AM-50型掘进机电控设备发展状况

2005/9/12 10:21:52

摘　要：介绍了AM-50型掘进机电控设备发展的三个阶段。
关键词：电控；继电器；初期；改进；提高
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Development of the electrical-control equipment of AM-50 type heading machine

SUN Bao -liang¹， WANG Jian²， WANG-Xiao bin³
　　(1.Lease Comp.,Xishan Coal Electrical Group Comp.,Taiyuan 030053,China; 2.Harbin Coal Mine Machinery Research Institute,Harbin 150036,China; 3.Tunlan Coal Mine, Xishan Coal Electrical Group Comp., Taiyuan 030053, China)

Abstract:Three development stages of the electrical-control equipment of AM-50 type heading machine are introduced.
Key words:electrical-control;　relay;　initial stage;　improvement;　lift

0　前言
　　AM-50型掘进机(以下简称AM-50)是淮南煤矿机械厂于八十年代初期引进奥地利技术生产的一种半煤岩巷道掘进机。目前已生产近400台，在全国各大矿务局广泛使用。与其它型号的掘进机不同的是，AM-50电控设备比较复杂，控制回路多，控制功率大(见表1)，是整个掘进机故障发生率较高的环节。因此，改进电控设计，提高电控可靠性一直受到厂家、用户和科研机构的重视。多年来，随着技术的进步和理论水平的提高，AM-50电控，也经历了初期、改进、提高的发展阶段，下面阐述其发展过程。

表1

	切割	油泵	刮板	行走	内喷雾	转载
功率(kW)	100	11	11	15	11	7.5或11
电机数量	1	1	2	2	1	1

1　初期阶段
　　AM-50生产初期，电控设备主要由徐州煤矿机械厂配套生产。其电气原理源于对进口电控测绘，稍有不同。电器选型见表2。

表2

	切割	油原	刮板	行走	内喷雾	转载
主回路	CKJ-160	CJ10-40	CJ10-40	CJ20-63	CJ10-40	CJ10-90
控制回路	JZ₇-44或JZ₇-62
过载断相	JR16-120　　　　　　JR16-16
漏电保护	LSJ-00
过热保护	RMJ-00

　　由于是第一次生产掘进机电控设备，对其工况了解和理论认识不深、加上当时国内可选用的低压电器产品型号很少，所以设计开始时就有一定的局限性；这一阶段的电控只是初级的，是AM-50电控完全国产化的过渡阶段。表2中CJ10、CJ20交流继电器，JR16热继电器及JZ₇系列中间继电器均为机床控制电器，其电气特性不适宜井下操作频繁、振动大、湿度大、电压波动大、重载启动的环境，尤其是CJ10、JZ₇、JR16，目前国内已属淘汰产品，很少生产。这一阶段电控表现出的主要问题：
　　(1)主回路控制电器CJ10、CJ20，现场工作时损坏频繁。
　　(2)保护插件因抗干扰环节较薄弱，工艺处理不够理想，元件老化，误动现象较严重。
　　(3)腔内接线工艺差，接线复杂，仅保护插件就多达17只，不便维护。
　　总之，此阶段电控不太理想，存在不少问题，但是，由于AM-50掘进机高速度高效率和当时的经济形势决定了许多煤矿不惜加大使用成本，以频繁更换配件来维持掘进机生产，这种状况一直延续到1989年，淮南煤机厂开始自己研制AM-50电控。

2　改进阶段
　　这一阶段电控是在总结徐州产电控设备不足的基础上改进设计的，其电气原理更加完善，电器选型更加合理(见表3)。与初级电控相比，具有如下优点。

表3

	切割	油泵	刮板	行走	内喷雾	转载
主回路	CKJ-160	B45	B85	B85	B45	B45
控制回路	3TH82-44或3TH82-62
过载、断相	JJB-FS	3UA59-2A或3HA59-2B
漏电、过热	JJB-FS	JJB-FC

　　(1)选用了JJB系列综合保护插件，它的突出特点是以LM124J型集成运放器为核心，电路设计新颖，集多种保护于一体，并增加了过热检测回路短路保护功能，性能优于徐州产插件，每台电控仅用7块插件，接线简单，维护方便。尤其值得一提的是JJB-FS综合保护插件，它首次取代以往的热继电器，通过电流取样单元对切割电机进行过载、断相保护，大大提高了保护的可靠性。
　　(2)电气系统选用的B系列交流接触器、3UA59系列热继电器和3TH82系列中间继电器，分别为引进法国BE公司和德国西门子公司先进技术生产的低压电器且有专用于煤矿井下的型号，其电气特性高于同类的国内产品，所以该电控的性能有较大提高并与1993年通过部级鉴定。
　　淮南产电控仍存在不足：
　　(1)由于行走电机工况条件比较恶劣，常在重载下运行，所以该回路B85和3UA59-2B损坏仍比较严重。
　　(2)中间控制环节设计上没有新的突破，不能抵御主回路高压对保护回路的冲击。
　　(3)JJB保护插件性能虽有提高，但抗干扰能力和抗高压冲击能力还需进一步加强。

3　提高阶段
　　1994年以后，随着煤矿电压等级由660 V升至1 140 V，淮南产电控也显得越来越不适应。虽匆匆在660 V电控基础上改制成千伏级电控，但因理论和设计很不成熟，尤其是不能实现两种电压等级兼容，因而导致千伏级电控失败，许多煤矿纷纷将千伏级电控改回660 V电控。直至1997年由淮南市电气技术应用研究所研制出一种全新的电控，这种状况才得以改善。
　　该电控的一种全新的设计概念在于充分总结徐州产、淮南产电控的基础上设计出来，它以可编程序控制器PLC为控制中心，通过程序控制逻辑操作，提高控制环节的可靠性。如延缓换相操作频率和提前释放延时投入检测等，以提高系统抗干扰抗冲击能力。保护环节采用的是单片微型机为核心智能型综合保护器，它将模拟电路改为数字电路，大大提高了抗干扰能力，每条主回路对应一块插件，为相应主回路提供过载、过流、断相、漏电、过热、热短等保护。尤其是过载断相过流保护，它的穿心电流互感器为取样单元替代了所有热继电器，大大提高了系统的可靠性。
　　该插件可通过设置，选择660 V或1 140 V工作状态。
　　目前该新型电控已在义马矿务局使用4台，收到非常好的效果，并逐步向其它矿务局推广。

4　结论
　　以上是AM-50电控器从初期到改进，再到提高三个发展阶段，每一阶段都伴随技术上的进步。相信随着理论的提高和技术进步，AM-50电控一定会发展得更完善更先进。

作者简介：孙宝良(1955-)，男，山西太原人，工程师，现在西山煤电集团公司租赁公司配件科工作。

作者单位：孙宝良　西山煤电集团公司租赁公司，山西太原 030053；王建　王小斌³哈尔滨煤矿机械研究所，黑龙江哈尔滨 150036；
王小斌　西山煤电集团公司屯兰煤矿，山西太原 030053

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