大倾角采煤机电气制动控制装置
阅读：824发布：2023-02-03
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大倾角采煤机电气制动控制装置
技术领域：
[0001] 本实用新型涉及采煤机技术领域，特别涉及一种用于大倾角采煤机的电气制动控制装置。背景技术：
[0002] 由于在未来几十年内，煤炭依然是我国的主要能源，除继续建设高产高效矿井，提高采掘机械化水平，发展中、厚煤层一次采全高以及特厚煤层的放顶煤开采技术和装备外，研制开发适合我国国情的中、厚煤层的大倾角工作面采煤机的开采技术和装备，不仅成为各煤矿亟待解决的问题，也成为我国煤炭工业研究探讨的重要课题，受到我国煤炭行业各方面的重视。 由于适合中、厚煤层采煤机功率、自重都比较大，采煤机在启动和停止的时候，会出现下滑的情况，影响采煤机操作维护人员的人生安全。 所以这两个问题便成了这一系列采煤机发展的制约，亟待解决。发明内容：
[0003] 为了解决现有技术中的采煤机在启动和停止时容易出现下滑，影响采煤机操作维护人员的安全的技术问题。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型提出了一种大倾角采煤机电气制动控制装置，其中所述制动控制装置包括变频器、电机、以及控制系统， 所述电气制动控制装置通过控制机械制动器以实现对采煤机启动和停止过程中的制动，其中所述电气制动控制装置还包括用于在控制采煤机启动时控制所述制动控制装置延时给采煤机发送松闸信号的第一延时器，第一延时器在控制采煤机启动时，控制所述制动控制装置延时给采煤机发送松闸信号，使所述电气制动控制装置的电机磁场达到饱和，以产生足够的转矩克服采煤机的自重。
[0005] 所述电气制动控制装置还包括在控制采煤机停车时控制所述电气制动控制装置的变频器不停止输出的第二延时器，第二延时器在控制采煤机停车时，控制所述电气制动控制装置的变频器不停止输出，所述变频器输出相对零速，所述电气制动控制装置的电机保持激励，维持足够大的转矩以克服采煤机的自重。
[0006] 所述电气制动控制装置的电机所维持的转矩为采煤机自重的150％至200％。 [0007] 本实用新型通过上述技术手段，使得大功率采煤机在大倾角工作面使用过程中，采煤机出现的启动下滑和停止下滑两个问题。附图说明：
[0008] 图1：本实用新型的采煤机启动时程序框图；
[0009] 图2：本实用新型的采煤机停牵引时程序框图；
[0010] 图3：本实用新型的采煤机用液压制动器结构图；
[0011] 图4：本实用新型的采煤机用液压制动器电气控制系统电路图。 具体实施方式：
[0012] 本实用新型的采煤机的制动系统包括电气制动控制装置和液压制动器，其中液压制动器在电气制动控制装置的控制下中动作，以实现对采煤机启动和停止过程中的制动，电气制动控制装置包括变频器、电机、控制电路系统和延时器。 其中图1为电气制动控制装置在采煤机启动过程中的控制时序框图，图2为电气制动控制装置在采煤机停车过程中的控制时序框图，而采煤机所使用的液压制动器的结构如图3所示，其为现有技术中公知的液压制动器，可以是磨擦盘式或多层磨擦片式等结构，图4所示为本实用新型中所采用的液压制动器的电气控制系统的电路结构图，由于液压制动器为本领域公知的，因此在本实用新型中对此不再赘述。
[0013] 本实用新型的采煤机采用“一拖一”电气牵引系统，即：一个变频器拖动一个电机，其次再从以下两个方面解决大功率采煤机在大倾角工作面使用过程中，采煤机出现的启动下滑和停止下滑两个问题。
[0014] 对采煤机启动过程防止下滑的控制：对于采全高的大倾角采煤机，由于采煤机自重的问题，采煤机在大倾角工作面启动的时候容易出现下滑的问题，对此，本实用新型在电气系统方面采用在PLC程序中对电气系统程序进行重新设计，在采煤机启运过程中，延时给采煤机松闸信号，使电机磁场达到饱和，其产生150％到200％的转矩，从而克服采煤机的自重，保证采煤机启动时不下滑。 在启动过程中，电气制动控制装置的具体控制时序为：从零速开始启动，采煤机开始上坡状态，控制电机以励磁，电机保持给定频率，待采煤机到达预定位 置，不再处于爬坡状态，电气制动控制装置的第一延时器延时给采煤机松闸信号，待机械制动器(如液压制动器)处于抱(合)闸状态，由于延时使得电机磁场达到饱和，产生了150％至200％的转矩，克服采煤机的自重，从而防止了采煤机在启动过程的下滑。
[0015] 对采煤机停车过程中防止下滑的控制：在采煤机需要停车，或因为故障停车以及减速时，当按下牵停按钮时，变频器并不停止输出，而是变频器输出相对零速，此时逆变器维持工作，电机保持励磁，维持足够大的转矩克服采煤机自重，从而达到采煤机停止时不下滑的目的。 通过电气系统软件的设计，应用先进的控制算法，使在零速延时功能定义的时间内，传动单元会精确的得知转子的位置。就相当于零速使能的功能。 在采煤机停车过程中，电气制动控制装置的具体控制时序为：在需要停车时，当按下牵停按钮时，电气制动控制装置的第二延时器控制变频器不停止输出，而是输出相对零速，即以一个可使采煤机维持一个较低速度的频率输出，同时电机保持励磁，维持足够大的转矩克服采煤机自重，待机械制动装置(如液压制动器)处于抱(合)闸状态，电气制动控制装置停止变频器的输出，采煤机完成停车，由于在停车过程中电机产生的转矩克服了采煤机的自重，从而防止了采煤机在停车过程中的下滑。
[0016] 通过以上两个方面，通过合理设计系统及软件，使电气制动系统，机械液压制动系统与零速制动自动配合，实现制动系统的最优控制，并可有效减少闸磨损，延长闸片寿命。应用此电气系统的1710kW、自重90吨的采煤机在实际煤矿倾角平均30度的工作面运行情况良 好。 达到了预期的效果。
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