采煤机漏电保护装置的改进.pdfVIP

· 8 · 科技论坛 采煤机漏电保护装置的改进 赵云龙 (鸡西煤机械有限公司采机院，黑龙江 鸡西 158100) 摘 要：结合实际，针对采煤机漏电保护装置的改进进行了论述。 关键词：采煤机；漏电保护装置；改进 本文针对井下设备均采用中性点不接地的供电系统状况，对采 煤机进行了实际调研 ，研究了采煤机异步电动机的附加直流电源式 漏电保护装置存在的问题，并对异步电动机的漏电故障进行分析， 电源模块 捕捉电动机漏电时信号变化。根据漏电时信号特性问题进行设计方 CPU 案 ，将理论进行分析，设计出一种应用于矿井采煤设备的安全型漏 模拟量输入 一 行 电保护装置，对采煤机的各个电动机分别进行保护，实现实时监测 任一台电动机的漏电情况，保证采煤机工作的实时性和安全性 ，此 数字量输出 装置克服原有系统的不足，达到更可靠、更精确的效果。 图 1 1保护装置的方案 基准电压电路设计 本课题采煤机内异步电动机漏电保护装置是基于目前使用的 在比较器电路中，本设计采用TL431CPK提供LM393电压比较 附加直流电源式保护原理的基础上设计的，以下为对 目前所使用的 器的基准电压，电路采用TL431CPK芯片资料提供的典型电路。 漏电 基准电压计算公式： 1．1目前保护装置的检测漏电电流的元件是传统的电流互感 VAB=(R62／R~2+1)x2．5 器，利用电磁感应原理对电流进行测量的特种变压器，其输出电压 令 R62=3K，R 5KQ，则=5K=(3K5／K÷1)=4K．TL431是三端可 与流过一次侧的电流的变化率成正比，当有干扰存在或频率改变时 调分流稳压器，通过两端高电阻R 和 R 的阻值配置 ，可将输出电 误差较大。本方案用霍尔电流传感器电路时行采样电流的提取，霍 压vAB设置 口2．5V至36V之间任意，输出电路提供了一个非常敏 尔电流传感器是利用霍尔原理检测与原电流成比例关系的磁通量，感的导适特点。 输出电压信号对波形没有特别的要求，采样误差较小。 4采煤机漏电保护装置硬件电路设计 1．2目前保护装置为比较器提供的基准电压值是通过电阻压得 采煤机的电动机包括2台截割煤电动机 、2台牵引电动机、1台 到的，其电路简单又缺乏保护元件，随着电路的老化或环境的变化 ， 油泵电动机，由于牵引电动机受变频装置的影响，和其电动机的实 基准电压值将会改变，这将是保护装置存在的极大隐患。本方案采 际情况不同，所以设计了特殊保护电路方案，特殊情况特殊对待，均 用TL431电路提供的基准电压，电阻采用高精电阻，通过两端电阻 采用硬件，软件同时保护的设计思路，准确监测各个电动机的漏电 的配置，可将输出电压保护电路齐全，电压稳定且误差较小。 情况。 1．3目前保护装置提供的直流电源 24V、12V、5V±15V是通过 截割电动动机、泵电动机保护装置的硬件电路设计截割电动动 简单的变压器获得，电路简单所得电压不稳定，经常出现采煤机没 机和泵电动机的保护电路是在附加直流电源式的原理上设计的霍 有现异常而漏电保护装置的芯片先被烧毁的现象。本方案采用 尔采样电路 ，硬件和软件同时监测的手段。采用高效稳定的PWM PWM开关电源为保护装置供电，它是将输入的交流电源经整流滤 开关电源式供电方式，主电路采用三相电抗器SK、零序电抗器 LK、 波后的直流滤波成直流电，通过高频脉冲宽度调$~(PWV0信号控制 电容C、开关电源、采样电阻R、绝缘电阻R霍尔、电压跟随器、运算 开关管的工作频率再将滤波后的直流电加到变压器边