煤巷掘进机主电机温度保护的改进.pdf

第 镰 期 E X P L O S IO N P R O O F E L E C T R IC M A C H I N E 防 爆电 机 煤巷掘进机主电机温度保护的改进 安文举 阎德春 佳木斯电机股份有限公司， 黑龙江佳木斯 1 5 4 0 0 2 佳木斯煤机厂 ， 黑龙江佳木斯 1 5 4 0 0 3 摘要对从日本引进的煤巷掘进机主电动机的温度保护控制方式提出了不同的见解 ， 并介 绍了一种安全可靠又切实可行的掘进机主传动电动机的保护方法。对提高掘进机可靠运行有着 实用价值， 可供有关设计研究人员参考。 关键词电动机温度保护控制电路改进 中图分类号 T M 3 0 1 ． 4 1 文献标识码 B文章编 号 1 0 0 8 7 2 8 1 2 0 0 7 0 6 0 0 4 1 一o 2 I m pr o v e me n t o f Te m p e r a t ur e ． Pr o t e c t i o n Fo r m o f M a i n M o t o r f o r Co a l Ex c a v a t o r App l i ca tio n An n a n d 】 ， n De c hu n Abs t r a c t Th i s p a p e r p r e s e n t s s o me d i ffe r e n t v i e ws o n t e mpe r a t u r e p r o t e c t i o n f o r ms o f ma i n mo t o r for c o a l e x c a v a t o r a p p l i c a t i o n i mp o se d f r o m J a p a n，a n d i n t r o d u c e s a p r o t e c t i o n 。wh i c h i s n o t o n l y s a f e a nd r e l i a bl e b u t a l s o p r a c t i c a1． T hi s p a p e r h a s p r a c t i c al v alu e for i n c r e a s i n g r e l i a bi l i t y o f e x c a v a t o r an d C an p r o v i d e s r e f e r e n c e s for d e s i g n p e r s o n． Ke y wo r d s Mo t o r ，t e mp e r a t u r e p r o t e c t i o n，c o n t r o l c i r c ui t ，i mp r o v e me n t ． 0 引言 上世纪 8 O年代后期 ， 我国从 日本 弓 f 进了 s一 1 0 0型纵轴式煤巷掘进机的制造技术， 现在国内 有一些厂家生产制造了 S 一 1 0 0型煤巷掘进机， 为 我国煤炭生产做出了较大贡献。对于截割头驱动 的功率为 1 0 0 k W电动机的温度保护控制， 各厂家 多用在电动机定子绕组内埋放热敏电阻为温度检 测元件， 并且多沿用日本原设计的定子三相绕组 中各放一支热敏电阻， 三支热敏电阻串联起来， 接 在控制装置的输入上 ， 作为控制信号 ， 以待 电动机 定子绕组温度超过允许值时， 控制装置动作并输 出信号 ， 切断 电动机的电源 ， 以保护电动机温度过 高。我们认为这种三支热敏电阻串联方法不甚合 理， 在某种意义上起不到温度保护的作用。若把 埋设在定子三相绕组中的热敏电阻改为并联接线 效果更好， 当予改进之。 1 问题 分析 大家知道， 电动机定子绕组温度升高的原因 多为过负载， 单相运行， 圃司短路等。对于每相一 支热敏电阻， 三支电阻串联的接线方法， 只有在三 相温度同时升高的严重过负载情况下 ， 能够起到 保护作用， 而对于单相运行， 尤其是圃司 短路的一 相过热时 ， 是起不到保护作用的。这是因为按 日 本弓 f进的技术和我国现行一些制造厂家所采用的 P T C热敏 电阻， 在常温时， 电阻阻值为 2 0 0～ 2 5 0 E 。所用的热敏电阻阻值为正温度系数， 电动 机的允许最大温度为 1 7 O ℃ ， 即 当电动机定子绕 组温度超过 1 7 O ℃时， 热敏电阻阻值增加， 保护装 置动作， 电机电源跳闸， 而与 1 7 0 ％ 相对应的热敏 电阻阻值大于 6 0 0 E 。日本设计的保护装置的动 作输入电阻在 2 0 0 0 f 以上 资料数据 2 4 0 0 f ， 复位 电阻值为 1 5 0 0 f 。从图 1可看出保护装置 的输入电阻为 R R R 培 R cc 如果 R ， 大于 2 0 0 0 f ， 则只有在三支串联电阻阻值均大于6 0 0 f 以上时方可， 而当电动机处于单相长时间运行或 圃 司短路情况下 ， 很难保证三支 电阻阻值之和大 y 2 0 0 0 f ， 保护装置就不能可靠动作， 起不到电 收稿 日 期 2 0 0 7 -0 5 一 l O ． 安文 举男1 9 6 9年生 ； 毕业于佳木斯大学 电气技术专业 ， 现从事 电机产品开发工作 。 4l 维普资讯 防 爆 电 机 E X P L O S I O N P R O O F E L E C T R I C MA C H I N E 第4 2 2 0 卷 07 甏 期 动机温度升高的保护作用。从逻辑关系上， 是 “ 逻辑与” 必须三者均为“ 1 ” 时输出方为“ 1 ” 。为 此我们建议将埋设在电动机定子绕组的三支热敏 电阻改为并联接线 见图 2 构成“ 逻辑或” 关系。 只要三支电阻中任何一支电阻阻值增大， 保护装 置即动作， 这样可在任何一相故障引起的电动机 定子绕组过热 ， 亦即 、 R 小 R 任何一支电阻阻 值增大时， 保护装置都会动作。当然此时保护装 置的输入电阻的动作值不再为三个电阻之和， 而 应是一支电阻与 1 7 0 C温度相对应的阻值， 即要 大于 6 0 0 ,0 , 。 图 1 接联接线示意图 斗 保 护 装 置 图 2 逻辑 或保护方式示意 图 2 一个可实现“ 逻辑或“ 温度保护电 路 图 3给出了一个用半导体开关电路实现 的热 敏电阻并联接线的保护 电路。 图 3中 R 、 R 小 R 。 为埋设在电动机定子绕组 中的三支热敏 电阻分别接在三支晶体管 B 。 。 ， B ， B ∞ 的基极电路上。三支晶体管的集电极并联后 与灵敏继电器 J的线圈串联， 并接在电源正极。 在正常温度时， 即三支电阻阻值均未达到晶体三 极管的动作值时， 晶体管截止， 继电器 J 不动作， 42 保护装置无输出， 而当电动机任何一相绕组温度 超过 1 7 0 C时 ， 即 ， R R 。 三支电阻任何一支 阻值增大至晶体三极管的导通值时， 继电器 J 都 会动作， 其输出给电气控制系统 P L C装置的外部 输入， 经处理后控制电动机断电， 起到温度保护作 用。例如运行中， 定子绕组 B相过热， 则 R 增 阻值 升高， 使 B点电位升高， 晶体管 B 基极电流增 加 ， 使其饱和 导通 ， 集 电极 电流驱动继 电器 J动 作 ， 控制电动机断电。 E 图 3 半导体开关 电路实现“ 逻辑或” 温度保护原理图 3 结语 本文介绍的方法可做为从事煤巷掘进机 电气 控制设计人员设计时参考 ， 对改进掘进机主 电动 机温升保护有其实用价值。日本原设计的三支热 敏电阻串联方案， 很难起到可靠的温度保护作用。 文中介绍的半导体开关电路实现“ 逻辑或” 控制， 只是诸多方案中的一种。设计者可选用其他方 法， 诸如采用集成逻辑元件等来实现三支热敏电 阻并联控制的功能 。 本文介绍的方法 ， 不只适用于 掘进机 电动机 温度保护， 对于普通交流电动机的温度保护亦有 借鉴之益。 参考文献 [ 1 ] 国外引进资料． 富士乇一夕力” 一 卜” 新型 P T C 寸 一 三夕允上岛鼋勤檄遇熟保 搬器 ， 1 9 8 5 ． [ 2 ] 阎德春． S 一 1 0 0 型煤巷掘进机主传动电动机热敏电 阻接线的改进． 煤矿机电． 煤科院上海研究所． 1 9 9 2 ． 1 ． [ 3 ] 李亚伯主编． 数字电路与系统 ． 北京 电子工业出 版社， 1 9 9 9 ． 8 ． 维普资讯