淺析JOY07LS07采煤機的電氣回路保護系統(tǒng)

摘要：采煤機電氣回路的穩(wěn)定性和可靠性是煤機高性能、長壽命的重要保障。07LS07采煤機配備有先進的電氣回路保護系統(tǒng)，該電氣回路保護系統(tǒng)包括電流互感器、電流傳感器、溫度檢測器、溫度調(diào)節(jié)器等多種設(shè)備，這些設(shè)備有效地對采煤機電氣回路系統(tǒng)進行保護，避免采煤機各位置電機出現(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；電氣回路；保護系統(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型電牽引采煤機在美國、澳大利亞、英國、南非、中國等多個國家得到了廣泛應(yīng)用[1-3]。07LS07采煤機作為JOY公司生產(chǎn)的新型雙滾筒電牽引采煤機，其設(shè)計可采煤層厚度可達6.4m，所用電源為3300Vac、50HZ，可通過遙控裝置和電纜進行遠程控制，具有結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、維修方便、操作建簡易等多重優(yōu)點[4-5]，此外，為了提高該型采煤機的可靠性和實用性，為其配備了先進的電氣回路系統(tǒng)。為了保證07LS07采煤機的電氣回路系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，設(shè)計采用電流互感器、電流傳感器、電阻溫度檢測器、溫度調(diào)節(jié)器等多種設(shè)備進行電氣回路保護，這些設(shè)備可以有效地對采煤機電氣回路系統(tǒng)進行保護，防止過流、過載和短路。

1.電流傳感器和互感器

07LS07采煤機電流傳感器主要布置在泵電機、截割電機、破碎機等設(shè)備的電機上，主要包括電流互感器、整流橋、電阻和電容等電器元件。電機在運行時，電流傳感器向Face boss電控系統(tǒng)單元輸出與電機相適應(yīng)的電壓，電控系統(tǒng)單元將獲得的電壓信號與電機設(shè)定值進行比較，從而判斷電流傳感器所在的電機是否存在過載。在采煤機上電時會對電機電流傳感器進行測試，傳感器測試回路由電控系統(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，煤機各位置傳感器輸出信號與之比較，若泵電機傳感器自檢失敗，則其他電機啟動失敗，若其他某個或多個電機傳感器不能自檢，則相應(yīng)的電機啟動失敗。07LS07采煤機中各位置傳感器的電流互感器是用以監(jiān)測相應(yīng)位置電機的電流，F(xiàn)ace boss 電控系統(tǒng)使用電流互感器的輸入信號來對電機速度進行控制，從而起到保護電機的作用。

2.位置電機電阻溫度檢測器

07LS07采煤機電阻溫度檢測器主要包括截割電機電阻溫度檢測器、牽引電機電阻溫度檢測器、泵電機電阻溫度檢測器和破碎機電阻電機溫度檢測器。截割電阻溫度檢測器是通過鉑絲來對煤機截割電機進行溫度檢測，不同的溫度對應(yīng)有相應(yīng)的電阻值，電控系統(tǒng)根據(jù)電阻溫度檢測器的輸入信號來進行判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果來控制采煤機牽引速度。通過控制采煤機牽引速度，煤機主控制計算機確保降低截割電機電流減小，進而控制截割電機溫度，若電機溫度未出現(xiàn)降低，則煤機繼續(xù)保持較低的速度運行，從而可以避免電機出現(xiàn)過載現(xiàn)象。

牽引電阻溫度檢測器、泵電機電阻溫度檢測器和破碎機電阻電機溫度檢測器的電阻值會隨著電機溫度的變化而變化，電阻的變化會產(chǎn)生相應(yīng)的信號由互感器傳輸?shù)矫簷C主控制計算機或者RIO。07LS07采煤機牽引和泵變壓器均含有電阻溫度檢測器和獨立電阻溫度檢測器單元，電阻溫度檢測器電阻值發(fā)生變化時，獨立電阻溫度檢測器單元進行處理后輸出相應(yīng)的比例信號，然后輸送至RIO和煤機主控制計算機。

3.煤機過載和過電流保護

3.1.煤機過載保護

3.1.1.熱過載保護：07LS07采煤機在短期高位電流或者長時間的低位電流中，各位置電機跳閘起到加熱器的作用，在電機重啟前需要經(jīng)過一定的時間降溫，且各位置電機跳閘電位值在Face boss 電控系統(tǒng)中選定。在采煤機運行過程中，截割和破碎等位置電機電流超過過熱保護設(shè)定值時，電機停止運行，煤機停車；泵和牽引位置電機電流超過熱過載保護值時，停止給等效串聯(lián)電阻供電，斷開相應(yīng)的位置電機回路。理論認為，電流和相位對采煤機電機熱過載影響較大，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：07LS07采煤機的JNA Face boss電控系統(tǒng)為煤機的泵電機、截割電機和牽引電機提供堵轉(zhuǎn)保護。當截割電機的電流超過堵轉(zhuǎn)過載設(shè)定值時，電控系統(tǒng)將截割電機停止；當泵電機和牽引電機超過堵轉(zhuǎn)過載設(shè)定值時，電控系統(tǒng)使繼電器失電，在電機啟動后的延遲時間內(nèi)屏蔽堵轉(zhuǎn)跳閘，進而對電機進行保護。

3.2.煤機過電流保護

07LS07采煤機的電控系統(tǒng)保護功能和電氣回路中的熱元件相似（熱過載見圖1所示），跳閘時間與電流值相反。一般，需要對采煤機中的各位置電機設(shè)置過電流跳閘所需的最低電流值，同時電控系統(tǒng)要求電機重啟前需要一定的時間進行冷卻降溫。根據(jù)07LS07采煤機的電氣回路設(shè)計可知，當采煤機截割電機出現(xiàn)過電流時，電控系統(tǒng)停止截割電機；當泵電機和牽引電機出現(xiàn)過電流時，電控系統(tǒng)使繼電器失電，進而斷開相應(yīng)電機的電源。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.煤機溫度保護

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

5.結(jié)束語

采煤機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的各整體電氣性能和采煤工作的進行。JOY公司07LS07采煤機通過電氣回路保護系統(tǒng)，可以有效地避免采煤機各位置電機出現(xiàn)過載和過熱現(xiàn)象，可以有效地延長采煤機的使用壽命，是綜采工作面實現(xiàn)高產(chǎn)、高效的重要基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]王永軍，郭戰(zhàn).美國JOY公司7LS3采煤機中的電氣回路保護[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟， 2004，（6）：116-118.

[2]許晉飛.美國JOY采煤機7LSC face boss系統(tǒng)原理介紹[J].中國科技博覽， 2011，（37）：80-81.

[3]劉長海，徐宏興，王大宇.大功率電牽引采煤機的發(fā)展概況及趨勢[J].煤礦機械， 2010，31（8）：7-10.

[4]張博.07LS07型電牽引采煤機電氣系統(tǒng)常見故障分析[J].煤礦安全， 2011，（4）：155-157.

[5]馮敏.美國JOY7LSC＼07采煤機FACEBOSS電氣原理[J].科技傳播， 2013，（23）：90.

作者簡介：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：煤礦機電。