1、*省技师高级技师综合评审论文论文题目：关于 XK5-9/90-KBT 矿用防爆蓄电池式电机车在短距离循环车场中的改造和应用姓 名： * * * 身份证号：*准考证号： 所在单位：*考评职业： 电 工 报考级别： 技 师 关于 XK5-9/90-KBT 矿用防爆蓄电池式电机车在短距离循环车场中的改造和应用*【摘 要】 XK5-9/90-KBT 电机车是我国湘潭 电机股份有限公司在2005 年初制造的一台矿用防爆特殊型电池式机车。它适用于含有瓦斯（甲烷）及煤尘爆炸危险性的煤矿井下且坡度不大于 3的回风巷运输矿物、器材。由于本电机车是采用可控硅脉冲技术，将蓄电池组的直流 90V 电压平滑地变成直流可
2、调电压，加到牵引电动机上，使牵引电动机端电压平滑地改变来调节机车的速度，所以其起步速度相当缓慢，相对原来的机械控制器来说，减少了机车起步时带来的冲击，运料时比较安全，所以在煤矿井下物料运输当中得到广泛应用。但是在运输距离不长，且循环运送物料的车场当中，机 车频繁起动，速度又不能过高，此电机车电路的特点是运行速度靠改变付可控硅与主硅触发脉冲的间隔来改变电机两端电压调节速度。由于长时间处于低速运行状态，频繁起动，工作电流较大，特别在运输大件物料( 液 压支架等) 时， 导致烧毁。触发电路开关频繁，特别容易损坏，加之此电机车控制箱是防爆式，结构紧凑、空间狭小、紧固点多，难以拆卸。且脉冲控制部分半导体
3、元件和连线焊点过多，在维修时须用电烙铁和无线电维修用工具，在矿井中维修条件是可想而知的。所以在煤矿一些特殊环境下，寻求一种不淘汰现有设备，稍加改装，就能使其维修成本不高，运行状况良好，不乏是一种明智举措。【关键词】煤矿；蓄电池机车；改装XK5-9/90-KBT 电机车是我国湘潭电机股份有限公司在 2005 年初制造的一台矿用防爆特殊型电池式机车。它适用于含有瓦斯（甲烷）及煤尘爆炸危险性的煤矿井下且坡度不大于 3的回风巷、车场运输矿物、器材。由于本电机车是采用可控硅脉冲技术，将蓄电池组的直流 90V 电压平滑地变成直流可调电压，加到牵引电动机上，使牵引电动机端电压平滑地改变来调节机车的速度，所以
4、其起步速度相当缓慢，相对原来的机械控制器来说，减少了机车起步时带来的冲击，运料时比较安全，所以在煤矿井下物料运输当中得到广泛应用。它的电气控制原理图如(图一)图一具体工作原理如下：操作司机控制换向手柄，指向机车需要的运行方向，此时牵引电动机磁场绕组接通。同时；skf9 触头闭合，触发控制盒获得电压，通过GZ1、R 6使稳压电源得电开始工作。由于 sk4 常闭触头此时是闭合的，106端子得电，付硅触发单元开始工作，发出付可控硅触发脉冲，触发kz2。Skf9 闭合后，kz2 已通过 GZ4、R8 获得蓄电池电压，所以即被触发导通，此时主手柄是位于“0”位。操作司机控制箱主手柄从“0”位移至“合闸”
5、位（约转动到 300）sk1 闭合，电源经由 sk1M1 和 M2CKZ220 向换向电容 C 预先充电。当换向电容 C 的电压 UC充到等于电源电压时，付可控硅 KZ2 即自行关断。继续操作主手柄有“合闸”位移至“调节”位（约 350）时，sk3 闭合，101 端子获得电压，主硅触发单元工作，间隔一定时间发出触发脉冲，同时触发可控硅 KZ1 和 KZ3。KZ1 导通后，DK 与 C 组成的 LC 串联谐振，振荡后，换相电容 C 的极性反向。此时 KZ2 即为正向阻断。来自付可控硅触发单元的触发脉冲，可使 KZ2 导通，KZ2 一旦导通，C 上的反向电压使KZ1 关断，换相电容器 C 则经由
6、KZ2 充电。完成了一个工作周期。当由 KZ1、KZ2、KZ3、DK 和 C 组成的直流续断器开断时，由电动机电流经由 GZ1 续流。若主手柄在此位置（约 350）继续停留，则主回路将如上所述周期性工作，电动机获得较低的电压，机车起动，低速运行。操作主手柄由“调节”位（约 350）继续向前移动时，主手柄驱动磁钢，在调磁钢机构中移动，即可改变付可控硅触发脉冲的间隔，司机控制箱输出电压（即加在电动机上的端电压）也随着主手柄的前移不断提高到最大调节电压） 。机车速度也不断提高。主手柄移动至约“130 0”位置时 sk4 常闭触头打开，而常开触头闭合。Sk4 常闭触头打开后，106 端子无电压，付可控
7、硅触发单元停止工作，kz2阻断。Sk4 常闭触头闭合后，KZ1 处于全导通。电动机经 KZ1 接近全电压，速度较高。主手柄移至终点位置（150 0）时，sk2 闭合，直流续断器被触头 sk2 短接，停止工作；kz1 自行关断，机车全电压运行。主手柄由全压位退回“0”是的工作过程与上述相反。但是在运输距离不长，且循环运送物料的车场当中，机车频繁起动，速度又不能过高，根据以上电路原理可知，此电机车电路的特点是运行速度靠改变付可控硅与主硅触发脉冲的间隔来改变电机两端电压调节速度。由于长时间处于低速运行状态，频繁起动，kz2、kz3 工作电流较大，特别在运输大件物料(液压支架等)时，导致烧毁。触发电路
8、开关频繁，特别容易损坏，加之此电机车操作间特小，控制箱是防爆式，结构紧凑、空间狭小、紧固点多，难以拆卸，每次维修几乎都要把整个控制箱挪出，拆掉电源排线，很是费事，且脉冲控制部分半导体元件和连线焊点过多，在维修时须用电烙铁和无线电维修用工具，在矿井中维修条件是可想而知的，这是此电机车令人遗憾的地方。大家都知道电机车的控制箱是电机车的核心控制部分，好比人的大脑，如果它经常损坏，不仅增加维修量，而且影响生产。在我矿，许多短距离循环车场都使用此电机车，经常维修，正常使用率很低。为此我对此电机车做了如下改动。去掉脉冲电路板及其连线和控制部分，再去掉 kz1、kz2、kz3 以及续流电路部分。然后用一块阻
9、值 0.2 欧，额定电压 48V，额定电流 40A 的防爆电阻串入两电机电路中。只保留SK1、SK2、skf1、skf2、skf3、skf4、skf5、skf6。改动后的电路原理图如（图二）图二 电路中增加电阻 R 是为了在低速起动时降低牵引电机端电压和减少电流，使机车稳速起动。保留sk1、sk2、skf1、skf2、skf3、skf4、skf5、skf6 是为了实现机车的换向运行。去掉了脉冲电路板及其控制部分和 kz1、kz2、kz3 以及续流电路部分，使控制箱空间大为增加，检修更为方便。具体工作原理如下：操作司机控制换向手柄，指向机车需要的运行方向， （前进时skf1、skf3、skf5
10、闭合。后退时 skf2、skf4、skf6 闭合）机车在起步时，控制主手柄从“0”位移至“合闸”位（约转动到 300） ，SK1 闭合，电源经由 SK1RM1M220；电阻 R、电机 M1、M2 在电路当中均为串联，速度最低。继续旋转主手柄“130 0”位置时 SK2 触头闭合，电阻 R 被短接，两电机电流增大，速度稍有提高（为中速） ，此时两电机在电路中仍旧串联，只是甩掉了电阻 R。从以上电路可以看出，改动后的机车只有两种速度；低速和中低速。（短距离循环车场也不需要过高速度）非常适合短距离循环车场的使用，保持原有操作顺序，机车性能也没有多大改变，而且电路简洁，一目了然。一般维护者一年当中只需
11、更换一两次触头。实践证明，从我矿使用此电机车的单位对比当中发现；改动后的电机车经常在良好运行状态，长时间无需维修，生产效率大为提高。对此蓄电池机车的改装并不代表我对此电机车有不好的评价，只是它的电气工作性能在煤矿有些场合下不是多么适应。我的改装有点现代技术倒退的感觉，但它在我说的环境运行条件下效果很好，非常实用。试想，一台技术先进，结构复杂的设备用在它不适应的地方，导致故障频发，维修不断，影响生产，那我们还用它做什么。而对它稍加改装就能使其维修成本不高，运行状况良好，不乏是一种明智举措。其实相同条件下，最简单、最实用的东西才是最先进的。【注 释】： 线号“1”为电源正极， “20”是电源负极。 “3” 、 “4”、 “5” “M110”分别代表 “M1”电机的 C1、C2、S1、S2； “7” “8” “9” “M2”分别代表“M2” 电机的 C1、C2、S1、S2【参考文献】：XK5-9/90-KBT 电机车电气原理图（湘潭电机厂 2005 年 3 月出版印刷）
