毕业论文：采煤机的使用与维护

到目前为止，国内采煤机生产厂家均对交流电牵引采煤机进行了大量的研究开发。

上海分院研制的系列电牵引采煤机已形成大系列共几十个品种，现正在开发装机功率达的交流电牵引采煤机太原矿上机器淮南职业技术学院矿山机电专业毕业设计厂与上海分院合作，将液压牵引采煤机改造成型交流电牵引采煤机后，又与兖州矿业集团合作，研制成功了型交流电牵引采煤机鸡西煤机厂与上海分院合作将型液压牵引采煤机改造型交流电牵引采煤机后，又开发了型型交流电牵引采煤机辽源煤机厂与邢台矿业集团合作研制成功了我国首台应用电磁转差离合器调速技术的型电牵引采煤机无锡采煤机厂与中纺机电研究所合作，开发研制成功了国内首台应用开关磁阻电机调速技术的型电牵引采煤机。

采煤机发展到现在，随着各项技术的掌握，我国将在以下方面进行攻关研究，力争赶上世界先进水平大功率大截深电牵引采煤机的进步研究大功率采煤机的工况监制。

故障诊断于控制系统的研究为最大限度的利用我国能源，着力研制发展薄煤层采掘机应用高新技术，严格管理，提高可靠性在电牵引采煤机的研制领域，我国虽然取得了些客观的成绩，但与目前与国外先进的采煤机相比，再总体参数性能方面尚有较大差距，些关键部件的性能功能适用范围还亟待完善和提高，尤其是线监控故障诊断及预报信号传输与采煤机自动控制传感器等智能化技术和机械部件的可靠性寿命与国外的相比差距很大，此外，我国在采煤机的机械结构参数设计加工制造和材质性能上与国外先进水平也有较大的差距。

因此，为提高产品质量，采煤机的机械传动系统理论设计尚需加大研究力度。

采煤机的发展趋势年代以来，滚筒式采煤机在结构性能参数可靠性和易维修性上都有很大的改进。

归结起来，滚筒式采煤机有以下特征和发展趋势增大功率和能力为了适应综采工作面高产高效和在不同地质条件下快速截割煤岩的需要，不论厚中厚和薄煤层的采煤机均在不断增大装机功率和生产能力。

淮南职业技术学院矿山机电专业毕业设计电牵引采煤机已成为主导机型目前电牵引采煤机已成为德国英国美国日本和法国等主要生产国的主导机型。

增大牵引速度和牵引力，并改进无链牵引机构为了适应综采高产高效的要求，近代采煤机的牵引速度和牵引力都有较大的增大。

机器的结构布置有新的发展近年来不断发展和研制出了多机横向布置部件可侧面拉装的整机箱式机身纵向布置采煤机的牵引部和截割部合为个部件破碎机采用单独电动机传动改进挡煤板传动装置无底托架或不用整体底托架等新的结构布置方式。

截割滚筒的革新和改进截割滚筒的改进是围绕增大截深减低煤尘增大块煤率和提高寿命等目标进行的其主要改进有增大截深采用强力截齿增大块煤率和减少煤尘生成滚筒设计高压水射流喷雾降尘和助切加固滚筒结构等方面。

扩大采煤机的使用范围，不断开发难采煤层的机型薄煤层厚煤层硬粘并有夹矸煤层大倾角破碎顶板等难采煤层的机型的发展有，开发出了薄煤层厚煤层大倾角短机身窄机身等机型。

提高采区工作电压年代以前，各国采区工作面设备电压多为左右。

随着综采设备向大功率发展，目前采煤机最大功率达，截割电机最大功率达，刮板输送机最大功率达，驱动电机最大功率达，加上工作面长度的不断增长，所以必须提高采区的供电电压，目前各国生产的大功率采煤机，其供电电压般为和等几档。

采用微电子技术，实现机电液体化的采集工况监测故障诊断和自动控制现代采煤机均装有功能完善的用微处理器控制的数据采集工况监测故障诊断和自动控制，这是代表采煤机水平的重要标志。

现代采煤机的微处理系统除了工况监测，还可以对其采集信息进行分析处理，再输出显示存储控制和传输等，以实现检测预警保护健康诊断事故查询维修指导和调度分析等多种功能。

淮南职业技术学院矿山机电专业毕业设计贯彻标准化系列化和通用化原则，加速开发适合不同地质条件的新机型目前各主要采煤机生产厂家都十分重视三化原则，将采煤机各主要部件如电动机截割部固定减速箱摇臂滚筒牵引部截牵箱行走箱牵引机构等制定标准，作为适合不同条件的通用部件，各部件间的连接尺寸致。

这样，就可以根据不同的地质条件的要求，很容易用积木式方法将各部件组合成新机型，以扩大采煤机的系列和加速研制过程。

提高采煤机的可靠性和寿命，提高易维修性，缩短井下更换部件时间，延机的实体，最终确定最后结构形式和具体参数。

在进行最后的强度校核时，选取了众多方法种的种，主要以建立支架力学模型和受力分析为主，目前，出现了些新的方法来研究支架的结构强度，有限元法，薄壁箱型截面组合强度的计算机辅助算法以及采煤机强度的概率设计法是当前计算机辅助程度较高的方法，这些新的技术和知识都有待于在今后的工作和学习中进行研究。

淮南职业技术学院矿山机电专业毕业设计参考文献程居山矿山机械徐州中国矿业大学出版社雷天觉新编液压工程手册北京北京理工大学出版社甘永立几何量公差与检测上海上海科学技术出版社徐灏机械设计手册北京机械工业出版社淮南职业技术学院矿山机电专业毕业设计致谢四年大学学习时光已经接近尾声，在此我想对我的母校，我的父母亲人们，我的老师和同学们表达我由衷的谢意。

在这大学学习生活的最后阶段，我们按照学校安排，完成了毕业设计，这不仅是对四年所学知识的全面系统的总结和检验，也是今后学习和工作的开始。

在这里，我要感谢我的毕业设计指导老师李新平老师。

在我做毕业设计的每个阶段，从选题到查阅资料，论文提纲的确定，论文图纸的修改，后期论文的调整等各个环节中都给予了我悉心的指导。

这几个月以来，李老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想给我以无微不至的关怀，在此谨向李老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

在设计过程中，同组的各位同学给了我很大的帮助，再此向他们表示真心的感谢。

感谢学校学院在我完成论文过程中提高切资源和便利。

感谢从百忙之中抽出时间来评阅论文的各位专家教授，向各位对我毕业设计评审和指导的专家教授和各位老师表示衷心感谢，淮南职业技术学院矿山机电专业毕业设计附录开关磁阻电动机驱动电牵引采煤机摘要本文介绍了双开关磁阻电动机并联传动系统控制驱动电牵引采煤机。

本文介绍了系统的各个组件，如开关磁阻电机，主电路中的功率变换器和控制器等。

这里给出了它的控制原理，它主要是用算法和载荷均匀分布的模糊算法获得信号来控制电机转速这样个闭环系统。

这里也列出了它的测试结果。

测试结果表明，在磁阻电动机上供应的平均直流电流于在磁阻电动机上的相对误差在以内。

关键词开关磁阻电机控制采煤机煤矿电牵引。

导言地下矿井周围的环境是相当恶劣的。

方面，它非常潮湿和高粉尘并且属于易燃易爆环境。

而在另方面，井下的空间是非常有限的，因为它要节约开采矿井的投资，所以这些给井下设备的维护带来了很大的困难。

在现代煤矿开采过程中，自动化设备得到了广泛的使用，但是自动化设备的故障，可以影响到煤矿的正常生产和生产效益。

采煤机是可以将煤从煤壁中开采下来的采矿设备。

传统的采煤机是用液压传动系统驱动的，但是由于液压系统中的油液很容易被污染所以导致液压系统的故障率很高。

液压传动系统的故障可能直接影响矿井的生产和效益。

电机驱动系统的故障率相对液压传动系统是比较低的，但是由于电机安装在防暴外壳中所以给电机的冷却带来了困难。

电机驱动系统也自动化设备是其中的关键部件，所以发展新型电动机调速系统直是煤矿开采重视的问题。

开关磁阻电机驱动之所以能成为煤矿主要设备的调速电气传动系统，因为它具有较高的运行可靠性和容错能力。

开关磁阻电机驱动由双凸极开关磁阻电机，单极功率变换器和控制器组成，它们被固定在电机和电力变换器中。

在电机中没有电刷结构，并且双极功率变换器的功率变换器的故障率比较低。

开关磁阻电动机可以用在电机和功率变换器相故障少，而且每种相故障取决于其本身的情况下。

开关磁阻电机中没有绕组转子等，所以没有铜损的损失，只有在转动过程中很少的铁损。

这样开关磁阻电机就很容易冷却了，因为它没有必要冷却转子。

采煤机用的开关磁阻电机驱动已经研制成功。

文章中给出了样机。

淮南职业技术学院矿山机电专业毕业设计二系统组件研制成功的驱动电牵引采煤机的开关磁阻电机驱动是种双重开关磁阻电动机并联驱动的系统。

该系统是由两个开关磁阻电动机和个安装功率变换器和控制器的控制箱。

通过两个开关磁阻电动机都是三相结构。

开关磁阻电机如图所示。

两个开关磁阻电动机都分别包在防爆外壳中。

其中电机额定功率千瓦，额定转速转分钟，调速范围从转分钟到。

功率转换包括两个三相对称桥功率转换器并联。

该的则作为主开关。

三相交流电源被整流并供应给电源转换器。

主电路中的功率变换器如图所示。

是主要使用的开关磁阻电机。

在控制器中，有转子位置检测电路，整流电路，电压和电流的保护电路，主开关的栅极驱动电路和闭环转速，负荷平衡分布的数字控制器。

三控制策略这两个开关磁阻电机都可以在相同的牵引导轨上驱动所有采煤机的输电装备，因此这两个开关磁阻电动机转子的转速就可以达到同步。

这个以闭环系统控制转速的双重开关磁阻电动机驱动系统时可以采用算法。

在开关磁阻电动机中，功率变换器中主开关的触发信号是通过调制信号来给定的，当比较给定转速和实际转速时，所用占空比的信号，其规定如下在上式中，表示给定的转速，表示实际的速度，表示给定和实际转速之间的偏差，表示开关磁阻电动机在时刻时信号占空比的变化量，表示积分系数，是比例系数，表示在时刻时转子转速的差值，表示在时刻时转子转速的差别，表示时刻时开关磁阻电机上的占空比，表示时刻时开关磁阻电机上的占空比。

开关磁阻电动机调速系统的输出功率是与所供应的直流电流成比例的，淮南职业技术学院矿山机电专业毕业设计其转换关系如下在此式中，是开关磁阻电动机调速系统的输出功率，表示电源转换器所供应的直流电流的平均值。

图主电路中的功率转换器在开关磁阻电动机中，电源转换中主开关的触发信号也是通过信号所给定的。

这两开关磁阻电动机可以通过模糊逻辑算法来平衡其所承受的载荷。

在模糊逻辑算法的调节中，有两个输入控制参数，个是电力转换器供应这两个开关磁阻电动机的直流电流平均值之间的偏差，另个是电力转换器供应这两个开关磁阻电动机的直流电流平均值之间偏差的变化。

输出参数是开关磁阻电动机的信号占空比的增量。

在图的方框图中给出了电牵引采煤机中双重开关磁阻电动机的并联驱动系统。

在时刻电力转换器供应给这两个开关磁阻电动机的直流电流的平均值的偏差为上式中，表示在时刻电力转换器供应给这两个磁阻电动机开关的平均直流电流的偏差。

在时刻开关磁阻电机的信号的占空比为上式中，表示在时刻时开关磁阻电机的信号占空比的增量，表示在时刻时开关磁阻电机的信号的占空比。

淮南职业技术学院矿山机电专业毕业设计图电采煤机中的双磁阻开关并联系统方块图这种模糊逻辑算法可以表示成如下形式，上式中，表示电源转换器供应给这对开关磁阻电动机的平均直流电流的偏差的模糊值，表示电源转换器供