CN2646383Y - 四象限运行交流变频电牵引采煤机 - Google Patents

Abstract

一种四象限运行交流变频电牵引采煤机，主要解决大倾角煤层作业等技术问题，其采用技术方案是，机身上设置有四象限运行变频调速装置，四象限运行变频调速装置经电缆连接有牵引箱中的交流电动机和连接有制动单元，适用于各种倾角煤层工作面的采煤作业。

Description

四象限运行交流变频电牵引采煤机

技术领域：

本实用新型涉及一种采煤机，特别是一种交流变频电牵引采煤机。

背景技术：

现有的交流变频电牵引采煤机，在倾角≤18°煤层作业中，一般采用能耗制动的二象限运行变频调速装置，该装置在第一象限和第三象限实施电力拖动调速，其采煤机牵引特性(能耗制动的二象限变频调速)如图7所示，图示纵座标为力(千牛)F(kN)，横座标为速度(米/秒)V(m/min)，采煤机在倾角≤18°煤层作业下行，当下滑力大于摩擦力和截割阻力之和时，牵引电机的转矩与转速方向相反，牵引电机处于发电工况(第二或第四象限)，引起下滑的势能转变成电能，再由制动电阻转变成热能，由冷却水把热量带走。这种牵引结构的缺点是能量损失大，采煤机上难以布置足够大的制动电阻，难以提供足够的冷却水，上述缺点，使采用二象限运行变频装置的采煤机，难以适应倾角＞18°煤层工作面作业的要求；随着交流变频调速技术的发展，在一些工业领域，如起重运输作业已推广应用四象限运行交流变频调速装置，其牵引特性(能量回馈制动的四象限变频调速)如图8所示，不仅能在第一、三象限实施电力拖动调速，而且可在第二、四象限实现电力制动调速，并可将制动能量反馈到电网，从而克服上述现有二象限运行变频调速装置的缺陷，四象限运行变频调速装置为改善采煤机交流电牵引结构提供了有利的技术条件。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种四象限运行交流变频电牵引采煤机，它能减小能量损失，改善采煤机下行的运动特性，采煤机能在各种倾角煤层作业。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是：采煤机包括有滚筒、摇臂、牵引箱、行走箱、控制箱、机身、滑靴组件，滚筒连接于摇臂一端，摇臂出轴端铰接于机身，摇臂和机身间设置有调高油缸，机身上设置有牵引箱和行走箱，牵引箱的交流电动机经传动轮系和行走箱的行走轮组件呈驱动连接，行走轮组件和工作面输送机构的销轨啮合，其特点是：机身上设置有四象限运行变频调速装置，四象限运行变频调速装置经电缆连接有牵引箱中的交流电动机，四象限运行变频调速装置还连接有制动单元。当采煤机下行时，将势能转换成电能，经四象限运行变频调速装置向电网反馈能量，实现再生回馈制动。

在本实用新型藉四象限运行变频调速装置的设置，利用其能量反馈特性，可减小采煤机的能量消耗，其制动特性的再生回馈制动所产生的制动力矩较为连续稳定，因此，在采煤机下行时，速度平稳，运行状态较为理想，从而使采煤机能适应大倾角煤层的采煤作业，其制动单元的设置还可提高采煤机运行可靠性。

附图说明：

图1是本实用新型纵向视图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1中牵引箱剖视示意图。

图4是图3的A向视图。

图5是图1中四象限运行变频调速装置连接示意图。

图6是采煤机变频器对机械制动单元的控制和时序配合图。

图7是二象限交流变频电牵引采煤机牵引特性图。

图8是四象限交流变频电牵引特性图。

具体实施方式：

参照图1、2，四象限运行交流变频电牵引采煤机包括有滚筒1、1’、摇臂2、2’、牵引箱3、3’、走行箱4、4’、控制箱5、四象限运行变频调速装置6、机身7、滑靴组件8、8’。

滚筒包括右滚筒1和左滚筒1’，滚筒1、1’分别连接于右摇臂2和左摇臂2’的出轴端，摇臂2、2’的另一端分别铰接于机身7，摇臂2、2’上设置有调高油缸。

机身7上分别设置有右牵引箱3和左牵引箱3’如图3、4，二牵引箱的结构相同，牵引箱3、3’设置有交流电动机31，二交流电动机31经传动轮系32自其输出端34分别和行走箱4、4’呈驱动连接，行走箱4、4’中的行走轮和销轨啮合，运行时交流电动机31经传动轮系32和行走箱行走轮，在滑靴组件的支撑和导向下，采煤机可顺沿销轨9移动。

在牵引箱3、3’中，如图3所示，交流电动机31的轴端齿轮和传动轮系32的中间齿轮啮合，该中间齿轮上固定一轮轴，该轮轴上连接有一制动单元33；制动单元33包括有机械制动器及其控制设备(为已知技术)；制动单元33是常闭式结构，即机器停止时，机械制动器处于抱(合)闸状态，变频器启动时，在建立起足够大的启动转矩后，才发出松闸指令，并在该指令确认后，变频器才使输出频率上升，从而避免在未松闸情况下升速，造成变频器过流或机械制动器损坏；采煤机上可装有两台或两台以上制动器，其制动力矩应保证一台失效时，仍能制动向下高速运行的采煤机；制动单元33的常闭式结构，在采煤机停机、牵引速度过零或发生故障时制动器失压或断电，采煤机仍处制动状态，以确保安全；机械制动器可为摩擦盘式、多层摩擦片式等，其执行机构可为液压式或电磁式，控制信号来自控制箱5和四象限运行变频调速装置6，如由微处理器经继电器、液压电磁阀控制液压制动器。

在采煤机的机身7上，安装有四象限运行变频调速装置6(为已知技术)，如图5所示，四象限运行变频调速装置6的变频器和电源呈双向连接，即电源箭头指向变频器为采煤机在第一或三象限运行，电源供电经变频器向牵引交流电动机31供电，变频器箭头指向电源为采煤机在第二或四象限运行，牵引交流电动机31经变频器向电源电网反馈输电；变频器连接采煤机的交流电动机31，交流电动机31带有制动单元33，制动单元33由变频器控制，其牵引特性如图8所示。采煤机变频器对制动单元的控制与时序如图6所示，图示采煤机牵引速度指令100、采煤机牵引运行指令101、采煤机变频器输出频率102、牵引部电流检测103、制动单元松闸命令104、制动单元松闸信号确认105、制动单元动作(及延时)106，其过程说明如下：

启动时：

100-牵引速度给定；

101-发出运行指令；

102-采煤机变频器输出频率a点以前、制动单元处于合闸状态；

103-检测变频器输出电流值(即牵引部电流)；

104-经规定时间电流达定值后，发出制动单元松闸指令；

105-确认制动单元已松闸，并将信号反馈到变频器；

106-随制动单元机械动作延时结束，变频器频率加速达目标值，采煤机处于发电回馈制动下稳定运行或处于电动稳定运行；

停车：

101-发出停车指令；

102-变频器频率按负加速下降；

104-检测变频器输出频率下降到b点值后，发出制动单元抱(合)闸指令；

105-确认制动单元已抱闸，并将信号反馈到变频器；

106-随制动单元抱闸机械动作延时结束，变频器输出频率为零，停车。

本实用新型在倾斜煤层工作面作业下行时，按上述启动时的时序运行，从采煤机变频器输出频率102的时序线上可以看出，在该时段中，变频器由最低频率上升，在ab区间(图6)，采煤机按稳定下行速度移动，变频器向电网回馈电能，减小采煤机能耗；同时藉时序103至106的操作，能保证采煤机可靠运行，其产生的制动力矩较连续稳定，采煤机运行速度平稳，从而能满足大倾角煤层采煤作业的需求。

Claims (1)

1、一种四象限运行交流变频电牵引采煤机，采煤机包括有滚筒、摇臂、牵引箱、行走箱、控制箱、机身、滑靴组件，滚筒连接于摇臂出轴端，摇臂另一端铰接于机身，摇臂和机身间设置有调高油缸，机身上设置有牵引箱和行走箱，牵引箱的交流电动机经传动轮系和行走箱的行走轮组件呈驱动连接，行走轮组件和工作面输送机构的销轨啮合，其特征在于：机身(7)上设置有四象限运行变频调速装置(6)，四象限运行变频调速装置(6)经电缆连接有牵引箱(3、3’)中的交流电动机(31)，四象限运行变频装置(5)还连接有制动单元(33)。

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