CN107288637B - 一种大倾角采煤机拖动控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大倾角采煤机拖动控制装置，包括行走机构、牵引机构以及电气控制机构，电气控制机构包括控制器、主变频器、以及与主变频器通讯的第一从变频器和第二从变频器。本发明同时公开了一种大倾角采煤机拖动控制方法，该方法包括以下步骤：步骤一、采煤机行走控制；步骤二、检测牵引电机是否过载或欠载；步骤三、检测变频器是否故障。本发明的三个变频器采用一主二从的控制方式，具有牵引机构过载或欠载检测功能，并具有变频器故障检测功能，在保持第一牵引电机、第二牵引电机和第三牵引电机保持同步运行的基础上防止牵引电机过载或欠载，任意一个变频器故障，采煤机停止工作，避免故障扩大化，减小了采煤机设备损伤。

Description

一种大倾角采煤机拖动控制装置及控制方法

技术领域

本发明属于采煤机技术领域，具体涉及一种大倾角采煤机拖动控制装置及控制方法。

背景技术

我国煤炭资源比较丰富，煤层结构复杂，其中大倾角煤层数量不少，例如我国西南地区和宁夏地区的煤层大多都是大坡度煤层。国内大倾角综采工作面条件下，由于现有采煤机多为双驱动采煤机，双驱动采煤机在采高小于5米且坡度小于30度的工作面还可以进行上行采煤，但在坡度大于30度以上的大倾角工作面上行采煤时，由于双驱动采煤机自重太大，上行时只能空刀行走，而且上行启动时经常有下滑现象，工作效率比较低。

目前针对大采高和大倾角工作面设计有三驱动采煤机，但是目前的三驱动采煤机只是增大了采煤机的牵引力，并没有其他措施保证三驱动采煤机的三个牵引单元的一致性，由于三驱动采煤机具有三个牵引单元，当其中一个牵引单元出力过大造成损坏时，另外两个牵引单元继续工作，容易造成采煤机的另外两个牵引单元过载，不仅造成财产损失，而且影响开采工作，因此一种结构简单、设计合理的采煤机，三个变频器驱动三个牵引单元，三个牵引单元驱动采煤机的行走机构，保证了采煤机在大坡度工作面上行采煤时能够有足够的牵引力，能够在坡度超过45度的工作面上正常工作，并且具有变频器故障检测，当其中一个变频器故障时，采煤机即停止运行，避免故障扩大化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种大倾角采煤机拖动控制装置，其结构简单、设计合理，三个变频器采用一主二从的控制方式，以实现第一牵引电机、第二牵引电机和第三牵引电机保持同步运行，具有牵引机构过载或欠载检测功能，当第一牵引电机、第二牵引电机或第三牵引电机过载或欠载，在保持第一牵引电机、第二牵引电机和第三牵引电机保持同步运行的基础上提高或降低功率，并具有变频器故障检测功能，当其中一个变频器故障时，采煤机即停止运行，避免故障扩大化，减小了采煤机设备损伤。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种大倾角采煤机拖动控制装置，其特征在于：包括行走机构、用于驱动行走机构的牵引机构以及用于控制牵引机构的电气控制机构，所述行走机构包括第一行走单元、第二行走单元和第三行走单元，所述第一行走单元、第二行走单元和第三行走单元均包括与大倾角工作面刮板输送机的销轨啮合的齿轮轨，所述牵引机构包括用于牵引第一行走单元的第一牵引电机、用于牵引第二行走单元的第二牵引电机和用于牵引第三行走单元的第三牵引电机，所述电气控制机构包括控制器和与所述控制器输入端相接的参数输入模块，所述控制器的输出端接有数据存储器和主变频器，所述主变频器连接有第一从变频器和第二从变频器，所述主变频器与第一牵引电机相接，所述第一从变频器与第二牵引电机相接，所述第二从变频器与第三牵引电机相接，所述控制器的输入端接有启停开关、用于检测所述主变频器是否异常的主检测模块、用于检测所述第一从变频器是否异常的第一从检测模块、用于检测所述第二从变频器是否异常的第二从检测模块、用于检测第一牵引电机运行功率的第一牵引检测模块、用于检测第二牵引电机运行功率的第二牵引检测模块和用于检测第三牵引电机运行功率的第三牵引检测模块。

上述的一种大倾角采煤机拖动控制装置，其特征在于：所述主检测模块、第一从检测模块和第二从检测模块均包括电流传感器、电压传感器和温度传感器。

上述的一种大倾角采煤机拖动控制装置，其特征在于：所述第一牵引检测模块、第二牵引检测模块和第三牵引检测模块均包括电流传感器和电压传感器。

同时，本发明还公开一种方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好的利用所述大倾角采煤机拖动控制装置进行拖动控制的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、采煤机行走控制：按下启停开关，控制器发送启动指令给主变频器,主变频器启动并同时发送启动信号给第一从变频器和第二从变频器，第一从变频器和第二从变频器接收启动信号并同时启动，主变频器驱动第一牵引电机，第一从变频器驱动第二牵引电机，第二从变频器驱动第三牵引电机，第一牵引电机带动第一行走单元，第二牵引电机带动第二行走单元，第三牵引电机带动第三行走单元，主变频器运行至预先通过参数输入模块输入的预设频率值f后，主变频器控制所述第一从变频器和第二从变频器运行至预设频率值f，第一牵引电机、第二牵引电机和第三牵引电机保持同步运行，采煤机正常行走；

步骤二、检测牵引机构是否过载或欠载：

步骤201、计算牵引机构的功率值：第一牵引检测模块检测第一牵引电机的电流值和电压值，第二牵引检测模块检测第二牵引电机的电流值和电压值，第三牵引检测模块检测第三牵引电机的电流值和电压值，并将电流值和电压值传输给控制器，控制器将接收到的信息存储在数据存储器内，控制器根据接收到的电流值和电压值计算第一牵引电机的功率值P₁、第二牵引电机的功率值P₂和第三牵引电机的功率值P₃；

步骤202、判断牵引机构的功率值是否正常：若90％Pe₁<P₁<110％Pe₁、90％Pe₂<P₂<110％Pe₂且90％Pe₃<P₃<110％Pe₃，进入步骤三，否则执行步骤203；其中，Pe₁表示通过参数输入模块输入的第一牵引电机的额定功率值，Pe₂表示通过参数输入模块输入的第二牵引电机的额定功率值，Pe₃表示通过参数输入模块输入的第三牵引电机的额定功率值；

步骤203、判断牵引机构过载或欠载：若P₁≥110％Pe₁、P₂≥110％Pe₂或P₃≥110％Pe₃，认为第一牵引电机、第二牵引电机或第三牵引电机过载，进入步骤204，若P₁≤90％Pe₁、P₂≤90％Pe₂或P₃≤90％Pe₃，认为第一牵引电机、第二牵引电机或第三牵引电机欠载，进入步骤205；

步骤204、控制器发送减速指令给主变频器，主变频器降低输出频率，第一从变频器和第二从变频器跟随主变频器降低输出频率，第一牵引电机、第二牵引电机和第三牵引电机减速运行，采煤机减速行走，直到90％Pe₁<P₁<110％Pe₁、90％Pe₂<P₂<110％Pe₂且90％Pe₃<P₃<110％Pe₃；

步骤205、控制器发送加速指令给主变频器，主变频器升高输出频率，第一从变频器和第二从变频器跟随主变频器升高输出频率，第一牵引电机、第二牵引电机和第三牵引电机加速运行，采煤机加速行走，直到90％Pe₁<P₁<110％Pe₁、90％Pe₂<P₂<110％Pe₂且90％Pe₃<P₃<110％Pe₃；

步骤三、检测主变频器、第一从变频器或第二从变频器是否故障：

步骤301、故障判断：主检测模块检测主变频器的电流值I₁、电压值U₁和温度值T₁并传输给控制器，第一从检测模块检测第一从变频器的电流值I₂、电压值U₂和温度值T₂并传输给控制器，第二从检测模块检测第二从变频器的电流值I₃、电压值U₃和温度值T₃并传输给控制器，控制器将接收到的信息存储在数据存储器内，当I₁<I_1min、I₁>I_1max、U₁<U_1min、U₁>U_1max、T₁<T_1min或T₁>T_1max，即认为主变频器故障，其中，I_1min表示主变频器的最小电流值，I_1max表示主变频器的最大电流值，U_1min表示主变频器的最小电压值，U_1max表示主变频器的最大电压值，T_1min表示主变频器的最小温度值，T_1max表示主变频器的最大温度值，当I₂<I_2min、I₂>I_2max、U₂<U_2min、U₂>U_2max、T₂<T_2min或T₂>T_2max，即认为第一从变频器故障，I_2min表示第一从变频器的最小电流值，I_2max表示第一从变频器的最大电流值，U_2min表示第一从变频器的最小电压值，U_2max表示第一从变频器的最大电压值，T_2min表示第一从变频器的最小温度值，T_2max表示第一从变频器的最大温度值，当I₃<I_3min、I₃>I_3max、U₃<U_3min、U₃>U_3max、T₃<T_3min或T₃>T_3max，即认为第二从变频器故障，I_3min表示第二从变频器的最小电流值，I_3max表示第二从变频器的最大电流值，U_3min表示第二从变频器的最小电压值，U_3max表示第二从变频器的最大电压值，T_3min表示第二从变频器的最小温度值，T_3max表示第二从变频器的最大温度值，当主变频器、第一从变频器或第二从变频器故障时，进入步骤302，否则进入步骤四；

步骤302、控制器输出停止指令给主变频器，主变频器停止运行，第一从变频器和第二从变频器跟随主变频器停止运行，第一牵引电机、第二牵引电机和第三牵引电机停止，采煤机停止行走；

步骤四、重复步骤二和步骤三，对采煤机进行实时监测。

上述的大倾角采煤机拖动控制控制方法，其特征在于：步骤205中第一牵引电机加速运行时的速度V₁不超过V_max1，第二牵引电机加速运行时的速度V₂不超过V_max2，第三牵引电机加速运行时的速度V₃不超过V_max3，其中V_max1表示通过参数输入模块输入的第一牵引电机的最大速度值，V_max2表示通过参数输入模块输入的第二牵引电机的最大速度值，V_max3表示通过参数输入模块输入的第三牵引电机的最大速度值。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的结构简单，设计合理，实现及使用操作方便。

2、本发明的牵引机构具有三个牵引电机，三个牵引电机分别为第一牵引电机、第二牵引电机和第三牵引电机，由第一牵引电机带动第一行走单元，第二牵引电机带动第二行走单元，第三牵引电机带动第三行走单元，第一行走单元、第二行走单元和第三行走单元均具有与大倾角工作面刮板输送机的销轨啮合的齿轮轨，从而实现了采煤机在大倾角工作面上的行走，保证了采煤机在大倾角工作面上行采煤时能够有足够的牵引力。

3、本发明的三个变频器采用一主二从的控制方式，三个变频器为主变频器、第一从变频器和第二从变频器，可以实现第一从变频器和第二从变频器跟随主变频器的频率运行，从而使第一从变频器和第二从变频器的输出功率跟随主变频器的输出功率，以实现第一牵引电机、第二牵引电机和第三牵引电机保持同步运行，减缓采煤机设备损伤。

4、本发明通过第一牵引检测模块检测第一牵引电机是否过载或欠载运行，通过第二牵引检测模块检测第二牵引电机是否过载或欠载运行，通过第三牵引检测模块检测第三牵引电机是否过载或欠载运行，当第一牵引电机、第二牵引电机或第三牵引电机过载运行时，控制器使得第一牵引电机、第二牵引电机和第三牵引电机同时减速运行，在保持第一牵引电机、第二牵引电机和第三牵引电机保持同步运行的基础上降低功率，当第一牵引电机、第二牵引电机或第三牵引电机负载运行时，控制器使得第一牵引电机、第二牵引电机和第三牵引电机同时加速运行，在保持第一牵引电机、第二牵引电机和第三牵引电机保持同步运行的基础上提高功率，避免过载运行或欠载运行对第一牵引电机、第二牵引电机或第三牵引电机造成设备损伤。

5、本发明通过主检测模块检测主变频器是否故障，通过第一从检测模块检测第一从变频器是否故障，通过第二从检测模块检测第二从变频器是否故障，当主变频器、第一从变频器或第二从变频器故障时，采煤机即停止运行，避免故障扩大化，减小了采煤机设备损伤。

综上所述，本发明结构简单、设计合理，三个变频器采用一主二从的控制方式，以实现第一牵引电机、第二牵引电机和第三牵引电机保持同步运行，具有牵引机构过载或欠载检测功能，当第一牵引电机、第二牵引电机或第三牵引电机过载或欠载，在保持第一牵引电机、第二牵引电机和第三牵引电机同步运行的基础上提高或降低功率，并具有变频器故障检测功能，当其中一个变频器故障时，采煤机即停止运行，避免故障扩大化，减小了采煤机设备损伤。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的方法流程图。

图2为本发明大倾角采煤机拖动控制装置的电路原理框图。

图3为本发明大倾角采煤机拖动控制装置的结构示意图。

附图标记说明:

1—参数输入模块； 2—控制器； 3—第一从变频器；

4—主变频器； 5—第二从变频器； 6—主检测模块；

7—第一从检测模块； 8—第二从检测模块； 9—第一牵引电机；

10—第二牵引电机； 11—第三牵引电机； 12—第一行走单元；

13—第二行走单元； 14—第三行走单元； 15—销轨；

16—齿轮轨； 17—数据存储器； 18—启停开关；

19—第一牵引检测模块； 20—第二牵引检测模块；

21—第三牵引检测模块。

具体实施方式

如图2和图3所示，本发明包括行走机构、用于驱动行走机构的牵引机构以及用于控制牵引机构的电气控制机构，所述行走机构包括第一行走单元12、第二行走单元13和第三行走单元14，所述第一行走单元12、第二行走单元13和第三行走单元14均包括与大倾角工作面刮板输送机的销轨15啮合的齿轮轨16，所述牵引机构包括用于牵引第一行走单元12的第一牵引电机9、用于牵引第二行走单元13的第二牵引电机10和用于牵引第三行走单元14的第三牵引电机11，所述电气控制机构包括控制器2和与所述控制器2输入端相接的参数输入模块1，所述控制器2的输出端接有数据存储器17和主变频器4，所述主变频器4连接有第一从变频器3和第二从变频器5，所述主变频器4与第一牵引电机9相接，所述第一从变频器3与第二牵引电机10相接，所述第二从变频器5与第三牵引电机11相接，所述控制器2的输入端接有启停开关18、用于检测所述主变频器4是否异常的主检测模块6、用于检测所述第一从变频器3是否异常的第一从检测模块7、用于检测所述第二从变频器5是否异常的第二从检测模块8、用于检测第一牵引电机9运行功率的第一牵引检测模块19、用于检测第二牵引电机10运行功率的第二牵引检测模块20和用于检测第三牵引电机11运行功率的第三牵引检测模块21。

实际使用时，由于采煤机自重较大，而且在大倾角工作面上行走时比在平面行走需要更大的牵引力，所以本实施例中，采煤机具有三个牵引电机，保证了采煤机在大倾角工作面上行采煤时能够有足够的牵引力，三个牵引电机分别为第一牵引电机9、第二牵引电机10和第三牵引电机11，由第一牵引电机9带动第一行走单元12，第二牵引电机10带动第二行走单元13，第三牵引电机11带动第三行走单元14，第一行走单元12、第二行走单元13和第三行走单元14均具有与大倾角工作面刮板输送机的销轨15啮合的齿轮轨16，从而实现了采煤机在大倾角工作面上的行走。

实际使用时，本实施例中，三个牵引电机由三个变频器控制，三个变频器采用一主二从的控制方式，即三个变频器为主变频器4、第一从变频器3和第二从变频器5，主变频器4、第一从变频器3和第二从变频器5均由控制器2控制启停，主变频器4与第一从变频器3和第二从变频器5通信，可以实现第一从变频器3和第二从变频器5跟随主变频器4的频率运行，从而使第一从变频器3和第二从变频器5的输出功率跟随主变频器4的输出功率，以实现第一牵引电机9、第二牵引电机10和第三牵引电机11保持同频率运行，减缓采煤机设备损伤。

实际使用时，通过第一牵引检测模块19检测第一牵引电机9是否过载或欠载运行，通过第二牵引检测模块20检测第二牵引电机10是否过载或欠载运行，通过第三牵引检测模块21检测第三牵引电机11是否过载或欠载运行，当第一牵引电机9、第二牵引电机10或第三牵引电机11过载运行时，控制器2使得第一牵引电机9、第二牵引电机10和第三牵引电机11同时减速运行，当第一牵引电机9、第二牵引电机10或第三牵引电机11负载运行时，控制器2使得第一牵引电机9、第二牵引电机10和第三牵引电机11同时加速运行，避免过载运行或欠载运行对第一牵引电机9、第二牵引电机10或第三牵引电机11造成设备损伤。

实际使用时，通过主检测模块6检测主变频器4是否故障，通过第一从检测模块6检测第一从变频器3是否故障，通过第二从检测模块8检测第二从变频器5是否故障，当主变频器4、第一从变频器3或第二从变频器5故障时，控制器2同时输出停止指令给主变频器4、第一从变频器3和第二从变频器5，主变频器4、第一从变频器3和第二从变频器5接收停止指令并停止运行，采煤机即停止运行，避免故障扩大化，减小了采煤机设备损伤。

本实施例中，所述主检测模块6、第一从检测模块7和第二从检测模块8均包括电流传感器、电压传感器和温度传感器。实际使用时，通过检测变频器的电流值、电压值和温度值判断变频器是否故障。

本实施例中，所述第一牵引检测模块9、第二牵引检测模块20和第三牵引检测模块21均包括电流传感器和电压传感器。实际使用时，通过检测第一牵引电机9、第二牵引电机10和第三牵引电机11的电流值和电压值，来计算第一牵引电机9、第二牵引电机10和第三牵引电机11的功率值，功率值等于电压值乘以电流值，以此判断第一牵引电机9、第二牵引电机10和第三牵引电机11是否过载或欠载。

如图1所示的一种大倾角采煤机电气控制方法包括以下步骤：

步骤一、采煤机行走控制：按下启停开关18，控制器2发送启动指令给主变频器4,主变频器4启动并同时发送启动信号给第一从变频器3和第二从变频器5，第一从变频器3和第二从变频器5接收启动信号并同时启动，主变频器4驱动第一牵引电机9，第一从变频器3驱动第二牵引电机10，第二从变频器5驱动第三牵引电机11，第一牵引电机9带动第一行走单元12，第二牵引电机10带动第二行走单元13，第三牵引电机11带动第三行走单元14，主变频器4运行至预先通过参数输入模块1输入的预设频率值f后，主变频器4控制所述第一从变频器3和第二从变频器5运行至预设频率值f，第一牵引电机9、第二牵引电机10和第三牵引电机11保持同步运行，采煤机正常行走；

需要说明的是，第一从变频器3和第二从变频器5跟随主变频器4的频率，主变频器4、第一从变频器3和第二从变频器5均以预设频率值f运行，从而使第一从变频器3和第二从变频器5的输出功率跟随主变频器4的输出功率，以实现第一牵引电机9、第二牵引电机10和第三牵引电机11保持同频率运行，减缓采煤机设备损伤。

步骤二、检测牵引机构是否过载或欠载：

步骤201、计算牵引机构的功率值：第一牵引检测模块9检测第一牵引电机9的电流值和电压值，第二牵引检测模块20检测第二牵引电机10的电流值和电压值，第三牵引检测模块21检测第三牵引电机11的电流值和电压值，并将电流值和电压值传输给控制器2，控制器2将接收到的信息存储在数据存储器4内，控制器2根据接收到的电流值和电压值计算第一牵引电机9的功率值P₁、第二牵引电机10的功率值P₂和第三牵引电机11的功率值P₃；

需要说明的是，本实施例中，功率值P由截割检测模块10实时检测到的截割电机9的电流值和电压值计算得到，对于确定型号的电机，额定功率Pe为确定值。功率值P₁由第一牵引检测模块9实时检测到的电流值和电压值计算得到，功率值P₂由第二牵引检测模块20实时检测到的电流值和电压值计算得到，功率值P₃由第三牵引检测模块21实时检测到的电流值和电压值计算得到。

步骤202、判断牵引机构的功率值是否正常：若90％Pe₁<P₁<110％Pe₁、90％Pe₂<P₂<110％Pe₂且90％Pe₃<P₃<110％Pe₃，进入步骤三，否则执行步骤203；其中，Pe₁表示通过参数输入模块1输入的第一牵引电机9的额定功率值，Pe₂表示通过参数输入模块1输入的第二牵引电机10的额定功率值，Pe₃表示通过参数输入模块1输入的第三牵引电机11的额定功率值；

步骤203、判断牵引机构过载或欠载：若P₁≥110％Pe₁、P₂≥110％Pe₂或P₃≥110％Pe₃，认为第一牵引电机9、第二牵引电机10或第三牵引电机11过载，进入步骤204，若P₁≤90％Pe₁、P₂≤90％Pe₂或P₃≤90％Pe₃，认为第一牵引电机9、第二牵引电机10或第三牵引电机11欠载，进入步骤205；

步骤204、控制器2发送减速指令给主变频器4，主变频器4降低输出频率，第一从变频器3和第二从变频器5跟随主变频器4降低输出频率，第一牵引电机9、第二牵引电机10和第三牵引电机11减速运行，采煤机减速行走，直到90％Pe₁<P₁<110％Pe₁、90％Pe₂<P₂<110％Pe₂且90％Pe₃<P₃<110％Pe₃；

步骤205、控制器2发送加速指令给主变频器4，主变频器4升高输出频率，第一从变频器3和第二从变频器5跟随主变频器4升高输出频率，第一牵引电机9、第二牵引电机10和第三牵引电机11加速运行，采煤机加速行走，直到90％Pe₁<P₁<110％Pe₁、90％Pe₂<P₂<110％Pe₂且90％Pe₃<P₃<110％Pe₃；

需要说明的是，步骤205中第一牵引电机9加速运行时的速度V₁不超过V_max1，第二牵引电机10加速运行时的速度V₂不超过V_max2，第三牵引电机11加速运行时的速度V₃不超过V_max3，其中，V_max1表示通过参数输入模块1输入的第一牵引电机9的最大速度值，V_max2表示通过参数输入模块1输入的第二牵引电机10的最大速度值，V_max3表示通过参数输入模块1输入的第三牵引电机11的最大速度值。

当第一牵引电机9、第二牵引电机10或第三牵引电机11过载运行时，控制器2使得第一牵引电机9、第二牵引电机10和第三牵引电机11同时减速运行，直到满足90％Pe₁<P₁<110％Pe₁、90％Pe₂<P₂<110％Pe₂和90％Pe₃<P₃<110％Pe₃，当第一牵引电机9、第二牵引电机10或第三牵引电机11负载运行时，控制器2使得第一牵引电机9、第二牵引电机10和第三牵引电机11同时加速运行，直到满足90％Pe₁<P₁<110％Pe₁、90％Pe₂<P₂<110％Pe₂和90％Pe₃<P₃<110％Pe₃，避免过载运行或欠载运行对第一牵引电机9、第二牵引电机10或第三牵引电机11造成设备损伤。

步骤三、检测主变频器、第一从变频器或第二从变频器是否故障：

步骤301、故障判断：主检测模块6检测主变频器4的电流值I₁、电压值U₁和温度值T₁并传输给控制器2，第一从检测模块7检测第一从变频器3的电流值I₂、电压值U₂和温度值T₂并传输给控制器2，第二从检测模块8检测第二从变频器5的电流值I₃、电压值U₃和温度值T₃并传输给控制器2，控制器2将接收到的信息存储在数据存储器4内，当I₁<I_1min、I₁>I_1max、U₁<U_1min、U₁>U_1max、T₁<T_1min或T₁>T_1max，即认为主变频器4故障，其中，I_1min表示主变频器4的最小电流值，I_1max表示主变频器4的最大电流值，U_1min表示主变频器4的最小电压值，U_1max表示主变频器4的最大电压值，T_1min表示主变频器4的最小温度值，T_1max表示主变频器4的最大温度值，当I₂<I_2min、I₂>I_2max、U₂<U_2min、U₂>U_2max、T₂<T_2min或T₂>T_2max，即认为第一从变频器3故障，I_2min表示第一从变频器3的最小电流值，I_2max表示第一从变频器3的最大电流值，U_2min表示第一从变频器3的最小电压值，U_2max表示第一从变频器3的最大电压值，T_2min表示第一从变频器3的最小温度值，T_2max表示第一从变频器3的最大温度值，当I₃<I_3min、I₃>I_3max、U₃<U_3min、U₃>U_3max、T₃<T_3min或T₃>T_3max，即认为第二从变频器5故障，I_3min表示第二从变频器5的最小电流值，I_3max表示第二从变频器5的最大电流值，U_3min表示第二从变频器5的最小电压值，U_3max表示第二从变频器5的最大电压值，T_3min表示第二从变频器5的最小温度值，T_3max表示第二从变频器5的最大温度值，当主变频器4、第一从变频器3或第二从变频器5故障时，进入步骤302，否则进入步骤四；

需要说明的是，对于确定型号的变频器，电流故障阈值、电压故障阈值和温度故障阈值均为确定值。最小电流值I_1min和最大电流值I_1max均为主变频器4的电流故障阈值，最小电压值U_1min和最大电压值U_1max均为主变频器4的电压故障阈值，最小温度值T_1min和最大温度值T_1max均为主变频器4的温度故障阈值。最小电流值I_2min和最大电流值I_2max均为第一从变频器3的电流故障阈值，最小电压值U_2min和最大电压值U_2max均为第一从变频器3的电压故障阈值，最小温度值T_2min和最大温度值T_2max均为第一从变频器3的温度故障阈值。最小电流值I_3min和最大电流值I_3max均为第二从变频器5的电流故障阈值，最小电压值U_3min和最大电压值U_3max均为第二从变频器5的电压故障阈值，最小温度值T_3min和最大温度值T_3max均为第二从变频器5的温度故障阈值。

步骤302、控制器2输出停止指令给主变频器4，主变频器4停止运行，第一从变频器3和第二从变频器5跟随主变频器4停止运行，第一牵引电机9、第二牵引电机10和第三牵引电机11停止，采煤机停止行走；

需要说明的是，本实施例中，当主变频器4、第一从变频器3和第二从变频器5中的某一个出现电流故障、电压故障或温度故障时，控制器2输出停止指令给主变频器4，主变频器4停止运行，第一从变频器3和第二从变频器5跟随主变频器4停止运行，同时第一牵引电机9、第二牵引电机10第三牵引电机11失去驱动信号，第一牵引电机9、第二牵引电机10第三牵引电机11同时停止，第一行走单元12、第二行走单元13和第三行走单元14失去牵引力，第一行走单元12、第二行走单元13和第三行走单元14停止运动，采煤机即停止运行，避免故障扩大化，减小了采煤机设备损伤。

步骤四、重复步骤二和步骤三，对采煤机进行实时监测。重复步骤二和步骤三，可对行走中的采煤机进行实时监测，不仅保证了第一牵引电机9、第二牵引电机10和第三牵引电机11保持同步运行，而且具有牵引电机过载或欠载检测功能，当第一牵引电机9、第二牵引电机10或第三牵引电机11过载或欠载，在保持第一牵引电机9、第二牵引电机10和第三牵引电机11同步运行的基础上提高或降低功率，并具有变频器故障检测功能，当主变频器4、第一从变频器3或第二从变频器5故障时，采煤机即停止运行，避免故障扩大化，减小了采煤机设备损伤。

以上所述，仅是本发明的实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种大倾角采煤机拖动控制方法，该方法采用的装置包括行走机构、用于驱动行走机构的牵引机构以及用于控制牵引机构的电气控制机构，所述行走机构包括第一行走单元(12)、第二行走单元(13)和第三行走单元(14)，所述第一行走单元(12)、第二行走单元(13)和第三行走单元(14)均包括与大倾角工作面刮板输送机的销轨(15)啮合的齿轮轨(16)，所述牵引机构包括用于牵引第一行走单元(12)的第一牵引电机(9)、用于牵引第二行走单元(13)的第二牵引电机(10)和用于牵引第三行走单元(14)的第三牵引电机(11)，所述电气控制机构包括控制器(2)和与所述控制器(2)输入端相接的参数输入模块(1)，所述控制器(2)的输出端接有数据存储器(17)和主变频器(4)，所述主变频器(4)连接有第一从变频器(3)和第二从变频器(5)，所述主变频器(4)与第一牵引电机(9)相接，所述第一从变频器(3)与第二牵引电机(10)相接，所述第二从变频器(5)与第三牵引电机(11)相接，所述控制器(2)的输入端接有启停开关(18)、用于检测所述主变频器(4)是否异常的主检测模块(6)、用于检测所述第一从变频器(3)是否异常的第一从检测模块(7)、用于检测所述第二从变频器(5)是否异常的第二从检测模块(8)、用于检测第一牵引电机(9)运行功率的第一牵引检测模块(19)、用于检测第二牵引电机(10)运行功率的第二牵引检测模块(20)和用于检测第三牵引电机(11)运行功率的第三牵引检测模块(21)；

该方法包括以下步骤：

步骤一、采煤机行走控制：按下启停开关(18)，控制器(2)发送启动指令给主变频器(4),主变频器(4)启动并同时发送启动信号给第一从变频器(3)和第二从变频器(5)，第一从变频器(3)和第二从变频器(5)接收启动信号并同时启动，主变频器(4)驱动第一牵引电机(9)，第一从变频器(3)驱动第二牵引电机(10)，第二从变频器(5)驱动第三牵引电机(11)，第一牵引电机(9)带动第一行走单元(12)，第二牵引电机(10)带动第二行走单元(13)，第三牵引电机(11)带动第三行走单元(14)，主变频器(4)运行至预先通过参数输入模块(1)输入的预设频率值f后，主变频器(4)控制所述第一从变频器(3)和第二从变频器(5)运行至预设频率值f，第一牵引电机(9)、第二牵引电机(10)和第三牵引电机(11)保持同步运行，采煤机正常行走；

步骤二、检测牵引机构是否过载或欠载：

步骤201、计算牵引机构的功率值：第一牵引检测模块(9)检测第一牵引电机(9)的电流值和电压值，第二牵引检测模块(20)检测第二牵引电机(10)的电流值和电压值，第三牵引检测模块(21)检测第三牵引电机(11)的电流值和电压值，并将电流值和电压值传输给控制器(2)，控制器(2)将接收到的信息存储在数据存储器(4)内，控制器(2)根据接收到的电流值和电压值计算第一牵引电机(9)的功率值P₁、第二牵引电机(10)的功率值P₂和第三牵引电机(11)的功率值P₃；

步骤202、判断牵引机构的功率值是否正常：若90％Pe₁<P₁<110％Pe₁、90％Pe₂<P₂<110％Pe₂且90％Pe₃<P₃<110％Pe₃，认为第一牵引电机(9)、第二牵引电机(10)和第三牵引电机(11)均正常，进入步骤三，否则执行步骤203；其中，Pe₁表示通过参数输入模块(1)输入的第一牵引电机(9)的额定功率值，Pe₂表示通过参数输入模块(1)输入的第二牵引电机(10)的额定功率值，Pe₃表示通过参数输入模块(1)输入的第三牵引电机(11)的额定功率值；

步骤203、判断牵引机构过载或欠载：若P₁≥110％Pe₁、P₂≥110％Pe₂或P₃≥110％Pe₃，认为第一牵引电机(9)、第二牵引电机(10)或第三牵引电机(11)过载，进入步骤204，若P₁≤90％Pe₁、P₂≤90％Pe₂或P₃≤90％Pe₃，认为第一牵引电机(9)、第二牵引电机(10)或第三牵引电机(11)欠载，进入步骤205；

步骤204、控制器(2)发送减速指令给主变频器(4)，主变频器(4)降低输出频率，第一从变频器(3)和第二从变频器(5)跟随主变频器(4)降低输出频率，第一牵引电机(9)、第二牵引电机(10)和第三牵引电机(11)减速运行，采煤机减速行走，直到90％Pe₁<P₁<110％Pe₁、90％Pe₂<P₂<110％Pe₂且90％Pe₃<P₃<110％Pe₃；

步骤205、控制器(2)发送加速指令给主变频器(4)，主变频器(4)升高输出频率，第一从变频器(3)和第二从变频器(5)跟随主变频器(4)升高输出频率，第一牵引电机(9)、第二牵引电机(10)和第三牵引电机(11)加速运行，采煤机加速行走，直到90％Pe₁<P₁<110％Pe₁、90％Pe₂<P₂<110％Pe₂且90％Pe₃<P₃<110％Pe₃；

步骤三、检测主变频器、第一从变频器或第二从变频器是否故障：

步骤301、故障判断：主检测模块(6)检测主变频器(4)的电流值I₁、电压值U₁和温度值T₁并传输给控制器(2)，第一从检测模块(7)检测第一从变频器(3)的电流值I₂、电压值U₂和温度值T₂并传输给控制器(2)，第二从检测模块(8)检测第二从变频器(5)的电流值I₃、电压值U₃和温度值T₃并传输给控制器(2)，控制器(2)将接收到的信息存储在数据存储器(4)内，当I₁<I_1min、I₁>I_1max、U₁<U_1min、U₁>U_1max、T₁<T_1min或T₁>T_1max，即认为主变频器(4)故障，其中，I_1min表示主变频器(4)的最小电流值，I_1max表示主变频器(4)的最大电流值，U_1min表示主变频器(4)的最小电压值，U_1max表示主变频器(4)的最大电压值，T_1min表示主变频器(4)的最小温度值，T_1max表示主变频器(4)的最大温度值，当I₂<I_2min、I₂>I_2max、U₂<U_2min、U₂>U_2max、T₂<T_2min或T₂>T_2max，即认为第一从变频器(3)故障，I_2min表示第一从变频器(3)的最小电流值，I_2max表示第一从变频器(3)的最大电流值，U_2min表示第一从变频器(3)的最小电压值，U_2max表示第一从变频器(3)的最大电压值，T_2min表示第一从变频器(3)的最小温度值，T_2max表示第一从变频器(3)的最大温度值，当I₃<I_3min、I₃>I_3max、U₃<U_3min、U₃>U_3max、T₃<T_3min或T₃>T_3max，即认为第二从变频器(5)故障，I_3min表示第二从变频器(5)的最小电流值，I_3max表示第二从变频器(5)的最大电流值，U_3min表示第二从变频器(5)的最小电压值，U_3max表示第二从变频器(5)的最大电压值，T_3min表示第二从变频器(5)的最小温度值，T_3max表示第二从变频器(5)的最大温度值，当主变频器(4)、第一从变频器(3)或第二从变频器(5)故障时，进入步骤302，否则进入步骤四；

步骤302、控制器(2)输出停止指令给主变频器(4)，主变频器(4)停止运行，第一从变频器(3)和第二从变频器(5)跟随主变频器(4)停止运行，第一牵引电机(9)、第二牵引电机(10)和第三牵引电机(11)停止，采煤机停止行走；

步骤四、重复步骤二和步骤三，对采煤机进行实时监测。

2.按照权利要求1所述的一种大倾角采煤机拖动控制方法，其特征在于：所述主检测模块(6)、第一从检测模块(7)和第二从检测模块(8)均包括电流传感器、电压传感器和温度传感器。

3.按照权利要求1所述的一种大倾角采煤机拖动控制方法，其特征在于：所述第一牵引检测模块(9)、第二牵引检测模块(20)和第三牵引检测模块(21)均包括电流传感器和电压传感器。

4.按照权利要求1所述的一种大倾角采煤机拖动控制方法，其特征在于：步骤205中第一牵引电机(9)加速运行时的速度V₁不超过V_max1，第二牵引电机(10)加速运行时的速度V₂不超过V_max2，第三牵引电机(11)加速运行时的速度V₃不超过V_max3，其中V_max1表示通过参数输入模块(1)输入的第一牵引电机(9)的最大速度值，V_max2表示通过参数输入模块(1)输入的第二牵引电机(10)的最大速度值，V_max3表示通过参数输入模块(1)输入的第三牵引电机(11)的最大速度值。

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