煤矿机械公司交流变频调速电牵引采煤机培训.ppt

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1、MG150/368-WD电气培训,西安煤矿机械有限公司,概述,MG150/368-WD型交流变频调速电牵引采煤机电气部分，是该采煤机的一个主要组成部分。该部分结构上由一个独立的电控箱组成，系统上采用了可编程控制器（PLC），中文液晶显示屏（5.7寸8色彩屏）直接转矩（DTC）变频调速技术和信号传输技术，来共同控制两台150KW截割电机，两台30KW的牵引电机，以及一台7.5KW泵电机的运行状态，使采煤机的控制和保护性能完善，操作方便，可靠。电气系统采用“一拖一”，即两个变频器分别拖动两个牵引电机，提高了系统的控制精度。,概述,该部件主要能实现采煤机的启动、停止；左、右牵引；左、右滚筒的升降；左

2、、右截割电机的恒功率保护；左、右截割电机的温度保护；左、右牵引电机的过载保护；采煤机的故障监测；变频器故障复位；牵引变压器的温度保护；闭锁运输机；采煤机零位抱闸保护；瓦斯断电保护；变频器的各种保护等诸多功能。,第一章 电气系统简介,MG150/368-WD型系列采煤机的电气系统：1、启动回路2、运输机闭锁（简称闭溜）回路3、主供电回路4、低压控制回路,PLC,可编程控制器（PLC）PLC是继电器逻辑控制技术与微机技术相结合的工业微机控制系统，它以顺序控制为主，有逻辑运算，定时计算，记忆和算术运算等功能，将控制过程按照梯形图变成程序，用编程器送入PLC的存储器中，运行时它会逐条取出程序指令，依次

3、控制各输入输出点，它能与执行机构直接连接，安装和应用都很方便。我们选用日本三菱FX2N系列的PLC，它具有高可靠性，抗干扰能力强的特点，且采用导轨式安装，非常方便。并且采用模块式硬件结构，组合和扩展都很方便，用程序软连接代替硬连接，安装工作量少。在实际使用中，增加或减少功能比传统继电器电气控制方案更简单易行。,PLC,PLC,PLC,CPU模块：FX2N-32MR INPUT（输入X）16点 OUTPUT（输出Y）16点 继电器输出 在输入侧L，N为PLC供电电源的引入 端子号 内部有24VDC 扩展模块：FX2N-8AD 8路模拟量输出 工作电源24VDC 内置：RUN（运行）/STOP（停

4、止）开关 正常运行时将开 关置于RUN位置指示灯:POWER-电源指示 正常灯 RUN-运行指示灯 正常灯 BATT，V-电池电压下降指示灯 故障灯 PROG-E-出错指示闪烁（程序出错）故障灯 CPU-E-出错指示亮灯（CPU出错）故障灯,PLC扩展模块,电气系统图,第二章 电控箱结构,电控箱位于采煤机的中部，它是一个隔爆兼本安型设备，由2个接线腔和一个隔爆腔组成。接线腔：供电缆引入，引出接线用。两个接线腔，一个位于电控箱的右部，采煤机进线电源（1140V/300A接线柱6只），截割电机和泵电机电源（1140V/200A接线柱9只），2组21芯过线组（控制线的引入和引出）。另一个在电控箱中部

5、的下方，有6只1140V/300A接线柱为牵引电机提供电源，1组过线组，接线端子为1.1X1。隔爆腔：安装电气元件用，内装2台变频器，一套PLC，一台隔离开关，一台接触器，一个控制变压器，一台牵引变压器等其它元件。接线端子为1X1。,第三章 采煤机显示主画面,显示画面,采煤机故障画面,采煤机故障画面,采煤机故障画面,1、变频器的基本原理,第四章 变频器操作及维护,改装后专用变频器,2、专用水冷变频器,交流异步电机的转速公式为:n=(1-S)60f1/P 其中:f1:定子供电电源频率 P:极对数(常数)S:转差率(常数)n:电机转速从以上公式可以看出：在其它参数不变的情况下,电机的转速与供电电源

6、的频率成正比,因此通过改变电机供电电源的频率可以改变电机的转速,从而改变采煤机的行走速度。,变频器二次开发,变频器进行二次开发，采用先进的技术和工艺，把普通变频器由风冷改为采煤机专用的水冷结构,其整流模块与逆变模块均安装在特制的散热铝板上,铝板与腔体底面水冷壁紧密接触(中间由导热脂传递热量)。正常使用时,变频器产生的热量由水冷壁带走。使变频器的散热问题得到了良好的解决，集变频调速技术、散热技术、电气技术、防爆技术和环保技术为一体的煤矿井下用交流变频器为我公司自主研发生产，具有独立知识产权。能有效地控制系统性能及售后服务质量。可互换两象限交流变频装置和大倾角四象限变频调速装置；系统设计充分考虑大

7、倾角工况，可通过组件换用，用于35度倾斜工作面，四象限变频调速技术具有完善成熟的抱闸系统，满足机器平稳、可靠运行。,变频器,来自牵引变压器的400V、50Hz三相交流电源，经快速熔断器送入变频器输入端U1、V1、W1，然后经三相电抗器，由变频器桥式整流电路整流，向中间回路电容充电，充电到一定程度建立起稳定的直流电压。然后再经过输出侧IGBT组成的逆变电路，将直流电逆变成频率电压变化的交流电（即VVVF电源），此电源供电给牵引电机，牵引电机在不同的频率下输出不同的转速,即可调速。,一拖一,变频器操作及维护,3、警告禁止带电操作传动单元、电机电缆或电机。在切断输入电源之后，应至少等待5分钟，待中间

8、电路电容放电完毕后再进行操作。,变频器操作及维护,印刷电路板上包括许多对静电放电敏感的元件，如果不必要，就不要触摸电路板。操作光纤时一定要小心。当插拔光纤时，一定要抓住连接头，而不是光纤线。由于光纤对脏物非常敏感，所以不要用裸手触摸光纤头，最小允许弯曲半径是35厘米。,变频器操作及维护,3、变频器控制盘,变频器操作及维护,FREQ(FREQUENCY)频率的简写 单位 HzCURRENT 电流 单位 ASPEED 速度 单位 rpmPOWER 功率 单位%TORQUE 转矩 单位%CTRL LOC EXT1、EXT2 控制地1和控制地2ACS 800 TEMP IGBT温度FAULT 故障WA

9、RNING 警告,变频器操作及维护,变频器操作及维护,4、主从宏的介绍 在采煤机正常工作时，它的负载是变化的，怎样使两个牵引电机负荷一致呢？我厂两个变频器采用主从控制，主从变频器之间采取光纤通讯。一个变频器作主变频器，它检测外界负载大小，平均分配负荷，给定从变频器转矩，从而使两个牵引电机负荷一致，避免一个牵引电机出力，长时间工作损坏电机。工作流程：采煤机操作人员选定牵引方向，并给一定加速时间，控制计算机计算加速时间，通过主变频器X22端子端口，使主变频器启动，响应为速度值，即状态行第一行为“1（牵引方向）*rpm I”，从变频器也随着启动，状态行第一行为“1（牵引方向）*%I”。,变频器操作及

10、维护,主从控制框图,主从控制,主/从应用宏功能是ABB为多传动应用而设计的，其中系统由若干个ACS 800 变频器驱动，同时电机轴通过齿轮、链条或传送带等相互耦合在一起。由于这种主/从应用宏，负载能够均匀地分配在传动单元之间。外部控制信号只与主机连接。主机通过一个光纤串行通讯链路来控制从机。主机是典型的速度控制，其它传动单元跟随主机的转矩或速度给定。一般情况下：当主机和从机的电机轴通过齿轮、链条等进行刚性连接时，从机应该采用转矩控制模式，以使传动单元之间不存在速度差异。,变频器操作及维护,（1）在判断变频器故障前，确保给变频器提供电源（2）断电检查快速熔断器，如果有一个快熔损坏，变频器应正常显

11、示，只是在带负荷运行时报出电源缺相故障，可更换快熔；如果两个快熔损坏，则需要用万用表检查接线端子是否有接地故障，检查作为电能储存器的电容组。不允许在不检查的情况下，直接更换快熔，可能再次损坏快熔。,变频器操作及维护,5、变频器报警和故障的一般处理过程,（3）观察控制盘是否亮，如果有一个控制盘不亮，可采取互换控制盘和连接线确认控制盘是否损坏。如果控制盘如下显示：CDP312(R)PANEL Vx.xx.光标一直闪烁不停，可采取互换控制盘确认控制盘是否损坏，如果还是这样显示，可判断变频器主板损坏，更换变频器。如果互换完控制盘和连接线，该变频器所连接控制盘还是不亮，则需要检查进线侧三个快速熔断器是否

12、完好，如果完好，则变频器RMIO控制板有问题，需要更换。,变频器操作及维护,（4）观察控制盘显示内容，警告和故障显示分别如下：ACS800-01-0100-3 ACS800-01-0100-3*WARNING*FAULT*DC BUS LIM(3211)MOTOR STALL(7121),变频器操作及维护,变频器操作及维护,变频器操作及维护,第五章 常见故障及处理,1、按下“启动”按钮，整机不动作。A、检查启动二极管是否击穿或断路。B、检查各电机的温度保护线接点是否闭合。C、检查盖板启、停按钮及其连接线。D、检查进线电缆是否断线。E、检查顺槽开关是否正常。,2、启动后，机组不能自保。A、检查控

13、制计算机相应输出指示灯亮否。B、检查控制变压器高、低压保险是否熔断。C、若通过继电器自保，检查自保继电器吸合是否正常。D、检查瓦斯是否超限。E、若有端头站，检查端头站是否误发“总停”信号。F、检查盖板上总停按钮及其线路是否误动作。G、检查变压器、截割电机是否温度超限。,第五章 常见故障及处理,3、开机后摇臂自动上升或下降。A、检查控制计算机输入部分是否有接点粘连等 现象造成误动作。B、检查控制计算机输出继电器是否正常工作。C、检查电磁阀及其线路。D、检查电磁阀阀芯是否堵卡，以致不能回到中位。E、检查制动阀阀芯是否堵卡，以致不能回到中位。,第五章 常见故障及处理,4、摇臂上升或下降部动作。A、检

14、查按钮、遥控器等控制计算机输入信号是否正常，可以通过控制计 算机输入指示灯来判断。B、检查电磁阀线圈是否短路、开路等，可以用正常的一路来“替换”查找。C、检查电磁阀工作电源是否正常。D、检查控制计算机输出是否正常。E、检查液压系统压力，管路等是否正常。,5、端头站、遥控器不动作。A、检查端头站12V电源是否正常，遥控器电池电压是否正常。B、检查端头站电缆的连接头是否紧凑、牢固、可靠。C、检查相对应的继电器回路是否工作正常。D、检查相对应的线路是否断线。,第五章 常见故障及处理,6、端头站、遥控器误动作。A、更换遥控器后，测试端头站是否工作正常。B、如更换后还不正常，去掉端头站，看线路是否有粘连

15、现象。C、更换备件。,7、瓦斯断电仪、传感器A、探头显示值不准确，可按用户说明书调校。B、如果断电仪误动作，建议更换传感器探头。8、电机A、温度接点断开，为保证不影响正常生产，将其短接。B、电机PT100损坏，为保证不影响正常生产，可以先用110120、1/8W电阻来代替恢复生产。C、条件允许时，每周对电机进行一次绝缘测试3300V的用2500V的摇表测试，400V的用500V摇表测试。D、对于牵引电机摇绝缘时应与变频器断开，这点切记，否则会损坏变频器。E、用万用表检查是否缺相。,第六章 电气日常检修指南,一、日检1.检查主电缆是否有损坏，确保无明显破损。2.检查牵引电缆是否有损坏，确保无明显

16、破损。3.检查电控箱盖板上按钮，确保可靠通断。4.检查煤机上是否有大量积煤，有则清除掉。5.检查端头站引线，确保无明显破损。6.检查冷却水是否畅通，压力是否正常，确保冷却系统正常。7.检查两边遥控器、端头站与机身按钮，确保各指令可靠执行。8.观察机组上中文显示屏上显示数据，并作各电机温度，电流、速度数据的记录，观察数据变化规律。9.观察变频箱内，变频器控制盘上的显示数据（变频器工作数据），并作数据记录，记录显示参数的最大值与最小值，观察数据变化规律。并与其牵引速度做比较。,第六章 电气日常检修指南,二、周检1.检查电控箱各箱体内是否潮湿，若潮湿，一定要放入干燥剂，并观察干燥剂变化，以及时更换，

17、进行干燥处理。2.检查电控箱各箱体内各个接线、插头、器件固定是否劳靠。3.检查电控箱内高压保险，低压保险，及保险座接触是否劳靠。4.检查电控箱各箱体内各线头绝缘胶布是否老化。5.检查电控箱各箱体内接线是否劳靠，确保控制线与高压线之间的间隙。6.检查左右截割电机、左右牵引电机、泵电机接线腔是否潮湿，若潮湿，一定要放入干燥剂，并观察干燥剂变化，以及时更换，进行干燥处理。7.检查左右截割电机、左右牵引电机、泵电机接线是否劳靠，确保PT100温度控制线与高压线之间的间隙。8.观察机组上中文显示屏上显示数据，并作各电机温度，电流、速度数据的记录，观察数据变化规律。并记录各个显示参数的最大值与最小值。9.

18、观察变频箱内，变频器控制盘上的显示数据（变频器工作数据），并作数据记录，记录显示参数的最大值与最小值，观察数据变化规律。并与其牵引速度做比较。10.检查各个冷却水道，保持畅通。,第六章 电气日常检修指南,三、月检1.检查牵引电机、截割电机、泵电机接线腔是否潮湿，应保持干燥。2.检查牵引电机、截割电机、泵电机接线腔接线情况是否松动，确保接线良好。3.用2500V/1000V摇表对截割电机、泵电机进行绝缘测试，阻值应大于3M。4.用500V摇表对牵引电机进行绝缘测试，阻值应大于3M。此时一定要注意与变频器拖开，否则会导致变频器损坏。,DTC控制,变频器采用了直接转矩控制（DTC）技术，DTC控制是交流传动的一种特殊的电机控制方式，与PWM磁通矢量控制方式有本质的区别，DTC控制方式直接控制电机的关键变量：磁通和转矩测量的电机电流和电压作为自适应电机模型的输入，这个模型每隔25微妙产生一组精确的转矩和磁通的实际值，电机的转矩比较器将转矩实际值与转矩给调节器的给定值作比较；磁通比较器将磁通实际值与磁通调节器的给定值作比较。依靠来自这两个比较器的输出，优化脉冲选择器，决定逆变器的最佳开关位置。DTC的完美性能是基于准确的电机模型，这个模型是在电机辩识运行中确定。,DTC,服务热线：029-82055168 传 真：029-86715643 谢谢！,