第三章采区机械设备的电器控制.ppt
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1、第三章 采区机械设备的电气控制,第一节 低压控制电器 第二节 电气图的绘制与 第三节 矿用隔爆型电磁启动器 第四节 液压牵引采煤机组的电气控制 第五节 装岩机的电气控制 第六节 煤电钻和照明综合保护装置,第一节 低压控制电器,低压电器:工作电压在1200V(交流) 或1500V(直流)及以下的电器,可分 为低压配电电器(包括隔离开关、断路 器等)和低压控制电器(控制开关、继 电器、按钮等)。 一、隔爆按钮 隔爆按钮是一种具有自动复位的手动 开关,用于井下低压继电器、接触器、 电磁启动器的远方控制。 隔爆按钮帽有红、绿、黑、黄、白、 和蓝色等,供各种场合选用。隔爆按钮 用单钮(用于点动控制)、双
2、钮(用于 启动和停止控制)、三钮(用于正、反 转控制)。,动合(常 开)触头,动断(常 闭)触头,按钮帽,复位弹簧,3. 按钮符号,按钮的额定电流一般不超过5A,2. 动作原理,第一节 低压控制电器,二、接触器 接触器主要由电磁铁、触点和灭弧装置组 成。 1.电磁铁 电磁铁由吸引线圈和铁芯构成。线圈串接 在控制回路,由主信令电器控制台其通断。 铁心包括静铁心2和动铁心3(以称衔铁)。 2.触点 可分为常开触点、常闭触点。主触点和辅 助触点、动触点、静触点等。 3.灭弧装置 1)空气接触器灭弧原理:见图3-3 2)真空接触器灭弧原理:见图3-4,工作原理:线圈通电,在电磁吸力作用下,动触头随动铁
3、心运动,使常开触头闭合、常闭触头断开;线圈断电,在反力弹簧反力作用下,动触头随动铁心运动,使常开触头断开、常闭触头闭合。,第一节 低压控制电器,外形结构,交流接触器线圈通电前的状态,复位弹簧,动铁心,线圈,静铁心,1,2,3,1,2,3,主触点动合 (常开),辅助触头,动断触点,动合触点,交流接触器线圈通电后的状态,1,2,3,1,2,3,动断触点断开,动合触点闭合,i,主触点闭合,辅助触头,线圈,复位弹簧,动铁心,静铁心,当触点断开时,电弧电流I产生的磁通将电弧电流推入金属栅片,使电弧拉长,并分成若干个串联的短弧,每段电弧分得的电压变小,从而当交流过零点时,不易达到起弧电压;同时,电弧拉长后
4、增加了散热面积,金属栅片增加了散热速度使用权电弧迅速熄灭。,主触点1、4密封在真空管3内,由于管内没有空气可电离,在强电压 的作用下,只有表面的金属被激发形成金属蒸气,当交流过零点时电压消失,电弧随之熄灭。,作业:P71习题2,第二节 电气图的绘制与阅读,一、电气符号 1.电气图形符号 通常用于图样或其他文件以表示一个设备或概念的图形、标记,统 称为图形符号。它是按照电气设备和电气元件的原理设计的,简明易 懂,阅读方便。图形符号通常由一般符号和限定符号两个部分组成。如 开关的一般符号是由动触点和静触点两部分组成,如果在静触点加一些 限定符号,就可分别表示隔离开关、接触器、断路器等触点;若果在动
5、 触点上加一些限定符号,就可分别表示隔离开关、接触器、断路器等触 点;如果在动触点上加一些限定符号,就可分别表示按钮、行程开关等。,第二节 电气图的绘制与阅读,2.电气文字符号 用于标明电气设备、装置和元器件的名称、功能、状态及特征的字 符统称为电气文字符号,一般标注在电气设备、装置和元器件图形符号 之上或其近旁。20世纪60年代的旧国标中,文字符号采用汉语拼音字母 。为了适应国际交流,新文字符号采用了通用的拉丁字母和英文字母。 新文字符号由三部分组成,第一个字母表示电气设备的类别,第二个字 母表示该类中的某一种设备即组别,第三部分用于辅助说明其功能、特 征等。如真空断路器的文字符号QFV中,
6、Q表示电力开关类,F表示断路 器,V表示真空。,第二节 电气图的绘制与阅读,二、电气图的绘制原则 1.将全部电路分为主回路和互助回路。 2.绘制电路时,一般将主回路画在图纸的上方或左方,互助回路画在 图纸的下方或右方。 3.图中的电气设备和元件应按照规定的图形符号和文字符号表示,同 一种电器必须用相同的文字符号表示,如果两个相同的接触器KM可用 KM1、KM2或1KM、2KM表示。 4.电路中所有的开关和触点都按常态画出。 5.导线按实线画出十字交叉的导线,在交叉处用黑点或圆圈表示电 气上的连接,无黑点或圆圈则表示导线不连接,而是跨越。非电气联 系用虚线表示。 6.为安装检修方便,电动机、电器
7、的接线端子及导线的连接点最好 要标记编号。,第二节 电气图的绘制与阅读,三、电路图的识图方法 由于电气图纸的种类及内容的差别,识图的方法、有所不同,但看 图的基本大体一致,一般为:从标题栏、技术说明到图形、元件明细 表,从一次回路到二次回路、从电路到元件、从电源到负载。 1.电气原理图的识图方法 (1)首先应分清楚原理图的主电路和二次电路。图3-5(a)中左侧为 主电路,右侧为控制电路。 (2)其次分清楚原理图的组件 由于同一电器的各个部件可能没有画在一起,可借此助文字符号和虚 线找出各元件之间的联系。,第二节 电气图的绘制与阅读,(3)阅读工作原理。 由于图中所有触点全部按照常态画出,在分析
8、时触点一旦受外力动 作,其状态就应与图中所画状态相反,即以动代静;相反当触点失去外 力作用时,所有触点都恢复常态,即与图中状态相同。 下面我们来分析一下图3-5的启动、停止和保护过程。 2.电气安装接线图的识图方法(图3-5b),1、启动。合上QS按下1SBKM通电KM1合电动机转 KM2合自保接通 2、停止。按下2SB KM断电KM1断开电动机停止运转 KM2断开自保断开 3、保护。过载保护:过载FR1断开 KM断电KM1断开电动机停止运转 短路保护:短路FU熔断主辅电路失电 欠压保护:欠压接触器衔铁释放KM1、KM2断开主辅电路失电,3根线,3根1.5 的线,第三节 矿用隔爆型电磁启动器,
9、隔爆型电磁启动器是一种组合电器,他将隔离开光、接触器、按钮、 保护装置等元件装在隔爆外壳中,用于控制和保护电动机。由于他控制 方便、保护完善,所以在煤矿井下广泛使用。矿用隔爆器的型号较多, 但结构和使用方法大同小异。这里仅介绍空气型、可逆型、真空型、智 能型电磁启动器。 一、隔爆型电磁启动器 隔爆型电磁启动器采用空气接触器控制、熔断器或继电器作过流保 护,接触器具有欠压保护。属于空气型启动器。其常用型号有QC83-80 型、QC83-120(225)型启动器。其型号含义如下: Q-启动器,C-电磁,8-隔爆代号,3-设计序号, 120(225)-启动器额定电流,A,1.结构 图3-6(a)为Q
10、C83-80型电磁启动器结构图,它由隔爆外壳和电路板组成。 启动器内所有元件都装在一块绝缘电路板上,换向隔离开关和控制变压器安装 在绝缘板的背面。 图3-6(b)为隔爆外壳的外形图。隔爆外壳的上方为隔爆进线盒,内设接线 端,接线盒的两端分别设有两个大接线嘴(俗称喇叭嘴),用来固定电源侧的进出 线电缆,接线盒的前方设有一个供连锁控制接线用的小接线嘴。隔爆外壳的左 侧为隔爆出线盒,内设接线端,接线盒的下方设有连接电动机电缆的大接线嘴,接线盒的前方设有远方控制接线用的小接线嘴。隔爆外壳的前面为隔爆外盖。 隔爆外壳的右侧为隔离开关操作手柄,手柄的上方为停止按钮和启动按钮,由 于隔离开关没有灭弧装置,所
11、以只能在负荷断开时进行操作,为此,手把与停 止按钮间设有机械锁闭装置,只有按下停止按钮(由接触器断开负载)后才能操作 隔离开关;手柄的前方是与隔爆外盖锁闭的螺栓,只有隔离开关断开电源后, 才能退入闭锁螺栓,转动并打开外盖,这就保证了断电开盖检修。隔爆外壳的 底座为两段翘起的拖架,以便移动。拖架上设有接地螺栓。,矿用隔爆 磁力启动器外形,1)就地控制 对于不经常启动的设备、且距电磁启动器距离不远时,可使用启动本身的1SB、2SB按钮进行就地操作。 就地控制时,需将安装在绝缘板前面的2、5号接线柱用导线短接,2号、9号接线柱同时接E 接线柱,从而将1SB按钮串入控制回路实现就地控制。,2、工作原理
12、 QC83-80型电磁启动器能实现就地控制(近控)、远方控制(远控)、联锁控制(也叫顺序控制)三种控制方式。,外壳,QS往左打,电动机正转 QS往右打,电动机正反转,远方控制时需要在控制地点另接一组启动和停止按钮。首先将2、5接线柱断开,再将2与地线断开,1、2、9接线柱用三根控制电缆引出接到远控按钮上,将远控按钮3SB、4SB接入控制回路实现远方控制(图3-8)。,2)远方控制 对于电磁启动器无法靠近的生产设备,可采用远方控制按钮进行控制。,上,下,外壳,3)联锁控制 联锁控制用于几台电动机联合工作时,按一定的顺序进行启动或停止 的控制,如煤矿井下的输送机组,应逆煤流依次启动,顺煤流依次停止
13、, 否则可能造成煤堆而使电动机过载,这可用联锁控制线路实现。 联锁控制的接线是将主控台的KM3触点串入受控台的控制回路中,即 将受控台的9与地断开,将主控台 KM3两端的13与PE接线柱分别与受控 台的9与PE接线柱连接,其电路连接如图3-8所示。,上,上,上,下,下,下,图中开关1为开关2的主控台,开关2又为开关3的主控台。由于第二台启 动器的9号线是通过第一台启动器的辅助线13及辅助触点KM3接成回路的, 所以第一台不启动时,KM3不闭合,第二台即使按下启动按钮也无法启 动;只有第一台启动器中的接触器吸合(KM3闭合),即第一台电动机启 动后,第二台电动机才允许启动。同理,只有第二台电动机
14、启动后第三台 电动机才能启动。停止输送机时,应按电磁启动器3、2、1的顺序停止按 钮,则3、2、1同时停止,从而实现了联锁控制。,前一台,后一台,两台联锁控制时的接线,下,下,上,上,第三节 矿用隔爆型电磁启动器,3.接线与调试 在电磁启动器使用前,必须根据电网所接电源电压,调整变压器一 次抽头到380V或660V。再根据所采用的控制方式进行接线。注意:根据 煤矿安全规程的规定,接地线不得兼作他用。进行远方控制或联锁 控制的线路连接时,必须采用专门的控制电缆芯线,不得利用接地线兼 作控制芯线。此外,还需根据所选熔体的额定电流(详见第七章第七 节),安装相应的熔体。如果熔断器熔体熔断3次以上,必
15、须更换熔断管。,4.常见故障及处理方法,4.常见故障及处理方法,第三节 矿用隔爆型电磁启动器,二、隔爆可逆型电磁启动器 工作面中的某些机械设备经常需要正反转,如上山绞车、调度绞车等。 若用QC83-80型启动器,则操作不方便且无法实现远距离反转控制。此 时,可选用QC83-80N型隔爆电磁启动器。该启动器型号含义与QC83- 80相同,其后“N”表示可逆,即能方便地进行远距离正反装控制。 1.结构 QC83-80N电磁启动器的结构与QC83-80型的大体相同,不同的是隔 爆外壳内装了两套接触器及其控制电路,前后两面都有隔爆外盖,以便 两侧检修,并将进线和出线两个隔爆接线盒合并为一个,设置在外壳
16、的 顶部。启动器外壳上只有一个停止按钮。由于它由两个接触器进行电动 机换向,所以采用单投隔离开关。为预防两个接触器同时闭合,设有电 气和机械闭锁装置。外盖与隔离开关手把、停止按钮与隔离开关手把之 间也设有机械锁闭装置。,第三节 矿用隔爆型电磁启动器,2.工作原理 如图3-9所示,工作时首先应合上隔离开关QS,需要正转时,按下正 转启动按钮1SB,其常开触点闭合接通如下回路:T 4SB 2KM3 1KM 1 2SB 1SB 3SB PET。正转接触器1KM通电,其 主触点1KM1闭合,电动机正转,同时1KM2闭合实现自保。而互锁触点 1KM3断开2KM线圈,防止反转接触器吸合,实现互锁。同理,按
17、下正转 启动按钮1SB的同时,其常闭触点断开反转启动按钮2SB,实现互锁, 防止两个按钮同时按下造成的两相短路。,第三节 矿用隔爆型电磁启动器,当电动机需要反转时,先按下停止按钮,使接触器线圈断 电,主触点断开电动机,同时解除自保和互锁,再按下反转 启动按钮2SB,反转接触器2KM 通电,其主触点2KM1闭合 使电动机反转,2KM2闭合自保。2KM3断开,闭锁正转接触 器1KM的线圈。 3、常见故障处理 QC83-80N电磁启动器的常见故障及处理方法见表3-3。,第三节 矿用隔爆型电磁启动器,表3-3QC83-80N型电磁启动器的常见故障及处理方法,第三节 矿用隔爆型电磁启动器,三、隔爆真空型
18、电磁启动器 传统的QC83系列启动器,使用空气接触器,其分断能力较小、触点易烧损 和熔焊,且开关维修量大,所以逐渐不能适应生产的需要。为此,煤矿安全规 程规定:井下40KW及以上的电动机,应采用真空电磁启动器控制。真空电磁 启动器型号较多,有QC83-Z系列改装型、BQZ-N系列可逆型、QJZ-1140千伏 级系列等。这里介绍QC83-120(225)Z型电磁启动器,其额定电流为120A(或 225A) 。 1.结构 QC83-120(225)Z型真空电磁启动器隔爆外壳和电路板与QC83-80基本相同, 只是将进、出线接线盒合并为一个,内部采用真空接触器和JDB电动机综合保护 器。 2.电路组
19、成 QC83-120(225)Z型真空电磁启动器电路如图3-10所示。,(1)主回路: 采用真空接触器和阻容过电压吸收电路R1-R3C1-C3.阻容吸收电路用于消除真空接触器短路时产生的过电压,在过电压时,利用C1、C2、C3吸收电路中瞬时产生的尖峰电压,电阻R1-R3可限制电容器的充电电流,R4-R6可作为电容器的放电回路。它们不仅可以降低过电压的陡度,还可以消耗过电压的能量,减少电弧重燃和对绝缘的损害。,(2)控制和保护电路: 由控制变压器T二次侧引出,控制电路电压为36V,共分三路:第一路通过JDB的4、3触点向中间继电器线圈KM供电。,第一路,第二路向桥式整流电路VD1-VD4和全波整
20、流VD5、VD6输入交流电。桥式整流输出直流向真空叫苦接触器KMV线圈回路供电;全波整流输出直流向时间继电器KT线圈供电。,第二路,第一路,第三路向JDB电动机综合保护装置供电。电流互感器的二次侧与JDB型电动机综合保护器相连,为保护装置提供信号。,第二路,第一路,第三路,JDB由电子电路组成,内设过载保护、短路保护、断相保护、附加直流电源及漏电闭锁电路,附加直流电源的正极33端经KT2、KT3、KM3、KMV4等触点加在电网上,负极9端接地,相当于加在电网对地绝缘电阻两端,以监视电网绝缘。,第二路,第一路,第三路,JDB由电子电路组成,内设过载保护、短路保护、断相保护、附加直流电源及漏电闭锁
21、电路,附加直流电源的正极33端经KT2、KT3、KM3、KMV4等触点加在电网上,负极9端接地,相当于加在电网对地绝缘电阻两端,以监视电网绝缘。,第二路,第一路,第三路,3.工作原理 QC83-120(225)Z型真空电磁启动器开关的控制方式也有就地控制、远方控制、联锁控制三种。它们的工作原理基本相同,故仅以就地控制为例介绍。,第二路,第一路,第三路,(1)准备: 先将2、5端子短接,2、9端子用导线连接或分别接地。然后合上隔离开关QS,接通了电源,控制变压器TC通电,副边输出36V交流电,电动机综合保护器的附加直流电源开始对启动器负荷侧的电路进行漏电检测。如果绝缘电阻小于规定值,则JDB中4
22、、3之间的触点不能闭合,使主回路不能通电,负载不能工作,这就是漏电闭锁功能。如果绝缘电阻大于规定值。则JDB触点3、4闭合,开关才能启动。,第二路,第一路,第三路,KMV1闭合实现自保;KMV2断开,整流电路输出半波直流,从而实现启动后小电流维持吸合,以防长期大电流烧毁线圈。KMV3及KT2、KT3均断开,一方面作为KM3的后备,另一方面加强主回路与漏电检测回路之间的绝缘。,第二路,第一路,第三路,(2)启动。按下启动按钮1SB,回路为:TC的4端-JDB(4、3)-中间继电器线圈KM停止按钮1SB-启动按钮1SB-5、2-TC的9端。中间继电器KM通电吸合,常闭触点KM3断开漏电检测回路,以
23、防主回路通电后附加直流电源烧毁;常开触点KM1闭合,使时间继电器KT线圈通电而动作“主触点KMV闭合,电动机启动;,(4)反转: 按下停止按钮1SBS的同时反向扳动隔离开关,再按启动按钮即可实现反转。,第二路,第一路,第三路,(3)停止: 按下停止按钮1SBS线圈KM断电,KM1、KM2接点打开,线圈KT、KMV断电,所有触点均恢复常态。其中KMV主触点断开,电动机停止运转。 KT2、KT3触点延时(等待主回路的断电)闭合,将漏电闭锁电路接入。KT的延时时间应大于主回路断开时电弧熄灭的时间,以防止交流经电弧窜入直流回路。,第二路,第一路,第三路,(5)保护: 除漏电闭锁和过电压保护外,由电动机
24、综合保护装置还可实现下列保护: 过载保护: 当电动机过载时,经过一段的延时,JDB常开接点3、4断开,使KM、KMV依次动作,接触器主触点断开主回路电源,实现过载保护,同时闭锁电源。只有经过一段时间,才能自动解除闭锁,允许通电。从而可以给过载后的电动机一段冷却时间。,断相保护: 当电动机主电路一相断线时,经过一段延时,JDB常开接点3、4断开,使KM、KMV依次动作,接触器主触点断开主回路电源,实现断相保护。,第二路,第一路,第三路,短路保护: 当短路时,只要短路电流达到和超过8倍的额定电流,JDB常开接点3、4断开,时KM、KMV依次动作,接触器主触点断开主回路电源,实现短路保护,同时闭锁电
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