鋼絲繩鋸采煤電氣控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及煤的開(kāi)采裝置電控系統(tǒng)，尤其涉及一種鋼絲繩鋸采煤電氣控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]面對(duì)急傾斜薄煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜不穩(wěn)定的情況，鋼絲繩鋸采煤法作為新型開(kāi)采工藝將大量應(yīng)用于開(kāi)采中，提高開(kāi)采效率，降低開(kāi)采難度。鋼絲繩鋸采煤系統(tǒng)通過(guò)變頻調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制上、下巷絞車帶動(dòng)鋼絲繩鋸?fù)鶑?fù)運(yùn)動(dòng)對(duì)煤壁進(jìn)行切割，實(shí)現(xiàn)采煤作業(yè)。對(duì)于不同的煤層硬度，為保證鋼絲繩能夠一直拉緊拉直、緊貼煤壁對(duì)煤壁進(jìn)行切割采煤作業(yè)，防止繩鋸卡繩卡鋸，需要恒張力調(diào)速控制系統(tǒng)使上下巷兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)同步恒張力運(yùn)行。在恒張力工況條件下，變頻系統(tǒng)根據(jù)收放線張力之前的預(yù)設(shè)值，檢測(cè)實(shí)際張力后通過(guò)變頻器調(diào)速實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的恒速控制或者恒轉(zhuǎn)矩控制。
[0003]目前常見(jiàn)的煤鋸采煤法存在以下問(wèn)題:
[0004]1、煤鋸連接鋼絲繩張力調(diào)節(jié)問(wèn)題:煤鋸的鋼絲繩可根據(jù)使用的絞車合理選配，鋸刀之間采用2.0?2.5米的短鋼絲繩連接，鋸刀的個(gè)數(shù)應(yīng)根據(jù)絞車牽引能力及煤層硬度確定，但在實(shí)際實(shí)用過(guò)程中，落煤的效率還與鋼絲繩的張力關(guān)系較大，張力調(diào)節(jié)是一個(gè)還沒(méi)有解決的問(wèn)題。
[0005]2、上下巷驅(qū)動(dòng)絞車同步問(wèn)題:由于鋼絲繩鋸的自動(dòng)化水平不高，上下巷絞車同時(shí)工作要求必須同步，絞車工協(xié)調(diào)一致至關(guān)重要，上下巷必須設(shè)置電話和可靠的信號(hào)裝置，同時(shí)絞車工在工作必須精力集中，有良好的精神狀態(tài)，如果稍有操作不當(dāng)，有可能發(fā)生斷繩故障，從而帶來(lái)機(jī)械傷害的危險(xiǎn)。提高鋼絲繩鋸的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行是一個(gè)還沒(méi)有解決的問(wèn)題。
[0006]3、針對(duì)鋼絲繩鋸在采煤工作內(nèi)持續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，制動(dòng)耗電量大，浪費(fèi)嚴(yán)重，電能節(jié)約是該裝置需要解決的一個(gè)問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型目的是為了解決鋼絲繩鋸采煤現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種鋼絲繩鋸采煤電氣控制系統(tǒng)。保證絞車正向和反向運(yùn)行時(shí)鋼絲繩切割張力一致，避免采煤時(shí)因太松或太緊而拉斷鋼絲繩。通過(guò)公共直流母線的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電能節(jié)能回饋。
[0008]本實(shí)用新型所述鋼絲繩鋸采煤電氣控制系統(tǒng)，它包括牽引鋼絲繩、η個(gè)鋸煤碎煤刀、下限位器、上限位器、下導(dǎo)向輪、上導(dǎo)向輪、下巷道絞車、上巷道絞車、下巷道電機(jī)、上巷道電機(jī)、下巷道變頻器和上巷道變頻器；
[0009]下導(dǎo)向輪、上導(dǎo)向輪分別位于工作面兩個(gè)出口處；
[0010]牽引鋼絲繩的上端繞過(guò)上導(dǎo)向輪與上巷道絞車連接；牽引鋼絲繩的下端繞過(guò)下導(dǎo)向輪與下巷道絞車連接；牽引鋼絲繩位于工作面范圍內(nèi)的上、下端分別設(shè)置有上限位器和下限位器；牽引鋼絲繩的中段設(shè)置有η個(gè)鋸煤碎煤刀；
[0011]下巷道絞車由下巷道電機(jī)帶動(dòng)切換收/放線運(yùn)行狀態(tài)；下巷道電機(jī)由下巷道變頻器控制其加速/減速狀態(tài)、電動(dòng)/制動(dòng)狀態(tài)；上巷道絞車由上巷道電機(jī)帶動(dòng)切換收/放線運(yùn)行狀態(tài)；上巷道電機(jī)由上巷道變頻器控制其加速/減速狀態(tài)、電動(dòng)/制動(dòng)狀態(tài)；
[0012]根據(jù)電機(jī)恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行時(shí)制動(dòng)狀態(tài)電機(jī)的饋電電流獲取牽引鋼絲繩的張力數(shù)據(jù)，并作為反饋信號(hào)，制動(dòng)電機(jī)對(duì)應(yīng)變頻器根據(jù)所述反饋信號(hào)調(diào)整輸出控制指令，以控制該路絞車收/放線，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)同步恒張力運(yùn)行。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型解決了背景中鋼絲繩鋸采煤存在的缺陷，本實(shí)用新型用于對(duì)鋼絲繩鋸采煤裝置的電氣控制，通過(guò)設(shè)置變頻器參數(shù)，利用變頻器內(nèi)部擴(kuò)展組件編程控制電機(jī)的狀態(tài)，使上、下巷道兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)恒張力同步運(yùn)行，使鋼絲繩鋸在一定恒張力下正常工作采煤。共直流母線驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電能回饋，節(jié)能效果顯著。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型所述鋼絲繩鋸采煤電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型共直流母線驅(qū)動(dòng)變頻系統(tǒng)主電路。
【具體實(shí)施方式】
[0016]【具體實(shí)施方式】一:下面結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述鋼絲繩鋸采煤電氣控制系統(tǒng)，它包括牽引鋼絲繩1、η個(gè)鋸煤碎煤刀2、下限位器3、上限位器4、下導(dǎo)向輪5、上導(dǎo)向輪6、下巷道絞車7、上巷道絞車8、下巷道電機(jī)9、上巷道電機(jī)10、下巷道變頻器和上巷道變頻器；
[0017]下導(dǎo)向輪5、上導(dǎo)向輪6分別位于工作面兩個(gè)出口處；
[0018]牽引鋼絲繩1的上端繞過(guò)上導(dǎo)向輪6與上巷道絞車8連接；牽引鋼絲繩1的下端繞過(guò)下導(dǎo)向輪5與下巷道絞車7連接；牽引鋼絲繩1位于工作面范圍內(nèi)的上、下端分別設(shè)置有上限位器4和下限位器3 ;牽引鋼絲繩1的中段設(shè)置有η個(gè)鋸煤碎煤刀2 ;
[0019]下巷道絞車7由下巷道電機(jī)9帶動(dòng)切換收/放線運(yùn)行狀態(tài)；下巷道電機(jī)9由下巷道變頻器控制其加速/減速狀態(tài)、電動(dòng)/制動(dòng)狀態(tài)；上巷道絞車8由上巷道電機(jī)10帶動(dòng)切換收/放線運(yùn)行狀態(tài)；上巷道電機(jī)10由上巷道變頻器控制其加速/減速狀態(tài)、電動(dòng)/制動(dòng)狀態(tài)；
[0020]根據(jù)電機(jī)恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行時(shí)制動(dòng)狀態(tài)電機(jī)的饋電電流獲取牽引鋼絲繩1的張力數(shù)據(jù)，并作為反饋信號(hào)，制動(dòng)電機(jī)對(duì)應(yīng)變頻器根據(jù)所述反饋信號(hào)調(diào)整輸出控制指令，以控制該路絞車收/放線，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)同步恒張力運(yùn)行。
[0021]兩個(gè)變頻器內(nèi)部的擴(kuò)展組件編程構(gòu)成整個(gè)電氣系統(tǒng)的控制核心，通過(guò)對(duì)不同煤層的運(yùn)行參數(shù)設(shè)置，根據(jù)電機(jī)恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行時(shí)制動(dòng)變頻器的饋電電流反推計(jì)算出鋼絲繩張力數(shù)據(jù)，獲得的反饋信號(hào)，控制上、下巷絞車實(shí)現(xiàn)同步恒張力運(yùn)行。在采煤過(guò)程中，隨著鋼絲繩鋸采煤工作中阻力的變化，恒轉(zhuǎn)矩電機(jī)的速度會(huì)發(fā)生變化，變頻器發(fā)出加速或減速的指令并控制電機(jī)在制動(dòng)狀態(tài)和電動(dòng)狀態(tài)之間切換，從而實(shí)現(xiàn)恒張力控制，使鋼絲繩鋸在一定恒張力下正常工作。
[0022]當(dāng)牽引鋼絲繩1向下運(yùn)行時(shí)，下巷道變頻器逆變單元11控制下巷道電機(jī)9為恒速度運(yùn)行的收線絞車，上巷道變頻器逆變單元12控制上巷道電機(jī)10為給定恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行的放線絞車。以下巷道電機(jī)9收線絞車的速度為參考，上巷道變頻器逆變單元12根據(jù)上巷道電機(jī)10運(yùn)行時(shí)的制動(dòng)狀態(tài)所產(chǎn)生的饋電電流反推計(jì)算出鋼絲繩張力數(shù)據(jù)，并根據(jù)其張力數(shù)據(jù)對(duì)上巷道電機(jī)10進(jìn)行恒轉(zhuǎn)矩制動(dòng)控制。當(dāng)鋼絲繩鋸向下運(yùn)行時(shí)，電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)切換，如此反復(fù)使鋼絲繩鋸在采煤工作面實(shí)現(xiàn)循環(huán)往復(fù)切割運(yùn)動(dòng)。
[0023]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明，下巷道變頻器的控制單元包括下巷道變頻器逆變單元11和下巷道變頻器有源前端13 ;上巷道變頻器的控制單元包括上巷道變頻器逆變單元12和上巷道變頻器有源前端14 ;
[0024]下巷道變頻器有源前端13和上巷道變頻器有源前端14均為整流單元AFE ;并連接在一條公共直流母線上；
[0025]下巷道變頻器逆變單元11和上巷道變頻器逆變單元12均為雙向逆變單元INU ；
[0026]下巷道變頻器有源前端13的交流測(cè)經(jīng)由濾波單元連接交流電源；下巷道變頻器有源前端13的直流側(cè)連接公共直流母線；
[0027]上巷道變頻器有源前端14的交流測(cè)經(jīng)由濾波單元連接交流電源；上巷道變頻器有源前端14的直流側(cè)連接公共直流母線；
[0028]下