CN103475277B - 一种矿用刮板机控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿用刮板机控制系统及其控制方法。该系统包括分别与三相电源连接主线路，设于主线路一端的总电源开关，设于主线路另一端的被控设备主电机和被控设备辅助电机，与被控设备主电机连接的减速器；设于主线路上的可控软启动装置；初级绕组安装于总电源开关和可控软启动装置之间主线路上的控制变压器；与控制变压器的第一次级绕组连接的先导组件；与控制变压器的第二次级绕组连接的继电器装置；与继电器装置连接的可控软启动装置控制器和主令开关；控制该系统工作的PC控制板；以及与PC控制板连接的双向晶闸管组件，且该双向晶闸管组件与被控设备主电机连接。本发明体积小，可满足井下狭小空间的安装要求。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿技术领域，更具体地说，特别涉及一种矿用刮板机控制系统及其控制方法。
背景技术
随着煤矿整合生产规模的不断扩大，长距离、大倾角、大功率矿用刮板机已得到普遍推广使用。如何顺利启动大功率刮板机，是煤矿生产急需解决的问题。由于矿用刮板机一种井下运输设备，用于采煤工作面。供电距离远，线路电压损失大，重载启动。目前较为普遍的是采用液力偶合器和磨擦偶合器启动，将电机力矩传递给减速器高速轴，存在体积大、故障率高、效率低，启动时有明显冲击，电压损失大，启动困难等缺点，特别是随着电机功率的不断加大，传统的偶合器启动，因体积太大，已不能满足井下狭小的使用空间。因此，为避免上述技术问题，确有必要提供一种高性能的启动设备，以克服现有技术中的所述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中因采用传动的偶合器启动而存在体积大、不能满足井下狭小空间要求的技术问题，提供一种矿用刮板机控制系统及其控制方法。
一方面，为了解决以上提出的问题，本发明采用的一个技术方案为：一种矿用刮板机控制系统，包括分别与三相电源连接主线路，设于主线路一端的总电源开关，设于主线路另一端的被控设备主电机和被控设备辅助电机，与被控设备主电机连接的减速器；其还包括设于主线路上的可控软启动装置RQD；具有一个初级绕组和多个次级绕组的控制变压器，且该控制变压器的初级绕组安装于总电源开关和可控软启动装置RQD之间的主线路上；与所述控制变压器的第一次级绕组连接的先导组件；与所述控制变压器的第二次级绕组连接且用于控制所述被控设备主电机和被控设备辅助电机的继电器装置；与所述继电器装置连接的可控软启动装置控制器和主令开关；控制该系统工作的PC控制板；以及与所述PC控制板连接的双向晶闸管组件，且该双向晶闸管组件与被控设备主电机连接。
根据本发明的一优选实施例：所述继电器装置包括相互并联的停止按钮、中间继电器、辅助接触器和旁路接触器，所述停止按钮一端与第二次级绕组一端连接，另一端与中间继电器一端、辅助接触器一端和旁路接触器一端连接，所述旁路接触器与可控软启动装置控制器、主令开关串联，所述中间继电器的一个常开触点安装于主令开关上，所述中间继电器的另一个常开触点安装于辅助接触器与第二次级绕组另一端的连接线上，所述辅助接触器的常开触点安装于被控设备辅助电机与可控软启动装置RQD输入端的连接线上，所述旁路接触器的常开触点安装于被控设备主电机与可控软启动装置RQD输入端的连接线上，所述主令开关还与第二次级绕组另一端连接。
根据本发明的一优选实施例：所述双向晶闸管组件包括三个连接于PC控制板上的双向晶闸管。
根据本发明的一优选实施例：还包括与所述PC控制板连接的辅助控制变压器。
根据本发明的一优选实施例：还包括电机综合保护装置、阻容吸收装置和电流变送器；其中，所述电机综合保护装置分别与所述第二次级绕组一端以及停止按钮一端连接，且所述电机综合保护装置还与被控设备主电机的输入端连接；所述阻容吸收装置并联于可控软启动装置上；所述电流变送器安装于可控软启动装置输入端的主线路上。
根据本发明的一优选实施例：还包括设于PC控制板上的通信接口，且该通信接口为MODBUS接口。
根据本发明的一优选实施例：所述被控设备主电机与减速器之间采用梅花弹性联轴器连接。
另一方面，为了解决以上提出的问题，本发明采用的另一个技术方案为：一种矿用刮板机控制系统的控制方法，包括软启动过程和软停止过程，其中，所述软启动过程包括：首先，开启总电源开关，并接通先导组件的外控端子A1和B1，该先导组件工作；其次，控制主令开关转换到软启动位置，继电器装置控制被控设备辅助电机运行；然后，所述PC控制板控制双向晶闸管组件导通，所述被控设备主电机实现软启动，经减速器带动矿用刮板机工作；所述软停止过程包括：控制继电器装置断电，使所述PC控制板控制双向晶闸管组件关闭，所述被控设备主电机实现软停止，并经减速器带动矿用刮板机停止工作。
根据本发明的一优选实施例：所述软启动过程中的继电器装置控制被控设备辅助电机运行具体为：当控制主令开关转换到软启动位置时，所述中间继电器的常开触点吸合，使辅助接触器的常开触点吸合，所述被控设备辅助电机运行。
根据本发明的一优选实施例：所述软停止过程具体包括：按下所述停止按钮，使中间继电器失电，所述PC控制板使旁路接触器失电，使双向晶闸管组件关闭，所述被控设备主电机实现软停止，并经减速器带动矿用刮板机停止工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、本发明能够使电机的启动、停机平稳，通过PC控制板控制双向晶闸管导通角的大小，控制输出电压或电流上升，减少设备冲击，延长设备使用寿命，同时控制体系统体积小，可满足井下狭小空间的安装要求；2、大大的减小启动时主线路中的电压损失，便于大功率设备的重载启动。
附图说明
图1为本发明的矿用刮板机控制系统及其控制方法的正面结构图。
附图标记说明：1、先导组件，2、停止按钮，3、中间继电器，4、辅助接触器，5、旁路接触器，6、主令开关，7、双向晶闸管组件，8、PC控制板，9、辅助控制变压器，10、电机综合保护装置，11、阻容吸收装置，12、被控设备主电机，13、被控设备辅助电机，14、电流变送器，15、总电源开关，16、控制变压器。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
参阅图1所示，本实施例提供一种矿用刮板机控制系统，包括分别与三相电源连接主线路，设于主线路一端的总电源开关15，设于主线路另一端的被控设备主电机12和被控设备辅助电机13，与被控设备主电机12连接的减速器；其还包括设于主线路上的可控软启动装置RQD；具有一个初级绕组和多个次级绕组的控制变压器16，且该控制变压器16的初级绕组安装于总电源开关15和可控软启动装置RQD之间的主线路上；与所述控制变压器16的第一次级绕组连接的先导组件1；与所述控制变压器16的第二次级绕组连接且用于控制所述被控设备主电机12和被控设备辅助电机13的继电器装置；与所述继电器装置连接的可控软启动装置控制器和主令开关6；控制该系统工作的PC控制板8；以及与所述PC控制板8连接的双向晶闸管组件7，且该双向晶闸管组件7与被控设备主电机12连接。
其中：继电器装置包括相互并联的停止按钮2、中间继电器3、辅助接触器4和旁路接触器5，所述停止按钮2一端与第二次级绕组一端连接，另一端与中间继电器3一端、辅助接触器4一端和旁路接触器5一端连接，所述旁路接触器5与可控软启动装置控制器、主令开关6串联，所述中间继电器3的一个常开触点安装于主令开关6上，所述中间继电器3的另一个常开触点安装于辅助接触器4与第二次级绕组另一端的连接线上，所述辅助接触器4的常开触点安装于被控设备辅助电机13与可控软启动装置RQD输入端的连接线上，所述旁路接触器5的常开触点安装于被控设备主电机12与可控软启动装置RQD输入端的连接线上，所述主令开关6还与第二次级绕组另一端连接。
可控软启动装置RQD在启动时按设置的启动时间，初步开启可控硅，输出电压逐步加到额定值，实现刮板机的软启动；停机时按设置的停机时间，初步关闭可控硅，输出电压由额定值逐步减到0伏，实现刮板机的软停止。在PC控制板8上装有控制程序，该程序设定在启动时按设置的启动时间，初步开启晶闸管，输出电压逐步加到额定值，实现刮板机的软启动；停机时按设置的停机时间，初步关闭晶闸管，输出电压由额定值逐步减到0伏，实现刮板机的软停止。
本实施例中的双向晶闸管组件7包括三个连接于PC控制板8上的双向晶闸管。
本实施例还包括与所述PC控制板8连接的辅助控制变压器9。
本实施例中的先导组件1可以从购买市场上的，在工作时，其外控端子A1和B1外接控制信号，控制刮板机的启动和停止。
为进一步保护本实施例的控制系统，本实施例还包括电机综合保护装置10、阻容吸收装置11和电流变送器14；其中，所述电机综合保护装置10分别与所述第二次级绕组一端以及停止按钮2一端连接，且所述电机综合保护装置10还与被控设备主电机12的输入端连接；所述阻容吸收装置11并联于可控软启动装置RQD上；所述电流变送器14安装于可控软启动装置RQD输入端的主线路上。
上述的电机综合保护装置10一般是外购的成品，用于对电机实现过载、缺相、接地保护；阻容吸收装置11是用电容、电阻串联组焊的，作用是消除可控软启动装置RQD产生的高次谐波，减少控制系统的干扰和对电机绝缘的影响。
本实施例还包括设于PC控制板8上的通信接口，且该通信接口为MODBUS接口。使得本系统的控制方式可就地控制、也可远方控制，同时方便井口接入全矿井自动化系统。
为了简化传动机构的结构，设置被控设备主电机12与减速器之间采用梅花弹性联轴器连接来现有的取代液力偶合器和摩擦偶合器。
再结合图1所示，本实施例还提供一种实现上述矿用刮板机控制系统的控制方法，其包括软启动过程和软停止过程，其中，软启动过程包括：首先，开启总电源开关15，并接通先导组件1的外控端子A1和B1，该先导组件1工作；其次，控制主令开关6转换到软启动位置，继电器装置控制被控设备辅助电机13运行，即当控制主令开关6转换到软启动位置时，所述中间继电器3的常开触点吸合，使辅助接触器4的常开触点吸合，所述被控设备辅助电机13运行；然后，所述PC控制板8控制双向晶闸管组件7导通，所述被控设备主电机12实现软启动，经减速器带动矿用刮板机工作。而所述软停止过程包括：控制继电器装置断电，使所述PC控制板8控制双向晶闸管组件7关闭，所述被控设备主电机12实现软停止，并经减速器带动矿用刮板机停止工作。即：按下所述停止按钮2，使中间继电器3失电，所述PC控制板8使旁路接触器5失电，使双向晶闸管组件7关闭，所述被控设备主电机12实现软停止，并经减速器带动矿用刮板机停止工作。
本实施例采用控制三组双向晶闸管导通角的大小，来控制输出电压或电流上升，实现对电动机的软起动、软停止；而具体的控制功能包括对电动机的起动、可控加速、运行、可控减速；使该控制系统具有起动转距大、电流小、减少线路压降、起动平稳可靠、对电网冲击小等优点，且起动曲线可根据现场实际状况调整设定，从而减少起动时的链条张力和设备冲击力。
总的来说，本实施例的优点在于：启动、停机平稳，由于采用PC控制板控制三组双向晶闸管导通角的大小，控制输出电压或电流上升，减少设备冲击，延长设备使用寿命；减小启动时线路电压损失，便于大功率设备重载启动；采用梅花弹性联轴器取代液力偶合器和摩擦偶合器，大大的简化机械传动部的结构；可满足高电压、大功率的要求，最高电压等级能达到10KV，功率达1000KW；设置标准的MODBUS接口，便于同一设备上多台电机功率平衡和实现全矿井自动化。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种矿用刮板机控制系统，包括分别与三相电源连接的主线路，设于主线路一端的总电源开关(15)，设于主线路另一端的被控设备主电机(12)和被控设备辅助电机(13)，与被控设备主电机(12)连接的减速器；其特征在于：其还包括设于主线路上的可控软启动装置(RQD)；具有一个初级绕组和多个次级绕组的控制变压器(16)，且该控制变压器(16)的初级绕组安装于总电源开关(15)和可控软启动装置(RQD)之间的主线路上；与所述控制变压器(16)的第一次级绕组连接的先导组件(1)；与所述控制变压器(16)的第二次级绕组连接且用于控制所述被控设备主电机(12)和被控设备辅助电机(13)的继电器装置；与所述继电器装置连接的可控软启动装置控制器和主令开关(6)；控制该系统工作的PC控制板(8)；以及与所述PC控制板(8)连接的双向晶闸管组件(7)，且该双向晶闸管组件(7)与被控设备主电机(12)连接；
所述继电器装置包括相互并联的停止按钮(2)、中间继电器(3)、辅助接触器(4)和旁路接触器(5)，所述停止按钮(2)一端与第二次级绕组一端连接，另一端与中间继电器(3)一端、辅助接触器(4)一端和旁路接触器(5)一端连接，所述旁路接触器(5)与可控软启动装置控制器、主令开关(6)串联，所述中间继电器(3)的一个常开触点安装于主令开关(6)上，所述中间继电器(3)的另一个常开触点安装于辅助接触器(4)与第二次级绕组另一端的连接线上，所述辅助接触器(4)的常开触点安装于被控设备辅助电机(13)与可控软启动装置(RQD)输入端的连接线上，所述旁路接触器(5)的常开触点安装于被控设备主电机(12)与可控软启动装置(RQD)输入端的连接线上，所述主令开关(6)还与第二次级绕组另一端连接；
还包括与所述PC控制板(8)连接的辅助控制变压器(9)；所述被控设备主电机(12)与减速器之间采用梅花弹性联轴器连接。
2.根据权利要求1所述的矿用刮板机控制系统，其特征在于：所述双向晶闸管组件(7)包括三个连接于PC控制板(8)上的双向晶闸管。
3.根据权利要求1所述的矿用刮板机控制系统，其特征在于：还包括电机综合保护装置(10)、阻容吸收装置(11)和电流变送器(14)；其中，所述电机综合保护装置(10)分别与所述第二次级绕组一端以及停止按钮(2)一端连接，且所述电机综合保护装置(10)还与被控设备主电机(12)的输入端连接；所述阻容吸收装置(11)并联于可控软启动装置(RQD)上；所述电流变送器(14)安装于可控软启动装置(RQD)输入端的主线路上。
4.根据权利要求1所述的矿用刮板机控制系统，其特征在于：还包括设于PC控制板(8)上的通信接口，且该通信接口为MODBUS接口。
5.一种根据权利要求2-4任一项所述的矿用刮板机控制系统的控制方法，包括软启动过程和软停止过程，其特征在于：
所述软启动过程包括：
首先，开启总电源开关(15)，并接通先导组件(1)的外控端子A1和B1，该先导组件(1)工作；
其次，控制主令开关(6)转换到软启动位置，所述中间继电器(3)的常开触点吸合，使辅助接触器(4)的常开触点吸合，所述被控设备辅助电机(13)运行；
然后，所述PC控制板(8)控制双向晶闸管组件(7)导通，所述被控设备主电机(12)实现软启动，经减速器带动矿用刮板机工作；
所述软停止过程包括：
控制继电器装置断电，使所述PC控制板(8)控制双向晶闸管组件(7)关闭，所述被控设备主电机(12)实现软停止，并经减速器带动矿用刮板机停止工作。
6.根据权利要求5所述的矿用刮板机控制系统的控制方法，其特征在于：所述软停止过程具体包括：
按下所述停止按钮(2)，使中间继电器(3)失电，所述PC控制板(8)使旁路接触器(5)失电，使双向晶闸管组件(7)关闭，所述被控设备主电机(12)实现软停止，并经减速器带动矿用刮板机停止工作。
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