何 鵬

（山西汾西礦業(yè)集團(tuán)正新煤焦有限責(zé)任公司賈郭煤礦，山西 沁源 046500）

引言

采煤機(jī)設(shè)備是煤礦開(kāi)采工作面中的核心設(shè)備之一，采煤機(jī)設(shè)備的運(yùn)行工作狀態(tài)與采煤工作面的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全性有著直接的關(guān)聯(lián)。采煤機(jī)設(shè)備調(diào)控配件與系統(tǒng)牽制，線路電器所產(chǎn)生的故障類(lèi)型多樣化，同時(shí)電器配件的成本相對(duì)較高，在某些工作環(huán)境條件下會(huì)產(chǎn)生備用電器件無(wú)法完全適應(yīng)生產(chǎn)工作要求等相關(guān)問(wèn)題。在有效保證各環(huán)節(jié)工作順利開(kāi)展的條件下，需要盡可能降低各種儀器設(shè)備維修成本，并且展開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)勘查和分析工作，有效找到其中產(chǎn)生的故障問(wèn)題原因，有效調(diào)整已經(jīng)出現(xiàn)損壞問(wèn)題的電氣系統(tǒng)工作參數(shù)，降低儀器設(shè)備產(chǎn)生故障的停歇時(shí)間。

1 提高采煤機(jī)調(diào)控電源技術(shù)水平

1.1 采煤機(jī)調(diào)控電源系統(tǒng)構(gòu)成

采煤機(jī)調(diào)控電源系統(tǒng)的構(gòu)成如圖1 所示。因?yàn)檎{(diào)控系統(tǒng)主要是通過(guò)TM2、TM3 及TM4 等變壓器設(shè)備所組成，其中TM2 將電壓3 300 V 轉(zhuǎn)化成1 140 V，然后將其輸送到TM3 和TM4 兩個(gè)主變壓器系統(tǒng)當(dāng)中。TM3 變壓器的主要作用是實(shí)現(xiàn)將1 140 V 的電壓降低到36 V、25 V 及24 V 三個(gè)等級(jí)同時(shí)供電電壓，一端36 V 供電電壓又承擔(dān)KM1、KM2 和KM3三個(gè)線圈的正常供電工作，經(jīng)過(guò)VC1 的整流作用之后，電壓25 V 成為繼電器板的最終供電電壓，最后的電壓24 V 成為主控制器所需要的供電電壓。TM4變壓器的主要作用，是實(shí)現(xiàn)將電壓1 140 V 降低到32 V、27 V、20 V 及15 V 四個(gè)不同等級(jí)，同時(shí)電壓27 V 屬于瓦斯斷電儀表工作過(guò)程中所需要的電壓，經(jīng)過(guò)AC2 整流作用調(diào)節(jié)之后，將會(huì)進(jìn)一步加大滾筒的電磁閥及為制動(dòng)電磁閥所提供的電力大小[1]。

圖1 采煤機(jī)原主控制系統(tǒng)示意圖

1.2 存在的主要問(wèn)題

在工作面的調(diào)控生產(chǎn)工作過(guò)程中，采煤機(jī)設(shè)備偶爾會(huì)出現(xiàn)斷電以致停止運(yùn)行等情況，嚴(yán)重影響整個(gè)生產(chǎn)工作進(jìn)程，可以初步分析得出采煤機(jī)內(nèi)部的元器件失調(diào)問(wèn)題。在斷電之后打開(kāi)采煤機(jī)的機(jī)蓋，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)當(dāng)中的變壓器電壓大小為3 300 V/1 140 V 的TM2 變壓器設(shè)備停止運(yùn)行，緊接著變動(dòng)變壓器PM3和TM4 提供的1 140 V 電壓大小。由于這種變壓器內(nèi)部的器件購(gòu)買(mǎi)較困難，在產(chǎn)生不良問(wèn)題時(shí)只能改造3 300 V/127 V 的變壓器設(shè)備。

1.3 改造技術(shù)方法

將3 300 V 電壓先傳輸?shù)诫妷? 140 V 的TM2變壓器當(dāng)中，然后再依次傳遞到TM3 與TM4 變壓器設(shè)備內(nèi)部，兩個(gè)變壓器最初所接收的電源電壓量大小為1 140 V，TM4 變壓器次級(jí)正好存在于110 V 的輸入電壓，因此可以利用該功的條件對(duì)其展開(kāi)技術(shù)改造工作，保證系統(tǒng)整體供電和電壓分配的科學(xué)性與合理性[2]。

1.4 改造工作結(jié)果

將電壓為3 300 V/127 V 變壓器設(shè)備TMS 直接連接到主線路當(dāng)中，同時(shí)將電壓3 300 V/127 V 的電壓輸出線路直接并聯(lián)到110 V 到TM4 變壓器的接線位置，通過(guò)這一方法TMS 變壓器端，不但輸入了110 V 的負(fù)載電壓，同時(shí)在TM4 電壓升高之后，也可以獲取其中的1 140 V 的輸出端電壓，同時(shí)TM3 初級(jí)變壓器設(shè)備也承載了1 140 V 的輸入端電壓。通過(guò)這種改造方法，可以有效保證TM3 變壓器次級(jí)電源當(dāng)中的輸入電壓穩(wěn)定性，有效保證采煤機(jī)所連接的所有調(diào)控電源都處于正常穩(wěn)定的運(yùn)行工作狀態(tài)下。

2 采煤機(jī)組調(diào)控技術(shù)體系改造分析

2.1 采煤機(jī)組調(diào)控工作體系

采煤機(jī)的主調(diào)控體系主要包含左右遙控器、主控器、顯示屏及端頭站等相關(guān)元器件。主控器在工作過(guò)程中的主要作用是：收集電動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中的電流變化信息，以及端頭站和遙控信息所輸送的調(diào)控信息內(nèi)容，對(duì)其展開(kāi)邏輯分析工作之后，有效調(diào)控系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)工作狀態(tài)，最終將所有的信息狀況直接顯示在終端屏幕上。端頭站和主控器主要是利用串口通信功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息相互之間的快速傳輸，此時(shí)相關(guān)工作人員在端頭站位置，可以有效調(diào)控滾筒的升降處理功能、牽引功能，各種工況信息及故障巡查參數(shù)數(shù)據(jù)更新等。無(wú)線調(diào)控系統(tǒng)當(dāng)中包含遙控器，與電控箱當(dāng)中的部分接觸工的設(shè)備，可以有效控制采煤機(jī)的滾筒升降，滾筒牽引及機(jī)停等方面功能[3]。

2.2 故障產(chǎn)生的主要原因

在正常運(yùn)行工作過(guò)程中，采煤機(jī)的牽引功能受到影響，左右位置的滾筒升降功能產(chǎn)生失調(diào)，初步判斷是因?yàn)椴擅簷C(jī)系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生故障問(wèn)題。在打開(kāi)采煤機(jī)的機(jī)蓋之后發(fā)現(xiàn)，其中TM4 控制變壓器的輸出端，電壓保護(hù)斷路器出現(xiàn)明顯的破壞性問(wèn)題，AC26V所銜接的全橋整流器件全部存在問(wèn)題，因此正常供電電壓給控制電磁閥。在針對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行全面分析之后，需要全面優(yōu)化整個(gè)全橋整流器件，采煤機(jī)牽引功能左右滾筒升降功能都可以正常使用，但是左滾筒升降工作的開(kāi)展，在經(jīng)過(guò)進(jìn)一步分析之后，發(fā)現(xiàn)采煤機(jī)內(nèi)部的器件調(diào)控工作模塊產(chǎn)生故障問(wèn)題，斷電之后將采煤機(jī)的機(jī)蓋打開(kāi)，發(fā)現(xiàn)其中主控制器的內(nèi)部接點(diǎn)位置二極管出現(xiàn)擊穿失效問(wèn)題，造成DC24V 電源在調(diào)控左滾筒升降工作中出現(xiàn)短路情況。采煤機(jī)組控制器件的造價(jià)相對(duì)較高，如果每次都進(jìn)行調(diào)換會(huì)造成不必要的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)問(wèn)題，因此需要基于主控制器的調(diào)控工作理論，對(duì)內(nèi)部的調(diào)控系統(tǒng)方案進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。

2.3 技術(shù)改造工作方案

采煤機(jī)原主控器調(diào)控工作體系結(jié)構(gòu)當(dāng)中，主控器的電磁閥調(diào)控工作機(jī)制，主要是實(shí)現(xiàn)將電磁閥的調(diào)控信號(hào)直接輸送到主控制器PLC 系統(tǒng)當(dāng)中，然后PLC 系統(tǒng)會(huì)基于邏輯程序傳輸相應(yīng)的控制工作信號(hào)調(diào)控繼電器板，輸出和完善內(nèi)外電磁閥的動(dòng)作，同時(shí)使用蓄流二極管合理控制電磁閥內(nèi)部的線圈電壓大小。采煤機(jī)的主控制器設(shè)備需要保證左右升降，與制動(dòng)電磁閥電氣設(shè)備之間同步運(yùn)行和工作，制動(dòng)電磁閥控制繼電器還未進(jìn)行使用電磁閥，可以直接調(diào)控主頻變壓器的輸出電壓大小，使得調(diào)控繼電器設(shè)備可以及時(shí)停止工作和運(yùn)行，以此為基礎(chǔ)進(jìn)一步優(yōu)化技術(shù)改造工作方案[4]。

2.4 技術(shù)優(yōu)化工作結(jié)果

經(jīng)過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化之后的主控制器調(diào)控，工作系統(tǒng)一方面可以直接斷開(kāi)主控制器內(nèi)部的PLC 輸出端Y0 和Y4，以及繼電器板的K1 與K5 的連接位置，將V0 和繼電器板的K5 之間直接進(jìn)行連接，然后將Y4 和繼電器的K1 進(jìn)行斷開(kāi)，通過(guò)Y0 調(diào)控K5的繼電器。另一方面，可以拆除左升功能的電磁閥，主控制器CZ1-Z5 端的連線，然后將其轉(zhuǎn)向連接在主控制器CC1-Z9 的端子位置，通過(guò)使用K5 繼電器設(shè)備，在連接點(diǎn)進(jìn)行左右升降控制，經(jīng)過(guò)全面優(yōu)化改進(jìn)處理之后，在調(diào)控功能方面和原調(diào)控機(jī)制基本保持相同，進(jìn)而可以進(jìn)一步完善電磁閥的調(diào)控動(dòng)作[5]。對(duì)MG300/730WD 采煤機(jī)主控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造之后，控制系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)電路電壓以及電流值保持正常，控制變壓器未出現(xiàn)異常發(fā)熱情況。采煤機(jī)內(nèi)部的各項(xiàng)控制線路均可以保持正常平穩(wěn)運(yùn)行，同時(shí)在系統(tǒng)的整體運(yùn)行工作穩(wěn)定性得到了全面提升，后續(xù)的設(shè)備維護(hù)工作成本也得到了有效控制。

3 結(jié)語(yǔ)

在調(diào)控體系技術(shù)得到進(jìn)一步優(yōu)化和完善之后，采煤機(jī)的電氣故障產(chǎn)生率得到了明顯控制，并且在測(cè)量?jī)?yōu)化改進(jìn)之后各路電壓結(jié)果均顯示為正常狀態(tài)，同時(shí)變壓器也沒(méi)有產(chǎn)生明顯的溫度上漲情況，采煤機(jī)的各項(xiàng)功能發(fā)揮比較穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)此次采煤機(jī)調(diào)控體系技術(shù)的優(yōu)化和改進(jìn)之后，一方面可以最大限度地降低設(shè)備維修消耗成本，另一方面可以直接降低采煤機(jī)設(shè)備的電氣故障產(chǎn)生頻率，因此可以全面提高采煤機(jī)設(shè)備的運(yùn)行工作性能，保證煤礦開(kāi)采工作的高效穩(wěn)定開(kāi)展。