接点断开接点断开电动机停车。电动机停车。电动机运转时，如因电源停电或电动机电动机运转时，如因电源停电或电动机过载（热继电器过载（热继电器FR动作动作,或者或者FR1接点断开）接点断开）都会使线圈都会使线圈KM断电，电动机自

21、动停车。断电，电动机自动停车。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系26 3-3 矿用隔爆磁力起动器矿用隔爆磁力起动器隔爆磁力起动器隔爆磁力起动器是一种组合电器，是一种组合电器，它主要由隔离开关、它主要由隔离开关、接触器、熔断器、接触器、熔断器、过热过流继电器、过热过流继电器、按钮等组成，装在按钮等组成，装在隔爆外壳中，用来隔爆外壳中，用来控制和保护电动机。控制和保护电动机。 2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系27一、一、QC83系列矿用隔爆磁力起动器系列矿用隔爆磁力起动器 2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系281

22、. QC83-80隔爆磁力起动器隔爆磁力起动器本系列隔爆磁力起动器，用于有沼气或煤尘本系列隔爆磁力起动器，用于有沼气或煤尘爆炸危险的矿井中，控制保护低压电动机。爆炸危险的矿井中，控制保护低压电动机。包括以下型号：包括以下型号：QC83-80、QC83-80N、QC83-120、QC83-225。其中字母和数字的意义：其中字母和数字的意义：Q起动器；起动器；C磁力；磁力；8隔爆；隔爆；3设计序号；设计序号；80、120、225额定电流额定电流（A）；）；N可逆。可逆。 2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系291QC83-80型磁力起动器型磁力起动器控制控制40kW（电网

23、电压为（电网电压为660V时）或时）或 30kW（电网电压（电网电压为为380V时）以下的鼠笼电动机，如井下的小型输送机、时）以下的鼠笼电动机，如井下的小型输送机、局扇和小水泵等。局扇和小水泵等。 QC83-80型起动器能实现就地和远方两种控制方式。型起动器能实现就地和远方两种控制方式。 “就地控制就地控制”就是利用起动器本身的起动（就是利用起动器本身的起动（1ST）停止（停止（1STP）按钮进行控制；）按钮进行控制；“远方控制远方控制”则是在离则是在离开起动器一段距离另加一组起动（开起动器一段距离另加一组起动（2ST）停止（）停止（2STP）按钮进行控制。按钮进行控制。1）就地控制就地控制将

24、起动器将起动器上部接线盒中的上部接线盒中的9-PE、左侧接线盒中的左侧接线盒中的2-PE、起动器中绝缘板上的起动器中绝缘板上的2-5端端子子连接起来（图连接起来（图3-14中的中的2ST、2STP按钮不接）。按钮不接）。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系321） 就地控制就地控制 接通隔离开关接通隔离开关QS。按起动按钮。按起动按钮1ST，接通控制回路：，接通控制回路：接触器线圈接触器线圈KM有电有电,主接点主接点KM1接通接通,电动机起动电动机起动,同时同时KM2接通接通自保自保,此时可松开此时可松开1ST。 如需停止电动机，只要按下停止按钮如需停止电动机，只要按

25、下停止按钮1STP使使KM断电，断电，KM1断断开，电动机即停车。开，电动机即停车。当电源电压消失，电动机停车。同时接触器当电源电压消失，电动机停车。同时接触器KM失电返回失电返回KM2接点断开，此时即使电源电压自动恢复也不会自动起动电动接点断开，此时即使电源电压自动恢复也不会自动起动电动机，这种作用叫机，这种作用叫零电压保护零电压保护。2 )9(2511)4(KMTPESTKMSTPTL L1 1 L L2 2 L L3 3F FU UK KM M1 11 1S ST TP PK KM M3 3K KM M1 1S ST T2 2S ST TK KM M2 22 2S ST TP P2 25

26、 5P PE E9 9P PE EQ QS S2 26 61 11 18 8T T1 13 32）远方控制）远方控制将就地控制时的将就地控制时的2-5、2-PE连接片断开，端子连接片断开，端子1、2间接间接远方起动按钮远方起动按钮2ST，端子，端子2、PE间接远方停止按钮间接远方停止按钮2STP。 2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系342）远方控制）远方控制此时只能用远方起动按钮此时只能用远方起动按钮2ST起动，而用起动，而用1STP或或2STP停停止按钮均能停车，保证一处起动、多处停车，这样有止按钮均能停车，保证一处起动、多处停车，这样有利于安全。利于安全。QC8

27、3-80型起动器除了能实现就地控制与远方控制之外，型起动器除了能实现就地控制与远方控制之外，还能实现还能实现连锁控制连锁控制。所谓连锁控制是指多台工作机械联合运行时，各个机所谓连锁控制是指多台工作机械联合运行时，各个机械的控制应满足一定的操作程序的控制。例如掘进工械的控制应满足一定的操作程序的控制。例如掘进工作面为了保证安全生产，在工作时常需起动局扇后，作面为了保证安全生产，在工作时常需起动局扇后，才允许接通工作面用电设备的电源，这样，工作面用才允许接通工作面用电设备的电源，这样，工作面用电设备的电源与局扇的电源在控制上就必须连锁。电设备的电源与局扇的电源在控制上就必须连锁。 上图为连锁控制原

28、理图，图中起动器上图为连锁控制原理图，图中起动器1QC控控制局扇，起动器制局扇，起动器2QC控制掘进工作面电源。由控制掘进工作面电源。由图看出，图看出，2QC的起动受控于的起动受控于1QC接触器辅助接接触器辅助接点点1KM3，即只有，即只有1 1KM3闭合后闭合后2QC才能起动，一才能起动，一旦旦1KM3断开（此时局扇停车），工作面电源立断开（此时局扇停车），工作面电源立即断开，两起动器间实现了连锁控制。即断开，两起动器间实现了连锁控制。M1 1QCQC2 2QCQC2 2KMKM1 11 1KMKM3 32 2STST2 2KMKM2 2STPSTP2 2KMKM2 22 2T T局扇局扇掘

29、进掘进电源电源1 1KMKM1 12022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系362. QC83-80N型可逆磁力起动器型可逆磁力起动器 用来控制需要经常正、反转的机械，如用来控制需要经常正、反转的机械，如井下小绞车等。井下小绞车等。它相当于两个它相当于两个QC83-80型起动器组合在一型起动器组合在一个隔爆外壳内，外壳的前后各由一个转盖。个隔爆外壳内，外壳的前后各由一个转盖。起动器本身只有一个停止按钮起动器本身只有一个停止按钮STP，必须，必须外接一个向前（外接一个向前（FW）、向后（）、向后（BW）、停）、停止（止（1STP）三联按钮。）三联按钮。2022-5-18中国矿

30、业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系372. QC83-80N型可逆磁力起动器型可逆磁力起动器2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系392. QC83-80N型可逆磁力起动器型可逆磁力起动器1） 正转控制正转控制首先接通隔离开关首先接通隔离开关QS，起动器接通电源。司机按向，起动器接通电源。司机按向前按钮前按钮(FW)，接通如下回路：，接通如下回路：正转接触器线圈正转接触器线圈1KM有电，闭合其主接点有电，闭合其主接点1KM1，电，电动机起动；同时自保接点动机起动；同时自保接点1KM2接通，可松开向前按接通，可松开向前按钮钮FW；闭锁接点；闭锁接点1KM3断开，防止反

31、转接触器断开，防止反转接触器2KM回回路接通，完成电气上的闭锁。路接通，完成电气上的闭锁。司机按下停止按钮司机按下停止按钮1STP或或STP，1KM断电，电动机停断电，电动机停车。车。321(1TSTPKMKMFWBWSTPPET下上左）（右）2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系402. QC83-80N型可逆磁力起动器型可逆磁力起动器 2） 反转控制反转控制 利用向后按钮利用向后按钮BW起动反转接触器起动反转接触器2KM，其，其电路与启动过程与正转相同，反转停车也是电路与启动过程与正转相同，反转停车也是利用利用STP或或1STP完成。完成。 3）起动器上部的灯泡（）

32、起动器上部的灯泡（36V）供局部照明）供局部照明之用。之用。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系413. QC83-120（225）型磁力起动器）型磁力起动器包括包括120A和和225A两种，它们的机械结构两种，它们的机械结构与电气线路完全一样，只是额定容量不与电气线路完全一样，只是额定容量不同。同。一般用来控制大容量输送机或采煤机组。一般用来控制大容量输送机或采煤机组。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系422022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系433. QC83-120（225）型磁力起动器）型磁力起动器与与QC8

33、3-80型磁力起动器相比较，这两种磁力起动型磁力起动器相比较，这两种磁力起动器有如下特点：器有如下特点： （1）由于起动器容量增大，接触器接点容量增）由于起动器容量增大，接触器接点容量增大，因而其电磁铁容量要求相应增大。为了不增大，因而其电磁铁容量要求相应增大。为了不增大电磁铁体积，故将接触器线圈的电压由大电磁铁体积，故将接触器线圈的电压由36v增大增大到到380（660）V。按煤矿安全规程要求，井下控制。按煤矿安全规程要求，井下控制回路电压不得超过回路电压不得超过36V，故控制回路中增加，故控制回路中增加36V中中间继电器，用它的接点控制接触器线圈。间继电器，用它的接点控制接触器线圈。 （2

34、）保护比较完善。采用过热）保护比较完善。采用过热-过流继电器。过流继电器。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系44QC83-120（225）型磁力起动器原理图）型磁力起动器原理图2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系45二、二、QCKB千伏级磁力起动器千伏级磁力起动器p用于有沼气或煤尘爆炸危险的矿井中，作为用于有沼气或煤尘爆炸危险的矿井中，作为1140V1140V以下三相鼠笼电机的启动、停止、换以下三相鼠笼电机的启动、停止、换向用。具有失压、过载、断相、短路等保护，向用。具有失压、过载、断相、短路等保护，并具有漏电闭锁功能。控制电路为本质安全型

35、，并具有漏电闭锁功能。控制电路为本质安全型，可以实现就地、远距离和程序控制。可以实现就地、远距离和程序控制。p300A300A起动器的隔离开关操作手柄对起动器起动器的隔离开关操作手柄对起动器有分闸、正、反合闸和正、反试验有分闸、正、反合闸和正、反试验5 5个位置。个位置。其他型起动器只有正、反、分其他型起动器只有正、反、分3 3个位置。个位置。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系46QCKB千伏级磁力起动器千伏级磁力起动器p隔离开关与主腔大盖之间有机械闭锁，隔离开关与主腔大盖之间有机械闭锁，强制实现断电源后开盖。隔离开关和接强制实现断电源后开盖。隔离开关和接触器之间有

36、电气闭锁，保证在正常情况触器之间有电气闭锁，保证在正常情况下，隔离开关为无载操作。下，隔离开关为无载操作。p主腔大盖采用提升门式结构，开启方便。主腔大盖采用提升门式结构，开启方便。开启前，先按下停止按钮（不能松开），开启前，先按下停止按钮（不能松开），才能将隔离开关置于分闸位置。将机械才能将隔离开关置于分闸位置。将机械闭锁解除，方可提起机械把手，将前大闭锁解除，方可提起机械把手，将前大盖抬起，然后旋转打开。盖抬起，然后旋转打开。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系47控制回路控制回路直流操作回路直流操作回路铁磁谐振交流稳压器铁磁谐振交流稳压器延时电延时电路路过载、断相

37、、过载、断相、过流保护过流保护漏电漏电闭锁闭锁2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系48直流控制继电器续流二极管，两个分开保证满足本安要求。将交流旁路，消除干扰整流作用。同时在远控或程控时如电缆短接，保证直流继电器不动作。保持电阻铁磁谐振交流稳压器2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系49控制电路控制电路p铁磁谐振交流稳压器：由铁磁谐振交流稳压器：由T2、C3组成。当稳压器原组成。当稳压器原边电压在边电压在75%105%额定电压之间波动时，其副边输额定电压之间波动时，其副边输出电压的变化不大于出电压的变化不大于5%。p控制继电器控制继电器1K选用

38、选用12V直流通用继电器，经过筛选直流通用继电器，经过筛选和调整，不可任意条换。和调整，不可任意条换。pV8、V9为续流二极管，为续流二极管，C2为交流滤波电容，防止对为交流滤波电容，防止对直流继电器的干扰。直流继电器的干扰。pV3为整流二极管，在远方控制或程序控制时不在起为整流二极管，在远方控制或程序控制时不在起动器内，而在启动按钮中，称为远方二极管，在连接动器内，而在启动按钮中，称为远方二极管，在连接控制电缆短接时，通过控制电缆短接时，通过1K的是交流电，不会吸合，防的是交流电，不会吸合，防止误动作。止误动作。pR4为保持电阻。流过为保持电阻。流过R4的电流小于的电流小于1K的启动电流，的

39、启动电流，但大于但大于1K的返回电流。的返回电流。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系50远方控制远方控制2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系51程控电路程控电路2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系52操作回路操作回路直流操作系统，具有高压启动、低压保持特点。上半部分为启动回路，下半部分为保持回路。RP和V6为KM提供续流回路。RP和V5由形成2K1.2接点的消弧电路。同时V5、V6和2K1.2也形成KM的续流分路。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系53漏电闭锁插件电气原理漏电闭锁插件电气

40、原理检测电源检测电源检测回路检测回路2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系54第四节第四节 采煤机组的电气控制采煤机组的电气控制一、单滚筒采煤机组的电气设备及其控制一、单滚筒采煤机组的电气设备及其控制 机械化采煤工作面的电气设备工作环机械化采煤工作面的电气设备工作环境恶劣、空间狭窄，设备移动频繁，设备境恶劣、空间狭窄，设备移动频繁，设备容量较大且负荷变化大，对电网冲击大。容量较大且负荷变化大，对电网冲击大。因此要求：因此要求： 电源容量要大，供电质量要好，电源容量要大，供电质量要好，供电安全可靠；工作面设备应采用隔爆型供电安全可靠；工作面设备应采用隔爆型或本质安全型；电

41、机要有较大的启动力矩，或本质安全型；电机要有较大的启动力矩，小的启动电流，强的过负荷能力和较高的小的启动电流，强的过负荷能力和较高的功率因数。功率因数。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系55工作面电气设备的布置工作面电气设备的布置A：馈电开关1：采煤机起动器2、3：输送机起动器4：泵站起动器5：转载机起动器6：煤电钻变压器7：水泵起动器8：备用起动器9：载波接收器10：乳化液泵站11：水泵12：转载机13：煤电钻14、15：输送机16：采煤机17：回柱绞车18：煤电钻变压器19：回柱绞车起动器2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系56MLQ1

42、-80型单滚筒可调高采煤机电气设备型单滚筒可调高采煤机电气设备1）DMB-60型隔爆电动机型隔爆电动机DMB-60电动机是采煤机的动力，带动电动机是采煤机的动力，带动牵引部油泵和截割部减速机构。牵引部油泵和截割部减速机构。 长时工作容量长时工作容量60kW，短时工作容量为，短时工作容量为80kW；额定电压；额定电压380/660V。采用外部风冷。采用外部风冷式，靠转子轴上的风扇进行冷却；电动机式，靠转子轴上的风扇进行冷却；电动机放在采煤机电动机部隔爆外壳中。放在采煤机电动机部隔爆外壳中。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系572）管制器（）管制器（DH-3型换向开关）

43、型换向开关）2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系58采煤机的单独控制系统采煤机的单独控制系统对采煤机控制的要求：对采煤机控制的要求：1.要求零电压保护，防止电机自启动造成要求零电压保护，防止电机自启动造成事故。事故。2.能在采煤机上远距离停止输送机，以保能在采煤机上远距离停止输送机，以保证生产安全。证生产安全。3.最好不在工作面内切断负荷电流，以免最好不在工作面内切断负荷电流，以免造成爆炸事故。造成爆炸事故。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系59采煤机控制系统采煤机控制系统2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系60控

44、制过程控制过程1）准备启动，将）准备启动，将SM拨到正或反转位置，拨到正或反转位置，SM、SM1闭合，接闭合，接通如下控制回路：通如下控制回路： T（上）（上）K STP 1 R 1STP SM1 S T（下）（下） 此时虽然此时虽然K内有电流，但小于启动电流，内有电流，但小于启动电流，K不动作。不动作。2）启动，按下启动按钮）启动，按下启动按钮1ST，接通如下回路：，接通如下回路： T（上）（上）K STP 1 1ST1STP SM1 S T（下）（下） 1ST将将R短路，回路电流达到短路，回路电流达到K动作电流，动作电流，K1闭合，接触器闭合，接触器KM线圈有电，线圈有电，KM1闭合，电机

45、启动。松开闭合，电机启动。松开1ST，电阻，电阻R形形成自保回路。成自保回路。3）停止，正常情况用）停止，正常情况用1STP停止，意外情况下可以起动器上停止，意外情况下可以起动器上STP停止。在接触器接点熔合或卡死时，也可用管制器停止。在接触器接点熔合或卡死时，也可用管制器SM停止。停止。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系61采煤机组与工作面输送机联合控制采煤机组与工作面输送机联合控制2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系62采煤机组与工作面输送机联合控制采煤机组与工作面输送机联合控制QC83-225磁力起动器用来控制采煤机组，磁力起动器用来

46、控制采煤机组，QC83-120磁力起动器用来控制工作面输送机。两起磁力起动器用来控制工作面输送机。两起动器放在工作面配电点。控制输送机的按钮放动器放在工作面配电点。控制输送机的按钮放在输送机机头附近。采煤机上设在输送机机头附近。采煤机上设3个按钮，个按钮，1ST用来启动采煤机；用来启动采煤机；1STP用来停止采煤机；用来停止采煤机；3STP用来停止输送机并可以进行闭锁（带自锁的停用来停止输送机并可以进行闭锁（带自锁的停止按钮），如果输送机停车后，此按钮不解锁，止按钮），如果输送机停车后，此按钮不解锁，输送机无法启动。输送机无法启动。采煤机采用采煤机采用8芯电缆，芯电缆，3根主芯线；根主芯线；2

47、根控制芯根控制芯线，线，2根接输送机停止线，根接输送机停止线，1根接地线。根接地线。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系63二、采煤机组的载波控制二、采煤机组的载波控制载波控制系统：利用发射机将控制信号变成不载波控制系统：利用发射机将控制信号变成不同频率的电信号发射到动力线路上，经过动力同频率的电信号发射到动力线路上，经过动力线路传送到接收机，再由接收机带动执行元件线路传送到接收机，再由接收机带动执行元件完成控制。完成控制。对采煤机组载波控制的基本要求：对采煤机组载波控制的基本要求：1.采煤机司机可以随时启动或停止采煤机；采煤机司机可以随时启动或停止采煤机；2.采煤机

48、司机可以在采煤机上随时停止和闭锁输采煤机司机可以在采煤机上随时停止和闭锁输送机，并信号显示。不允许采煤机司机启动输送机，并信号显示。不允许采煤机司机启动输送机。送机。3.采煤机司机与输送机司机间有信号联络；采煤机司机与输送机司机间有信号联络；4.采煤机组在维修时应有可靠的电气闭锁装置。采煤机组在维修时应有可靠的电气闭锁装置。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系64采煤机组的载波控制采煤机组的载波控制采煤机组动力载波控制系统组成包括发射机、采煤机组动力载波控制系统组成包括发射机、接收机、信号传输通道（两动力线或接收机、信号传输通道（两动力线或1根动力根动力线与线与1根地

49、线）。根地线）。由于控制信号无需专门的控制线路，所以由于控制信号无需专门的控制线路，所以载波载波控制的采煤机组只用控制的采煤机组只用4芯动力电缆芯动力电缆（3根动力线、根动力线、1根地线）。根地线）。可以节约有色金属和橡胶，降可以节约有色金属和橡胶，降低动力电缆的造价，减轻工人劳动强度。低动力电缆的造价，减轻工人劳动强度。2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系65载波发射机载波发射机滤滤波波电电容容耦耦合合电电容容反反馈馈电电阻阻震荡震荡槽路槽路串联串联谐振谐振放大放大并联并联谐振谐振放大放大2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系66载波接收机载

50、波接收机2022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系672022-5-18中国矿业大学电气工程系中国矿业大学电气工程系68采煤机组三相动力载波控制采煤机组三相动力载波控制采用采用3套载波机，载波频率分别为套载波机，载波频率分别为64kHz、78kHz、96kHz。其中。其中96kHz用来停止输送机用来停止输送机（由采煤机司机控制）；（由采煤机司机控制）；64kHz和和78kHz用用来启动和停止采煤机组。三台发射机位于来启动和停止采煤机组。三台发射机位于采煤机上，三台接收机分别放在各自的磁采煤机上，三台接收机分别放在各自的磁力起动器中。力起动器中。图中图中S为管制器箱盖压合接点