针对盾构机的辅助电机数量多的问题,设计了一种1140V电压等级的矿用组合开关的电气系统,介绍了该系统的构成,详细介绍了各构成部分的电气原理。测试和联合调试表明,该系统能够满足现场运行的要求。1引言我国煤矿高效掘进技术有多种［1］:悬臂式掘进机、连续采煤机、掘锚一体化机组、盾构机等。盾构机使巷道全断面一次形成。盾构机作业线的成功试验运行，对我国煤矿井下岩巷掘进具有里程碑意义［2］盾构机的电机包括刀盘电机、刮板机电机、泵站电机、水泵电机、润滑泵电机、油脂泵电机等。本文开发设计的组合开关对除刀盘电机外的辅助电机进行保护和控制。辅助电机的功率相对较小，一般采用1140V等级的电压供电。因为辅助电机的数量比较多，所以设计了组合开关对其进行保护和控制。2系统构成如图1所示，组合开关的电气系统由键显、控制器、通信模块、保护器、电机温度检测电路、主回路等几部分构成开关的电气系统设计-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港电动液压滚圆机滚弧机。多个保护器分别对主回路的每一个回路进行各种保护和启停控制;多个电机温度检测电路检测盾构机的各个辅助电机的温度;控制器通过CAN总线与多个保护器和多个电机温度检测电路交换数据;控制器通过ＲS485与通信模块交换数据，通信模块支持PＲOFI-BUS－DP对外通信。图1组合开关构成2.1主回路主回路设计了12回路，其中2回路作可逆起动器，供刮板机使用。其他8回路控制水泵、润滑泵等各类电机，本文有公司网站全自动滚圆机采集转载中国知网整理 http://www.gunyuanji.com  2路作为备用回路。主回路原理如图2所示。《电气开关》(2017．No．3)11总线与保护器通信，实现组合开关状态显示和参数设置，接收和处理先导远控信号和逻辑控制信号，实现通讯控制、顺序控制、双速顺序混合控制等［3］。对外作为ModbusＲtu服务器，为其它设备或网络提供开放的通用协议数据。2.4保护器每4个回路设置一个，共设置3个。负责接收和执行控制器的设置及命令，回路参数及状态监控上传，完成回路的各种保护和试验，如漏电闭锁、过载、短路、缺相、欠压、过压、粘连等保护和空载、短路、漏电闭锁等模拟试验。控制器的数据采集系统采用计量芯片(DSP)+MCU的模式，原理框图如图3所示。选用以Cortex－M3为内核的微处理器作为主控芯片，多功能高精度的三相电能专用计量芯片IC3作为采集处理核心计量芯片，负责采集处理组合开关的三相电压信号、三相电流信号的模拟信号，获得电压和电流的有效值、有功功率、无功功率、频率、相位等信息。主控芯片M3负责IC3数据的运算，主回路的绝缘监视，CAN通讯，接触器CKJ的吸合与分断控制。与采用AD+MCU模式，即单片机外部扩展模数A/D转换芯片的方式相比，具有功能多样、单片机外围扩展器件少、软件程序算法简单、测量精度高等优点，同时，由于简化了硬件电路和软件电路设计，极大地提高了开关的可靠性。图3保护器原理框图2.5电机温度检测电路每4个回路设置一个，共设置3个。每个回路可以同时检测PT100和温度继电器信号。该模块采用DC24V供电，通过CAN总线把电机温度信号传送给控制器。2.6通信模块PM－160是一款实现串口与PＲOFIBUS－DP数据通信的网关，可以实现Modbus/ＲS－485接口转换为PＲOFIBUS－DP的网络设备［4］。该模块采用DC24V供电，通过ＲS－485总线与控制器连接，并把控制器信息转为PＲOFIBUS－DP数据，把接收到的PＲOFIBUS－DP开关的电气系统设计-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港电动液压滚圆机滚弧机本文有公司网站全自动滚圆机采集转载中国知网整理 http://www.gunyuanji.com