鋼絲繩鋸采煤電氣控制系統(tǒng)技術方案

鋼絲繩鋸采煤電氣控制系統(tǒng)，涉及煤的開采裝置電控系統(tǒng)，本發(fā)明專利技術為解決鋼絲繩鋸采煤現(xiàn)有技術的不足。本發(fā)明專利技術包括牽引鋼絲繩、n個鋸煤碎煤刀、上、下限位器、上、下導向輪、上、下巷道絞車、上、下巷道電機、上、下巷道變頻器；下巷道絞車由下巷道電機帶動切換收/放線運行狀態(tài)；下巷道電機由下巷道變頻器控制其加速/減速狀態(tài)、電動/制動狀態(tài)；上巷道絞車由上巷道電機帶動切換收/放線運行狀態(tài)；上巷道電機由上巷道變頻器控制其加速/減速狀態(tài)、電動/制動狀態(tài)；根據電機恒轉矩運行時制動狀態(tài)電機的饋電電流獲取牽引鋼絲繩的張力數據，并作為反饋信號，制動電機對應變頻器根據所述反饋信號調整輸出控制指令，實現(xiàn)同步恒張力運行。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及煤的開采裝置電控系統(tǒng)，尤其涉及一種鋼絲繩鋸采煤電氣控制系統(tǒng)。
技術介紹
面對急傾斜薄煤層結構復雜不穩(wěn)定的情況，鋼絲繩鋸采煤法作為新型開采工藝將大量應用于開采中，提高開采效率，降低開采難度。鋼絲繩鋸采煤系統(tǒng)通過變頻調速系統(tǒng)驅動控制上、下巷絞車帶動鋼絲繩鋸往復運動對煤壁進行切割，實現(xiàn)采煤作業(yè)。對于不同的煤層硬度，為保證鋼絲繩能夠一直拉緊拉直、緊貼煤壁對煤壁進行切割采煤作業(yè)，防止繩鋸卡繩卡鋸，需要恒張力調速控制系統(tǒng)使上下巷兩個驅動裝置實現(xiàn)同步恒張力運行。在恒張力工況條件下，變頻系統(tǒng)根據收放線張力之前的預設值，檢測實際張力后通過變頻器調速實現(xiàn)對電動機的恒速控制或者恒轉矩控制。目前常見的煤鋸采煤法存在以下問題:1、煤鋸連接鋼絲繩張力調節(jié)問題:煤鋸的鋼絲繩可根據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，鋸刀的個數應根據絞車牽引能力及煤層硬度確定，但在實際實用過程中，落煤的效率還與鋼絲繩的張力關系較大，張力調節(jié)是一個還沒有解決的問題。2、上下巷驅動絞車同步問題:由于鋼絲繩鋸的自動化水平不高，上下巷絞車同時工作要求必須同步，絞車工協(xié)調一致至關重要，上下巷必須設置電話和可靠的信號裝置，同時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，有可能發(fā)生斷繩故障，從而帶來機械傷害的危險。提高鋼絲繩鋸的自動化水平，實現(xiàn)同步運行是一個還沒有解決的問題。3、針對鋼絲繩鋸在采煤工作內持續(xù)往復運動，制動耗電量大，浪費嚴重，電能節(jié)約是該裝置需要解決的一個問題。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術目的是為了解決鋼絲繩鋸采煤現(xiàn)有技術的不足，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行時鋼絲繩切割張力一致，避免采煤時因太松或太緊而拉斷鋼絲繩。通過公共直流母線的應用，實現(xiàn)電能節(jié)能回饋。本專利技術所述鋼絲繩鋸采煤電氣控制系統(tǒng)，它包括牽引鋼絲繩、η個鋸煤碎煤刀、下限位器、上限位器、下導向輪、上導向輪、下巷道絞車、上巷道絞車、下巷道電機、上巷道電機、下巷道變頻器和上巷道變頻器；下導向輪、上導向輪分別位于工作面兩個出口處；牽引鋼絲繩的上端繞過上導向輪與上巷道絞車連接；牽引鋼絲繩的下端繞過下導向輪與下巷道絞車連接；牽引鋼絲繩位于工作面范圍內的上、下端分別設置有上限位器和下限位器；牽引鋼絲繩的中段設置有η個鋸煤碎煤刀；下巷道絞車由下巷道電機帶動切換收/放線運行狀態(tài)；下巷道電機由下巷道變頻器控制其加速/減速狀態(tài)、電動/制動狀態(tài)；上巷道絞車由上巷道電機帶動切換收/放線運行狀態(tài)；上巷道電機由上巷道變頻器控制其加速/減速狀態(tài)、電動/制動狀態(tài)；根據電機恒轉矩運行時制動狀態(tài)電機的饋電電流獲取牽引鋼絲繩的張力數據，并作為反饋信號，制動電機對應變頻器根據所述反饋信號調整輸出控制指令，以控制該路絞車收/放線，進而實現(xiàn)同步恒張力運行。本專利技術的優(yōu)點:本專利技術解決了背景中鋼絲繩鋸采煤存在的缺陷，本專利技術用于對鋼絲繩鋸采煤裝置的電氣控制，通過設置變頻器參數，利用變頻器內部擴展組件編程控制電機的狀態(tài)，使上、下巷道兩個驅動裝置實現(xiàn)恒張力同步運行，使鋼絲繩鋸在一定恒張力下正常工作采煤。共直流母線驅動的應用，使系統(tǒng)實現(xiàn)電能回饋，節(jié)能效果顯著。【附圖說明】圖1是本專利技術所述鋼絲繩鋸采煤電氣控制系統(tǒng)的結構示意圖；圖2為本專利技術共直流母線驅動變頻系統(tǒng)主電路。【具體實施方式】【具體實施方式】一:下面結合圖1和圖2說明本實施方式，本實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個鋸煤碎煤刀2、下限位器3、上限位器4、下導向輪5、上導向輪6、下巷道絞車7、上巷道絞車8、下巷道電機9、上巷道電機10、下巷道變頻器和上巷道變頻器；下導向輪5、上導向輪6分別位于工作面兩個出口處；牽引鋼絲繩1的上端繞過上導向輪6與上巷道絞車8連接；牽引鋼絲繩1的下端繞過下導向輪5與下巷道絞車7連接；牽引鋼絲繩1位于工作面范圍內的上、下端分別設置有上限位器4和下限位器3 ;牽引鋼絲繩1的中段設置有η個鋸煤碎煤刀2 ;下巷道絞車7由下巷道電機9帶動切換收/放線運行狀態(tài)；下巷道電機9由下巷道變頻器控制其加速/減速狀態(tài)、電動/制動狀態(tài)；上巷道絞車8由上巷道電機10帶動切換收/放線運行狀態(tài)；上巷道電機10由上巷道變頻器控制其加速/減速狀態(tài)、電動/制動狀態(tài)；根據電機恒轉矩運行時制動狀態(tài)電機的饋電電流獲取牽引鋼絲繩1的張力數據，并作為反饋信號，制動電機對應變頻器根據所述反饋信號調整輸出控制指令，以控制該路絞車收/放線，進而實現(xiàn)同步恒張力運行。兩個變頻器內部的擴展組件編程構成整個電氣系統(tǒng)的控制核心，通過對不同煤層的運行參數設置，根據電機恒轉矩運行時制動變頻器的饋電電流反推計算出鋼絲繩張力數據，獲得的反饋信號，控制上、下巷絞車實現(xiàn)同步恒張力運行。在采煤過程中，隨著鋼絲繩鋸采煤工作中阻力的變化，恒轉矩電機的速度會發(fā)生變化，變頻器發(fā)出加速或減速的指令并控制電機在制動狀態(tài)和電動狀態(tài)之間切換，從而實現(xiàn)恒張力控制，使鋼絲繩鋸在一定恒張力下正常工作。當牽引鋼絲繩1向下運行時，下巷道變頻器逆變單元11控制下巷道電機9為恒速度運行的收線絞車，上巷道變頻器逆變單元12控制上巷道電機10為給定恒轉矩運行的放線絞車。以下巷道電機9收線絞車的速度為參考，上巷道變頻器逆變單元12根據上巷道電機10運行時的制動狀態(tài)所產生的饋電電流反推計算出鋼絲繩張力數據，并根據其張力數據對上巷道電機10進行恒轉矩制動控制。當鋼絲繩鋸向下運行時，電機運行狀態(tài)切換，如此反復使鋼絲繩鋸在采煤工作面實現(xiàn)循環(huán)往復切割運動。【具體實施方式】二:本實施方式對實施方式一作進一步說明，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 ;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；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 ；下巷道變頻器有源前端13的交流測經由濾波單元連接交流電源；下巷道變頻器有源前端13的直流側連接公共直流母線；上巷道變頻器有源前端14的交流測經由濾波單元連接交流電源；上巷道變頻器有源前端14的直流側連接公共直流母線；下巷道變頻器逆當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
鋼絲繩鋸采煤電氣控制系統(tǒng)，其特征在于，它包括牽引鋼絲繩(1)、n個鋸煤碎煤刀(2)、下限位器(3)、上限位器(4)、下導向輪(5)、上導向輪(6)、下巷道絞車(7)、上巷道絞車(8)、下巷道電機(9)、上巷道電機(10)、下巷道變頻器和上巷道變頻器；下導向輪(5)、上導向輪(6)分別位于工作面兩個出口處；牽引鋼絲繩(1)的上端繞過上導向輪(6)與上巷道絞車(8)連接；牽引鋼絲繩(1)的下端繞過下導向輪(5)與下巷道絞車(7)連接；牽引鋼絲繩(1)位于工作面范圍內的上、下端分別設置有上限位器(4)和下限位器(3)；牽引鋼絲繩(1)的中段設置有n個鋸煤碎煤刀(2)；下巷道絞車(7)由下巷道電機(9)帶動切換收/放線運行狀態(tài)；下巷道電機(9)由下巷道變頻器控制其加速/減速狀態(tài)、電動/制動狀態(tài)；上巷道絞車(8)由上巷道電機(10)帶動切換收/放線運行狀態(tài)；上巷道電機(10)由上巷道變頻器控制其加速/減速狀態(tài)、電動/制動狀態(tài)；根據電機恒轉矩運行時制動狀態(tài)電機的饋電電流獲取牽引鋼絲繩(1)的張力數據，并作為反饋信號，制動電機對應變頻器根據所述反饋信號調整輸出控制指令，以控制該路絞車收/放線，進而實現(xiàn)同步恒張力運行。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：楊慶江，馮新宇，邊莉，劉付剛，陳義平，蔣洪波，康輝，魏春榮，顧翔瑜，高貴亮，
申請(專利權)人：黑龍江科技大學，
類型：發(fā)明
國別省市：黑龍江;23