實驗用模擬主控器簡易裝置的研發

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實驗用模擬主控器簡易裝置的研發

陳京偉

開灤集團唐山礦業分公司 063000

[摘要]主控器相對于雞西730采煤機可以說是其大腦，負責信號的接收、傳輸與處理。一切與電氣相關的動作，都要通過主控器去下達相應的“命令”，然后才能被“執行”。所以，對于雞西730采煤機變頻器進行試驗，測試其相關性能時，必須借助于主控器的參與才能順利進行。該模擬主控器簡易裝置能夠很好的完成對雞西730采煤機變頻器相關性能的試驗，省時省力，提高了試驗工作的安全性。并且，該裝置體積小，內置電源（直流11.1V），便于存放、攜帶。

[關鍵詞]730采煤機；主控器；安全；試驗

隨著社會的發展，科學技術在不斷的進步，采煤機技術也在隨著科技的發展，也在更新換代著。而我礦現用電氣設備的更新速度遠遠達不到現在技術的發展速度，甚至于，我礦現用電氣設備相對于其它礦企比較落后，很多設備都瀕臨報廢，遠遠落后于現如今科技發展形勢。這就要求我們在當前的形勢下，不斷的進行技術革新，延長我們現有設備的使用壽命，提高設備的利用率。

1、該項目確立的背景

雞西730采煤機在我礦使用比較廣泛，特別是受我礦生產環境的影響，采煤機的工作環境相當惡劣，故障頻發。而針對采煤機故障難點的處理主要集中在變頻器引起的采煤機故障。對于我們使用單位來說，并沒有專業的變頻器的維修與實驗技術，所以，我們只能委外進行維修。這就要求我們對于這些委外維修過來的變頻器進行驗收實驗。我們現有條件下，在對變頻器進行試驗必須把變頻器安裝到機組電控箱里面或集齊主控器、電抗器、遙控器才能順利的完成對其相關性能的測試工作，這種方式存在大量的電源線路連接工作，過程繁瑣不僅加大了員工的工作量而且實驗過程中容易造成傷工事故，實驗的安全性得不到保障。所以，經過科學的實驗驗證，我們設計了一種具有能夠替代主控器、遙控器、電抗器相關功能的裝置來完成變頻器基本性能試驗。

2、模擬主控器設計

2.1系統原理圖

圖1　模擬主控器內部電路原理

該回路主要有輸入、輸出及充電回路構成，輸出回路主要是通過電流表觀察變頻器反饋的牽引電機轉速顯示。通過該原理圖可以看出，該模擬主控器可以通過開關K2、K3的通斷來實現變頻器的正反轉實驗控制；通過開關K1及滑動變阻器來實現變頻器的變頻控制，即采煤機牽引電機轉速的控制。該電路中11.1V干電池可以在開關K1斷開的時候，通過交流12.6V進行充電。

2.2器件的選擇及特點

本設計的目的之一是輕、小型化。這個電路主要是由電阻、開關、二極管、電容等小型器件組成。這些器件主要是從以前損壞的一些電氣元件中進行篩選而來，成本幾乎為零。而且，該模擬器的工作電壓為直流11.1V，安全性等到了很好的保障。所以，該項目的研究，從經營上達到了廢舊立新、節約成本的效果；從安全上，11.1V的工作電壓，完全可以保障工作人員的人身安全。

該項目的主要特點

（1）體積小，電路簡單，便于攜帶；（2）制作成本低，器件的選擇都來源于廢舊電氣設備；（3）安全系數高。（4）使用方便，操作簡單。

3、在生產實驗中的應用

通過半年時間的實驗觀察，該項目的研發為變頻器做過28次實驗的驗收工作，其中3次發現委外維修回來的變頻器存在質量問題，累計試驗時間為5個小時，平均每次試驗時間為10分鐘左右。在實驗過程中員工們很快掌握了模擬主控器的使用方法。在半年的試驗中，該模擬主控器，未曾發生一次故障，充分說明了該模擬主控器使用的穩定性。以前，每進行一次變頻器的驗收試驗，從安裝到接線再到實驗結束，平均時間為30分鐘左右。從時間上來看，該模擬主控器節省了三分之二的生產時間，節約了生產時間，提高了生產效率。從用工來看，未曾使用該模擬主控器進行實驗時，往往需要3—4人才能順利完成該項實驗，而現在，我們僅僅需要2個人就可以很完美的完成這項任務，實現了我礦減人提效的政策。由于該模擬主控器的使用，替代了諸如主控器、遙控器、電抗器設備的使用，所以，間接的減緩三個設備的使用頻率，延長了設備的使用壽命。

4、模擬主控器的維護與維修

4.1設備的維護

（1）該設備外殼主要是塑料制品，應避免長時間暴露在陽光下，以免造成塑料老化，易碎。（2）設備如果長時間不用，應將鋰電池拔下，并適時給鋰電池充電，以免造成鋰電池的電虧損，縮短其使用壽命。（3）該設備的主要電路集中在一塊電路板上，應避免在潮濕的環境下存放與使用，以免造成電路損壞，影響實驗效果。

4.2設備的維修

從設備的電路原理不難看出，該設備除了塑料外殼、按鈕、輸入輸出線路等必備的一些器件外，其核心的部件還是電路板。在電路板上的易損元件主要是電容，所以，針對該設備維修主要是備好相應的電容即可，而任何一位懂得電容原理的員工完全可以完成對該設備電容的更換。另外，設備上除了鋰電池以外所有設備、器件，我們完全可以在廢舊的電路板及相關設備上獲得，所產生的維修費用可以忽略不計。

5、該項目的發展潛力

隨著雞西730采煤機在我礦的應用，以及設備的大范圍老化，而沒有新設備投入的情況下，給我們的維修工作帶來了很大的壓力。模擬主控器的相關功能也有待于進行提升，例如：加入變頻器四象限監控系統、過載監控系統等。當然，這些技改的前提主要是我們現有技術手段以及相關的技術人員必須滿足。再有就是該項目的技術改造同樣離不開我礦的技術及經濟上的支持。我相信隨著科學技術的發展，該模擬器的發展潛力是巨大的，也越來越能夠滿足我礦變頻器實驗的要求。

6、結束語

綜上所述，該項目的提出與設計應用，其效果是有目共睹的。它在很大程度上解決了我們在變頻器實驗中所遇到的一些難點，很好的避免了以前試驗中所潛伏的不安全因素的發生，同時也為我們礦節支降耗、廢舊立新做出了很大的貢獻。在以后的工作中，以我礦生產實際為出發點，通過模擬主控器的不斷完善改進，將越來越能滿足雞西730采煤機的實驗需求，甚至于通過技術革新，將其推廣至每個煤礦企業，直至全國煤礦改項目的制造業。從此不難看出，一個優秀的技術團隊對于企業的技術革新、技術發展起著不可磨滅的作用，而且，由此所產生的一些效益是不可估量的。

參考文獻

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[2]馮民昌著.《模擬集成電路基礎》（第二版）中國鐵道出版社,2003年

[3]童詩白,華成英著.《模擬電子技術基礎》高等教育出版社,2001年

[4]吳忠智編著.《變頻器應用手冊》（第二版）機械工業出版社,2003年