一種礦用刮板機控制系統及其控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種礦用刮板機控制系統及其控制方法。該系統包括分別與三相電源連接主線路，設于主線路一端的總電源開關，設于主線路另一端的被控設備主電機和被控設備輔助電機，與被控設備主電機連接的減速器；設于主線路上的可控軟啟動裝置；初級繞組安裝于總電源開關和可控軟啟動裝置之間主線路上的控制變壓器；與控制變壓器的第一次級繞組連接的先導組件；與控制變壓器的第二次級繞組連接的繼電器裝置；與繼電器裝置連接的可控軟啟動裝置控制器和主令開關；控制該系統工作的PC控制板；以及與PC控制板連接的雙向晶閘管組件，且該雙向晶閘管組件與被控設備主電機連接。本發明體積小，可滿足井下狹小空間的安裝要求。
【專利說明】一種礦用刮板機控制系統及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及煤礦【技術領域】，更具體地說，特別涉及一種礦用刮板機控制系統及其控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著煤礦整合生產規模的不斷擴大，長距離、大傾角、大功率礦用刮板機已得到普遍推廣使用。如何順利啟動大功率刮板機，是煤礦生產急需解決的問題。由于礦用刮板機一種井下運輸設備，用于采煤工作面。供電距離遠，線路電壓損失大，重載啟動。目前較為普遍的是采用液力偶合器和磨擦偶合器啟動，將電機力矩傳遞給減速器高速軸，存在體積大、故障率高、效率低，啟動時有明顯沖擊，電壓損失大，啟動困難等缺點，特別是隨著電機功率的不斷加大，傳統的偶合器啟動，因體積太大，已不能滿足井下狹小的使用空間。因此，為避免上述技術問題，確有必要提供一種高性能的啟動設備，以克服現有技術中的所述缺陷。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于針對現有技術中因采用傳動的偶合器啟動而存在體積大、不能滿足井下狹小空間要求的技術問題，提供一種礦用刮板機控制系統及其控制方法。
[0004]一方面，為了解決以上提出的問題，本發明采用的一個技術方案為:一種礦用刮板機控制系統，包括分別與三相電源連接主線路，設于主線路一端的總電源開關，設于主線路另一端的被控設備主電機和被控設備輔助電機，與被控設備主電機連接的減速器；其還包括設于主線路上的可控軟啟動裝置RQD ;具有一個初級繞組和多個次級繞組的控制變壓器，且該控制變壓器的初級繞組安裝于總電源開關和可控軟啟動裝置RQD之間的主線路上；與所述控制變壓器的第一次級繞組連接的先導組件；與所述控制變壓器的第二次級繞組連接且用于控制所述被控設備主電機和被控設備輔助電機的繼電器裝置；與所述繼電器裝置連接的可控軟啟動裝置控制器和主令開關；控制該系統工作的PC控制板；以及與所述PC控制板連接的雙向晶閘管組件，且該雙向晶閘管組件與被控設備主電機連接。
[0005]根據本發明的一優選實施例:所述繼電器裝置包括相互并聯的停止按鈕、中間繼電器、輔助接觸器和旁路接觸器，所述停止按鈕一端與第二次級繞組一端連接，另一端與中間繼電器一端、輔助接觸器一端和旁路接觸器一端連接，所述旁路接觸器與可控軟啟動裝置控制器、主令開關串聯，所述中間繼電器的一個常開觸點安裝于主令開關上，所述中間繼電器的另一個常開觸點安裝于輔助接觸器與第二次級繞組另一端的連接線上，所述輔助接觸器的常開觸點安裝于被控設備輔助電機與可控軟啟動裝置RQD輸入端的連接線上，所述旁路接觸器的常開觸點安裝于被控設備主電機與可控軟啟動裝置RQD輸入端的連接線上，所述主令開關還與第二次級繞組另一端連接。
[0006]根據本發明的一優選實施例:所述雙向晶閘管組件包括三個連接于PC控制板上的雙向晶閘管。
[0007]根據本發明的一優選實施例:還包括與所述PC控制板連接的輔助控制變壓器。[0008]根據本發明的一優選實施例:還包括電機綜合保護裝置、阻容吸收裝置和電流變送器；其中，所述電機綜合保護裝置分別與所述第二次級繞組一端以及停止按鈕一端連接，且所述電機綜合保護裝置還與被控設備主電機的輸入端連接；所述阻容吸收裝置并聯于可控軟啟動裝置上；所述電流變送器安裝于可控軟啟動裝置輸入端的主線路上。
[0009]根據本發明的一優選實施例:還包括設于PC控制板上的通信接口，且該通信接口為 MODBUS 接 口。
[0010]根據本發明的一優選實施例:所述被控設備主電機與減速器之間采用梅花彈性聯軸器連接。
[0011]另一方面，為了解決以上提出的問題，本發明采用的另一個技術方案為:一種礦用刮板機控制系統的控制方法，包括軟啟動過程和軟停止過程，其中，所述軟啟動過程包括:首先，開啟總電源開關，并接通先導組件的外控端子Al和BI，該先導組件工作；其次，控制主令開關轉換到軟啟動位置，繼電器裝置控制被控設備輔助電機運行；然后，所述PC控制板控制雙向晶閘管組件導通，所述被控設備主電機實現軟啟動，經減速器帶動礦用刮板機工作；所述軟停止過程包括:控制繼電器裝置斷電，使所述PC控制板控制雙向晶閘管組件關閉，所述被控設備主電機實現軟停止，并經減速器帶動礦用刮板機停止工作。
[0012]根據本發明的一優選實施例:所述軟啟動過程中的繼電器裝置控制被控設備輔助電機運行具體為:當控制主令開關轉換到軟啟動位置時，所述中間繼電器的常開觸點吸合，使輔助接觸器的常開觸點吸合，所述被控設備輔助電機運行。
[0013]根據本發明的一優選實施例:所述軟停止過程具體包括:按下所述停止按鈕，使中間繼電器失電，所述PC控制板使旁路接觸器失電，使雙向晶閘管組件關閉，所述被控設備主電機實現軟停止，并經減速器帶動礦用刮板機停止工作。
[0014]與現有技術相比，本發明的有益效果在于:1、本發明能夠使電機的啟動、停機平穩，通過PC控制板控制雙向晶閘管導通角的大小，控制輸出電壓或電流上升，減少設備沖擊，延長設備使用壽命，同時控制體系統體積小，可滿足井下狹小空間的安裝要求；2、大大的減小啟動時主線路中的電壓損失，便于大功率設備的重載啟動。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明的礦用刮板機控制系統及其控制方法的正面結構圖。
[0016]附圖標記說明:1、先導組件，2、停止按鈕，3、中間繼電器，4、輔助接觸器，5、旁路接觸器，6、主令開關，7、雙向晶閘管組件，8、PC控制板，9、輔助控制變壓器，10、電機綜合保護裝置，11、阻容吸收裝置，12、被控設備主電機，13、被控設備輔助電機，14、電流變送器，15、總電源開關，16、控制變壓器。
【具體實施方式】
[0017]下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。
[0018]參閱圖1所示，本實施例提供一種礦用刮板機控制系統，包括分別與三相電源連接主線路，設于主線路一端的總電源開關15，設于主線路另一端的被控設備主電機12和被控設備輔助電機13，與被控設備主電機12連接的減速器；其還包括設于主線路上的可控軟啟動裝置RQD ;具有一個初級繞組和多個次級繞組的控制變壓器16，且該控制變壓器16的初級繞組安裝于總電源開關15和可控軟啟動裝置RQD之間的主線路上；與所述控制變壓器16的第一次級繞組連接的先導組件I ;與所述控制變壓器16的第二次級繞組連接且用于控制所述被控設備主電機12和被控設備輔助電機13的繼電器裝置；與所述繼電器裝置連接的可控軟啟動裝置控制器和主令開關6 ;控制該系統工作的PC控制板8 ;以及與所述PC控制板8連接的雙向晶閘管組件7，且該雙向晶閘管組件7與被控設備主電機12連接。
[0019]其中:繼電器裝置包括相互并聯的停止按鈕2、中間繼電器3、輔助接觸器4和旁路接觸器5，所述停止按鈕2 —端與第二次級繞組一端連接，另一端與中間繼電器3 —端、輔助接觸器4 一端和旁路接觸器5 —端連接，所述旁路接觸器5與可控軟啟動裝置控制器、主令開關6串聯，所述中間繼電器3的一個常開觸點安裝于主令開關6上，所述中間繼電器3的另一個常開觸點安裝于輔助接觸器4與第二次級繞組另一端的連接線上，所述輔助接觸器4的常開觸點安裝于被控設備輔助電機13與可控軟啟動裝置RQD輸入端的連接線上，所述旁路接觸器5的常開觸點安裝于被控設備主電機12與可控軟啟動裝置RQD輸入端的連接線上，所述主令開關6還與第二次級繞組另一端連接。
[0020]可控軟啟動裝置RQD在啟動時按設置的啟動時間，初步開啟可控硅，輸出電壓逐步加到額定值，實現刮板機的軟啟動；停機時按設置的停機時間，初步關閉可控硅，輸出電壓由額定值逐步減到O伏，實現刮板機的軟停止。在PC控制板8上裝有控制程序，該程序設定在啟動時按設置的啟動時間，初步開啟晶閘管，輸出電壓逐步加到額定值，實現刮板機的軟啟動；停機時按設置的停機時間，初步關閉晶閘管，輸出電壓由額定值逐步減到O伏，實現刮板機的軟停止。
[0021]本實施例中的雙向晶閘管組件7包括三個連接于PC控制板8上的雙向晶閘管。
[0022]本實施例還包括與所述PC控制板8連接的輔助控制變壓器9。
[0023]本實施例中的先導組件I可以從購買市場上的，在工作時，其外控端子Al和BI外接控制信號，控制刮板機的啟動和停止。
[0024]為進一步保護本實施例的控制系統，本實施例還包括電機綜合保護裝置10、阻容吸收裝置11和電流變送器14 ;其中，所述電機綜合保護裝置10分別與所述第二次級繞組一端以及停止按鈕2 —端連接，且所述電機綜合保護裝置10還與被控設備主電機12的輸入端連接；所述阻容吸收裝置11并聯于可控軟啟動裝置RQD上；所述電流變送器14安裝于可控軟啟動裝置RQD輸入端的主線路上。
[0025]上述的電機綜合保護裝置10 —般是外購的成品，用于對電機實現過載、缺相、接地保護；阻容吸收裝置11是用電容、電阻串聯組焊的，作用是消除可控軟啟動裝置RQD產生的高次諧波，減少控制系統的干擾和對電機絕緣的影響。
[0026]本實施例還包括設于PC控制板8上的通信接口，且該通信接口為MODBUS接口。使得本系統的控制方式可就地控制、也可遠方控制，同時方便井口接入全礦井自動化系統。
[0027]為了簡化傳動機構的結構，設置被控設備主電機12與減速器之間采用梅花彈性聯軸器連接來現有的取代液力偶合器和摩擦偶合器。
[0028]再結合圖1所示，本實施例還提供一種實現上述礦用刮板機控制系統的控制方法，其包括軟啟動過程和軟停止過程，其中，軟啟動過程包括:首先，開啟總電源開關15，并接通先導組件I的外控端子Al和BI，該先導組件I工作；其次，控制主令開關6轉換到軟啟動位置，繼電器裝置控制被控設備輔助電機13運行，即當控制主令開關6轉換到軟啟動位置時，所述中間繼電器3的常開觸點吸合，使輔助接觸器4的常開觸點吸合，所述被控設備輔助電機13運行；然后，所述PC控制板8控制雙向晶閘管組件7導通，所述被控設備主電機12實現軟啟動，經減速器帶動礦用刮板機工作。而所述軟停止過程包括:控制繼電器裝置斷電，使所述PC控制板8控制雙向晶閘管組件7關閉，所述被控設備主電機12實現軟停止，并經減速器帶動礦用刮板機停止工作。即:按下所述停止按鈕2，使中間繼電器3失電，所述PC控制板8使旁路接觸器5失電，使雙向晶閘管組件7關閉，所述被控設備主電機12實現軟停止，并經減速器帶動礦用刮板機停止工作。
[0029]本實施例采用控制三組雙向晶閘管導通角的大小，來控制輸出電壓或電流上升，實現對電動機的軟起動、軟停止；而具體的控制功能包括對電動機的起動、可控加速、運行、可控減速；使該控制系統具有起動轉距大、電流小、減少線路壓降、起動平穩可靠、對電網沖擊小等優點，且起動曲線可根據現場實際狀況調整設定，從而減少起動時的鏈條張力和設備沖擊力。
[0030]總的來說，本實施例的優點在于:啟動、停機平穩，由于采用PC控制板控制三組雙向晶閘管導通角的大小，控制輸出電壓或電流上升，減少設備沖擊，延長設備使用壽命；減小啟動時線路電壓損失，便于大功率設備重載啟動；采用梅花彈性聯軸器取代液力偶合器和摩擦偶合器，大大的簡化機械傳動部的結構；可滿足高電壓、大功率的要求，最高電壓等級能達到10KV，功率達1000KW ;設置標準的MODBUS接口，便于同一設備上多臺電機功率平衡和實現全礦井自動化。
[0031]上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種礦用刮板機控制系統，包括分別與三相電源連接主線路，設于主線路一端的總電源開關(15),設于主線路另一端的被控設備主電機(12)和被控設備輔助電機(13),與被控設備主電機(12)連接的減速器；其特征在于:其還包括設于主線路上的可控軟啟動裝置(RQD);具有一個初級繞組和多個次級繞組的控制變壓器(16)，且該控制變壓器(16)的初級繞組安裝于總電源開關(15)和可控軟啟動裝置(RQD)之間的主線路上；與所述控制變壓器(16)的第一次級繞組連接的先導組件(I);與所述控制變壓器(16)的第二次級繞組連接且用于控制所述被控設備主電機(12)和被控設備輔助電機(13)的繼電器裝置；與所述繼電器裝置連接的可控軟啟動裝置控制器和主令開關(6);控制該系統工作的PC控制板(8);以及與所述PC控制板(8)連接的雙向晶閘管組件(7)，且該雙向晶閘管組件(7)與被控設備主電機(12)連接。
2.根據權利要求1所述的礦用刮板機控制系統，其特征在于:所述繼電器裝置包括相互并聯的停止按鈕(2)、中間繼電器(3)、輔助接觸器(4)和旁路接觸器(5)，所述停止按鈕(2)一端與第二次級繞組一端連接，另一端與中間繼電器(3) —端、輔助接觸器(4) 一端和旁路接觸器(5) —端連接，所述旁路接觸器(5)與可控軟啟動裝置控制器、主令開關(6)串聯，所述中間繼電器(3)的一個常開觸點安裝于主令開關(6)上，所述中間繼電器(3)的另一個常開觸點安裝于輔助接觸器(4)與第二次級繞組另一端的連接線上，所述輔助接觸器 (4)的常開觸點安裝于被控設備輔助電機(13)與可控軟啟動裝置(RQD)輸入端的連接線上，所述旁路接觸器(5)的常開觸點安裝于被控設備主電機(12)與可控軟啟動裝置(RQD)輸入端的連接線上，所述主令開關(6)還與第二次級繞組另一端連接。
3.根據權利要求2所述的礦用刮板機控制系統，其特征在于:所述雙向晶閘管組件(7)包括三個連接于PC控制板(8)上的雙向晶閘管。
4.根據權利要求2所述的礦用刮板機控制系統，其特征在于:還包括與所述PC控制板(8 )連接的輔助控制變壓器(9 )。
5.根據權利要求2所述的礦用刮板機控制系統，其特征在于:還包括電機綜合保護裝置(10)、阻容吸收裝置(11)和電流變送器(14);其中，所述電機綜合保護裝置(10)分別與所述第二次級繞組一端以及停止按鈕(2 ) 一端連接，且所述電機綜合保護裝置(10 )還與被控設備主電機(12)的輸入端連接；所述阻容吸收裝置(11)并聯于可控軟啟動裝置(RQD)上；所述電流變送器(14)安裝于可控軟啟動裝置(RQD)輸入端的主線路上。
6.根據權利要求2所述的礦用刮板機控制系統，其特征在于:還包括設于PC控制板(8 )上的通信接口，且該通信接口為MODBUS接口。
7.根據權利要求2所述的礦用刮板機控制系統，其特征在于:所述被控設備主電機(12)與減速器之間采用梅花彈性聯軸器連接。
8.一種根據權利要求2-7任一項所述的礦用刮板機控制系統的控制方法，包括軟啟動過程和軟停止過程，其特征在于，所述軟啟動過程包括:首先，開啟總電源開關(15)，并接通先導組件(I)的外控端子Al和BI，該先導組件(I)工作；其次，控制主令開關(6)轉換到軟啟動位置，繼電器裝置控制被控設備輔助電機(13 )運行；然后，所述PC控制板(8 )控制雙向晶閘管組件(7)導通，所述被控設備主電機(12)實現軟啟動，經減速器帶動礦用刮板機工作；所述軟停止過程包括:控制繼電器裝置斷電，使所述PC控制板(8)控制雙向晶閘管組件(7)關閉，所述被控設備主電機(12)實現軟停止，并經減速器帶動礦用刮板機停止工作。
9.根據權利要求8所述的礦用刮板機控制系統的控制方法，其特征在于:所述軟啟動過程中的繼電器裝置控制被控設備輔助電機13運行具體為:當控制主令開關(6)轉換到軟啟動位置時，所述中間繼電器(3)的常開觸點吸合，使輔助接觸器(4)的常開觸點吸合，所述被控設備輔助電機(13)運行。
10.根據權利要求8所述的礦用刮板機控制系統的控制方法，其特征在于，所述軟停止過程具體包括:按下所述停止按鈕(2)，使中間繼電器(3)失電，所述PC控制板(8)使旁路接觸器(5)失電，使雙向晶閘管組件(7)關閉，所述被控設備主電機(12)實現軟停止，并經減速器帶動礦用刮板機停 止工作。
【文檔編號】H02P3/18GK103475277SQ201310293215
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年7月14日 優先權日:2013年7月14日
【發明者】李新良, 廖超平, 文德新, 熊菊芳 申請人:湖南金塔機械制造有限公司