采煤机牵引系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种采煤机牵引系统及其控制方法，所述系统包括采煤机牵引控制模块和依次连接的变压器、牵引接触器和隔爆一体式变频电机，所述变压器的一次侧为采煤机电源输入端，所述牵引接触器的控制回路的控制输入端与采煤机牵引控制模块的控制输出端相连，隔爆一体式变频电机的控制模块与采煤机牵引控制模块双向通信连接，所述采煤机牵引控制模块上设有信息交互接口；所述方法包括启动控制方法、停机控制方法和速度控制方法。采用本发明专利技术可以减小采煤机牵引系统整体占用空间，减少牵引系统布线，降低采煤机安装调试复杂度，同时使变频组件和电机共享散热装置，减少了设计成本和配件成本，有利于采煤机小型化。有利于采煤机小型化。有利于采煤机小型化。

【技术实现步骤摘要】
采煤机牵引系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及一种采煤机专用的牵引系统结构及牵引控制方法。

技术介绍

[0002]牵引系统是采煤机的必要组成部分之一，它起到为采煤机行走提供动力的作用。多数情况下，采煤机牵引系统安装于采煤机电控箱内，不仅占据了采煤机电控箱内的较大空间，而且安装调试都不方便。传统的采煤机牵引系统包括牵引控制中心、变频器、牵引异步电机及接触器、变压器等相关组件，其中变频器和牵引异步电机体积较大，在设计采煤机时需要分别考虑变频器和牵引异步电机的布线和散热问题，设计成本和配件成本都较高。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在提供一种采煤机牵引系统及其控制方法，可以减小采煤机牵引系统整体占用空间，减少牵引系统布线，降低采煤机安装调试复杂度，同时使变频组件和电机共享散热装置，减少了设计成本和配件成本，有利于采煤机小型化。
[0004]本专利技术的主要技术方案有：
[0005]一种采煤机牵引系统，包括采煤机牵引控制模块和依次连接的变压器、牵引接触器和隔爆一体式变频电机，所述变压器的一次侧为采煤机电源输入端，所述牵引接触器的控制回路的控制输入端与采煤机牵引控制模块的控制输出端相连，隔爆一体式变频电机的控制模块与采煤机牵引控制模块双向通信连接，所述采煤机牵引控制模块上设有信息交互接口。
[0006]所述隔爆一体式变频电机还包括依次连接的充电电路、整流模块、逆变模块和异步电机，充电电路的输入端构成为所述隔爆一体式变频电机的电源输入端，所述整流模块中设有由IGBT模块组成的三相整流桥，三相整流桥的输出端正负极间连接有一个或多个相互串联的电容组，每个电容组由一个或多个相互并联的电容组成，每个电容组的两端并联有均压电阻，三相整流桥的三相输入端中的任意两相上串联有充电电阻，每个充电电阻的两端均并联有充电接触器，所述充电电阻和充电接触器组成所述充电电路，所述逆变模块是由IGBT模块组成的三相逆变桥，所述充电接触器的控制回路、所述整流模块中的IGBT模块和所述逆变模块中的IGBT模块各自的控制输入端均与所述控制模块的控制输出端连接，所述整流模块和逆变模块各自的反馈信号输出端连接所述控制模块的反馈信号输入端。
[0007]所述隔爆一体式变频电机还包括检测模块，所述检测模块包括电流互感器、电压互感器和温度探头，所述电流互感器有多个，分散安装于所述整流模块的输入端和所述逆变模块的输出端，所述电压互感器设置在整流模块的输出端，所述温度探头安装于隔爆一体式变频电机的箱体内，所述检测模块的输出端连接所述控制模块的检测信号输入端。
[0008]采煤机牵引控制模块和隔爆一体式变频电机的控制模块均配置有光纤接口。
[0009]所述隔爆一体式变频电机有多台，所有隔爆一体式变频电机的电源输入端均与所述牵引接触器连接，其中一台为主机，其他为从机，主机的所述控制模块和从机的所述控制
模块各自与采煤机牵引控制模块双向通信连接，主机的所述控制模块和各个从机的所述控制模块之间双向通信连接。
[0010]一种采煤机牵引系统控制方法，包括对所述采煤机牵引系统的启动控制方法和停机控制方法，所述启动控制方法是：所述采煤机牵引控制模块根据接收到的启动指令控制所述牵引接触器吸合，随后所述隔爆一体式变频电机得电并开始充电同时进行电压自检，充电完成后所述控制模块控制充电接触器吸合从而对充电电阻进行短路，隔爆一体式变频电机置为允许驱动和允许设定转速状态，启动完成；所述停机控制方法是：所述采煤机牵引控制模块根据接收到的停止指令向隔爆一体式变频电机的控制模块发出减速指令，所述控制模块据此控制隔爆一体式变频电机减速直至停止，当隔爆一体式变频电机停止后，所述采煤机牵引控制模块控制所述牵引接触器断开，所述隔爆一体式变频电机断电，牵引系统停止。
[0011]所述电压自检的过程可以为：对整流模块的输出直流电压进行检测，当该输出直流电压达到设定范围时认定为充电完成，当该输出直流电压未达到设定范围时，再判断充电时间是否超过设定值，如果未超过，继续对该输出直流电压进行检测，如果超过，认定为充电异常，隔爆一体式变频电机置为禁止驱动状态。
[0012]所述采煤机牵引系统控制方法还包括对所述采煤机牵引系统的速度控制方法，具体是：所述采煤机牵引控制模块接收到速度指令，采煤机牵引控制模块根据速度指令计算得出速度信号，然后将速度信号传送至所述控制模块，控制模块控制异步电机的制动闸松闸，如果控制模块确认松闸完成，控制模块将根据速度信号计算得出的速度控制信号传输至逆变模块，控制逆变模块的输出直至异步电机达到指定转速，如果控制模块确认松闸异常，速度控制终止，隔爆一体式变频电机置为禁止驱动状态。
[0013]控制模块确认松闸完成和异常的过程为：制动闸松闸动作完成后向控制模块反馈松闸完成信号，如果松闸不正常或制动闸发生故障，制动闸将不向控制模块反馈松闸完成信号，如果控制模块在设定时间内收到松闸完成信号，则确认为松闸完成；如果控制模块在设定时间内未收到松闸完成信号，则确认为松闸异常。
[0014]所述隔爆一体式变频电机可以有多台，所有隔爆一体式变频电机的电源输入端均与所述牵引接触器连接，其中一台为主机，其他为从机，主机的所述控制模块和从机的所述控制模块各自与采煤机牵引控制模块双向通信连接，主机的所述控制模块和各个从机的所述控制模块之间双向通信连接，所述启动控制方法和停机控制方法同时适用于主机和从机；所述速度控制方法与只有一台隔爆一体式变频电机时不同的是：所述采煤机牵引控制模块接收到来自用户的速度指令后，将速度信号传送至主机的控制模块，主机的控制模块根据主机采用速度控制、从机采用转矩控制的策略计算出分别针对主机和从机的控制指令，并将相应指令对应传送给主机的整流模块、逆变模块和从机的控制模块，主机的整流模块和逆变模块协调工作使主机的异步电机达到指定转速，从机的控制模块再通过控制计算得出针对从机的整流模块和逆变模块的控制信号以及控制脉冲参数，并据此控制从机的整流模块和逆变模块协调工作，实现主机、从机负载的均衡分配。
[0015]本专利技术的有益效果是：
[0016]采用一体式变频电机可以极大地简化采煤机电控系统的结构，在很大程度上解决电控箱内模块部件多、占据空间大以及调试不方便的问题。另外本专利技术的采煤机牵引系统
结构还明显缩短了变频设备到电机的距离，避免了牵引电机供电电缆在井下强震动的工作环境中出现磨损或其他故障，提高电控系统的可靠性。
[0017]本专利技术通过将变频器相关组件集成安装在牵引电机箱体内，减少了牵引系统的布线和整体占据空间，降低了采煤机安装调试复杂度，同时可以使变频组件和电机共用水冷散热水路，具有减少设计成本和配件成本、利于采煤机小型化的优点。
[0018]所述隔爆一体式变频电机包括依次连接的充电电路、整流模块、逆变模块和异步电机以及对充电电路、整流模块和逆变模块进行控制的控制模块，还包括检测整流模块输入端电流、逆变模块输出端电流、整流模块输出端电压和电机箱体内环境温度的检测模块。控制模块是隔爆一体式变频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采煤机牵引系统，其特征在于：包括采煤机牵引控制模块和依次连接的变压器、牵引接触器和隔爆一体式变频电机，所述变压器的一次侧为采煤机电源输入端，所述牵引接触器的控制回路的控制输入端与采煤机牵引控制模块的控制输出端相连，隔爆一体式变频电机的控制模块与采煤机牵引控制模块双向通信连接，所述采煤机牵引控制模块上设有信息交互接口。2.如权利要求1所述的采煤机牵引系统，其特征在于：所述隔爆一体式变频电机还包括依次连接的充电电路、整流模块、逆变模块和异步电机，充电电路的输入端构成为所述隔爆一体式变频电机的电源输入端，所述整流模块中设有由IGBT模块组成的三相整流桥，三相整流桥的输出端正负极间连接有一个或多个相互串联的电容组，每个电容组由一个或多个相互并联的电容组成，每个电容组的两端并联有均压电阻，三相整流桥的三相输入端中的任意两相上串联有充电电阻，每个充电电阻的两端均并联有充电接触器，所述充电电阻和充电接触器组成所述充电电路，所述逆变模块是由IGBT模块组成的三相逆变桥，所述充电接触器的控制回路、所述整流模块中的IGBT模块和所述逆变模块中的IGBT模块各自的控制输入端均与所述控制模块的控制输出端连接，所述整流模块和逆变模块各自的反馈信号输出端连接所述控制模块的反馈信号输入端。3.如权利要求2所述的采煤机牵引系统，其特征在于：所述隔爆一体式变频电机还包括检测模块，所述检测模块包括电流互感器、电压互感器和温度探头，所述电流互感器有多个，分散安装于所述整流模块的输入端和所述逆变模块的输出端，所述电压互感器设置在整流模块的输出端，所述温度探头安装于隔爆一体式变频电机的箱体内，所述检测模块的输出端连接所述控制模块的检测信号输入端。4.如权利要求3所述的采煤机牵引系统，其特征在于：采煤机牵引控制模块和隔爆一体式变频电机的控制模块均配置有光纤接口。5.如权利要求1、2、3或4所述的采煤机牵引系统，其特征在于：所述隔爆一体式变频电机有多台，所有隔爆一体式变频电机的电源输入端均与所述牵引接触器连接，其中一台为主机，其他为从机，主机的所述控制模块和从机的所述控制模块各自与采煤机牵引控制模块双向通信连接，主机的所述控制模块和各个从机的所述控制模块之间双向通信连接。6.一种采煤机牵引系统控制方法，其特征在于：包括对权利要求2、3、4或5所述的采煤机牵引系统的启动控制方法和停机控制方法，所述启动控制方法是：所述采煤机牵引控制模块根据接收到的启动指令控制所述牵引接触器吸合，随后所述隔爆一体式变频电机得电并开始充电同时进行电压自检，充电完成后所述控制模块控制充电接触器吸合从而对充电电阻进行短路，隔爆一体式变频电机置为允许驱动和允许设定转速状态，启动完成；所述停机控制方法是：所述采煤机牵引...

【专利技术属性】
技术研发人员：南鹏飞，许志鹏，庄德玉，黎青，罗昆，黄光忠，刘经纬，郭岱，
申请(专利权)人：中煤科工集团上海有限公司中国煤炭科工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：