实验用模拟主控器简易装置的研发



实验用模拟主控器简易装置的研发

陈京伟

开滦集团唐山矿业分公司 063000

[摘要]主控器相对于鸡西730采煤机可以说是其大脑，负责信号的接收、传输与处理。一切与电气相关的动作，都要通过主控器去下达相应的“命令”，然后才能被“执行”。所以，对于鸡西730采煤机变频器进行试验，测试其相关性能时，必须借助于主控器的参与才能顺利进行。该模拟主控器简易装置能够很好的完成对鸡西730采煤机变频器相关性能的试验，省时省力，提高了试验工作的安全性。并且，该装置体积小，内置电源（直流11.1V），便于存放、携带。

[关键词]730采煤机；主控器；安全；试验

随着社会的发展，科学技术在不断的进步，采煤机技术也在随着科技的发展，也在更新换代着。而我矿现用电气设备的更新速度远远达不到现在技术的发展速度，甚至于，我矿现用电气设备相对于其它矿企比较落后，很多设备都濒临报废，远远落后于现如今科技发展形势。这就要求我们在当前的形势下，不断的进行技术革新，延长我们现有设备的使用寿命，提高设备的利用率。

1、该项目确立的背景

鸡西730采煤机在我矿使用比较广泛，特别是受我矿生产环境的影响，采煤机的工作环境相当恶劣，故障频发。而针对采煤机故障难点的处理主要集中在变频器引起的采煤机故障。对于我们使用单位来说，并没有专业的变频器的维修与实验技术，所以，我们只能委外进行维修。这就要求我们对于这些委外维修过来的变频器进行验收实验。我们现有条件下，在对变频器进行试验必须把变频器安装到机组电控箱里面或集齐主控器、电抗器、遥控器才能顺利的完成对其相关性能的测试工作，这种方式存在大量的电源线路连接工作，过程繁琐不仅加大了员工的工作量而且实验过程中容易造成伤工事故，实验的安全性得不到保障。所以，经过科学的实验验证，我们设计了一种具有能够替代主控器、遥控器、电抗器相关功能的装置来完成变频器基本性能试验。

2、模拟主控器设计

2.1系统原理图

图1　模拟主控器内部电路原理

该回路主要有输入、输出及充电回路构成，输出回路主要是通过电流表观察变频器反馈的牵引电机转速显示。通过该原理图可以看出，该模拟主控器可以通过开关K2、K3的通断来实现变频器的正反转实验控制；通过开关K1及滑动变阻器来实现变频器的变频控制，即采煤机牵引电机转速的控制。该电路中11.1V干电池可以在开关K1断开的时候，通过交流12.6V进行充电。

2.2器件的选择及特点

本设计的目的之一是轻、小型化。这个电路主要是由电阻、开关、二极管、电容等小型器件组成。这些器件主要是从以前损坏的一些电气元件中进行筛选而来，成本几乎为零。而且，该模拟器的工作电压为直流11.1V，安全性等到了很好的保障。所以，该项目的研究，从经营上达到了废旧立新、节约成本的效果；从安全上，11.1V的工作电压，完全可以保障工作人员的人身安全。

该项目的主要特点

（1）体积小，电路简单，便于携带；（2）制作成本低，器件的选择都来源于废旧电气设备；（3）安全系数高。（4）使用方便，操作简单。

3、在生产实验中的应用

通过半年时间的实验观察，该项目的研发为变频器做过28次实验的验收工作，其中3次发现委外维修回来的变频器存在质量问题，累计试验时间为5个小时，平均每次试验时间为10分钟左右。在实验过程中员工们很快掌握了模拟主控器的使用方法。在半年的试验中，该模拟主控器，未曾发生一次故障，充分说明了该模拟主控器使用的稳定性。以前，每进行一次变频器的验收试验，从安装到接线再到实验结束，平均时间为30分钟左右。从时间上来看，该模拟主控器节省了三分之二的生产时间，节约了生产时间，提高了生产效率。从用工来看，未曾使用该模拟主控器进行实验时，往往需要3—4人才能顺利完成该项实验，而现在，我们仅仅需要2个人就可以很完美的完成这项任务，实现了我矿减人提效的政策。由于该模拟主控器的使用，替代了诸如主控器、遥控器、电抗器设备的使用，所以，间接的减缓三个设备的使用频率，延长了设备的使用寿命。

4、模拟主控器的维护与维修

4.1设备的维护

（1）该设备外壳主要是塑料制品，应避免长时间暴露在阳光下，以免造成塑料老化，易碎。（2）设备如果长时间不用，应将锂电池拔下，并适时给锂电池充电，以免造成锂电池的电亏损，缩短其使用寿命。（3）该设备的主要电路集中在一块电路板上，应避免在潮湿的环境下存放与使用，以免造成电路损坏，影响实验效果。

4.2设备的维修

从设备的电路原理不难看出，该设备除了塑料外壳、按钮、输入输出线路等必备的一些器件外，其核心的部件还是电路板。在电路板上的易损元件主要是电容，所以，针对该设备维修主要是备好相应的电容即可，而任何一位懂得电容原理的员工完全可以完成对该设备电容的更换。另外，设备上除了锂电池以外所有设备、器件，我们完全可以在废旧的电路板及相关设备上获得，所产生的维修费用可以忽略不计。

5、该项目的发展潜力

随着鸡西730采煤机在我矿的应用，以及设备的大范围老化，而没有新设备投入的情况下，给我们的维修工作带来了很大的压力。模拟主控器的相关功能也有待于进行提升，例如：加入变频器四象限监控系统、过载监控系统等。当然，这些技改的前提主要是我们现有技术手段以及相关的技术人员必须满足。再有就是该项目的技术改造同样离不开我矿的技术及经济上的支持。我相信随着科学技术的发展，该模拟器的发展潜力是巨大的，也越来越能够满足我矿变频器实验的要求。

6、结束语

综上所述，该项目的提出与设计应用，其效果是有目共睹的。它在很大程度上解决了我们在变频器实验中所遇到的一些难点，很好的避免了以前试验中所潜伏的不安全因素的发生，同时也为我们矿节支降耗、废旧立新做出了很大的贡献。在以后的工作中，以我矿生产实际为出发点，通过模拟主控器的不断完善改进，将越来越能满足鸡西730采煤机的实验需求，甚至于通过技术革新，将其推广至每个煤矿企业，直至全国煤矿改项目的制造业。从此不难看出，一个优秀的技术团队对于企业的技术革新、技术发展起着不可磨灭的作用，而且，由此所产生的一些效益是不可估量的。

参考文献

[1]康华光著.《电子技术基础（模拟部分）》高等教育出版社,2003年

[2]冯民昌著.《模拟集成电路基础》（第二版）中国铁道出版社,2003年

[3]童诗白,华成英著.《模拟电子技术基础》高等教育出版社,2001年

[4]吴忠智编著.《变频器应用手册》（第二版）机械工业出版社,2003年