矿用卡车电传动系统漫谈

大吨位宽体纯电动矿用自卸车传动系统设计一、为什么我们要搞这个大吨位矿用车？你知道矿山的生活有多不容易吧，整天跟石头打交道。

不是那种小小的鹅卵石，而是那些重得能压弯腰的大家伙，矿用车每天上坡下坡，爬山涉水，辛辛苦苦把矿石运来运去。

如果它们是开玩笑的，那就是最笨的笑话。

以前那些老式的柴油车，噪音大得像雷阵雨，尾气是天上的云层，车本身还是老头，开了没几年就得送修。

如今呢，咱们不搞那一套了，搞点现代的，纯电动的车不香吗？这不，咱们今天就来聊聊这个“高大上”的大吨位宽体纯电动矿用自卸车的传动系统。

二、什么是传动系统？难道是传送带？哎别误会，矿用车的传动系统可不是那种在超市里转来转去的传送带。

传动系统其实就是一套精密的机械装置，它让车子跑起来，不然咱们就只能站在矿山的山头看着车子空转。

像一辆矿用车这么重，这么大，得有个强劲的传动系统，才能带着这么庞大的车体载着那么多矿石不掉链子。

你想想，如果传动系统不给力，车的动力就上不去，车子就像被拴住了一样。

矿石都还没装上，车就先罢工了，得了，矿山都白挖了。

三、纯电动的好处，简直是节能环保的代名词！既然传动系统很重要，那咱们得搞清楚，纯电动矿用车和传统的柴油车有什么区别。

大家伙们应该都知道，柴油车不仅污染大，还噪音大，最可怕的是它那油价，动不动就涨，矿山里一开就是几百台车，耗油量那是相当惊人啊。

可是纯电动矿用车就不一样了。

电动的传动系统，通过电池和电机提供动力。

你想想，车子上坡下坡，连带着矿石爬山，基本就不费劲，而且没有那种噼里啪啦的发动机声，也没有尾气扑鼻的难闻味道，反而开起来，完全是“嗖”地一声过去，静悄悄的，超神奇。

最牛的是，电池的充电效率越来越高了，原来充一次电能跑几百公里，完全不成问题，省钱又环保，简直是矿山里的环保小卫士！四、为什么矿用车要有这么大的传动系统？矿山的环境可不比城市的马路宽敞，山路陡峭不说，车子上坡下坡还得带着重物，光是爬坡就不简单了。

如果传动系统不给力，车子就容易卡在半山腰，尴尬得要命。

矿用越野车传动系统设计作者：卓义佘千根来源：《科技风》2018年第24期摘要：矿用越野车主要用于井下人员运输，整车采用整体式车架，四轮转向减小了转弯半径，提高设备的灵活性，本车传动系统采用静液压无级变速，爬坡速度快，提高了井下人员的作业效率，是未来坡道人员运输的发展趋势。

关键词：矿用越野车；静液压传动；湿式多盘制动器；变量泵；变量马达矿用越野车采用整体式车架，前、后桥采用矿用专用转向桥，四轮转向，驱动桥制动器为湿式多盘制动器，极大提高了车辆制动的可靠性、安全性，传动系统采用变量泵加变量马达静液压传动，变速范围大，为无级变速，发动机整个速度范围内变量泵和变量马达效率高，降低了燃油消耗，而且此车较传统的车辆爬坡速度快，大大缩短了车辆在井下人员运输的时间，设备运转频率高，减少矿山采购成本。

1 牵引力计算已知：车重m=9000kg，G=90kN，井下最大坡度14°，按α=17°设计，加速度取a=0.2m/s2，滚动阻力系数f=0.025，地面摩擦系数f2=0.6。

另外需保证10度坡爬坡速度20km/h。

因井下车辆速度较慢迎风阻力可以忽略不计。

2 发动机功率确定（1）按坡度α=17°，V=14km/h速度爬坡，ηt=0.8最大驱动力时系统的总效率，θ=0.8发动机负荷系数。

（2）按坡度α=10°，V=20km/h速度爬坡，ηt=0.8最大驱动力时系统的总效率，θ=0.8发动机负荷系数。

考虑转向、制动系统消耗功率约10kW。

综上选用康明斯B系列水冷194kW发动机。

3 变量泵、变量马达的排量选择1）马达排量选择：桥选用DANA，212桥，主减速比i1=2.7，轮边速比i2=6，ΔP液压系统压差，单位bar；V马达排量，单位ml；ηmh=0.95马达机械效率，ηvol =0.90马达容积效率；R=0.5m轮胎滚动半径；柱塞泵、马达一般额定压力在420bar，为保证元件寿命持续工作压力系数一般取0.6，因矿山建设最大坡度α=14°，此处计算按α=17°所以预选压力系数稍微放大一些取0.75，所以ΔP液压系统压差范围为，315bar。

应用于矿用电机车的新型交流牵引驱动系统摘要：本文介绍了一种新型交流牵引驱动系统，旨在提高矿用电机车的运行效率和经济性。

该系统采用高压、高频负载共振拓扑的直流成交换器，利用电能最大化输出，从而提高电机车的牵引性能和效率。

此外，该系统还采用了一种定制控制算法，通过调节驱动系统的速度和扭矩，保证电机车在不同工况下的正常运行。

实验结果表明，该系统的牵引效率较传统系统提高了10%以上，操作稳定性和运行寿命也得到了显著提高。

关键词：交流牵引驱动系统，负载共振拓扑，电能最大化输出，定制控制算法，牵引效率正文：一、绪论矿用电机车是在矿山和工业场所进行物料和人员运输的重要装备，其运行效率和经济性直接影响矿山的生产效益和安全生产。

传统的矿用电机车驱动系统因为电阻损耗大、效率低，已经难以满足日益高效、低耗、高性能的要求。

因此，提出一种新型交流牵引驱动系统，成为当前研究热点和难点。

本文针对传统交流牵引驱动系统存在的局限，提出了一种基于负载共振拓扑的直流成交换器的新型交流牵引驱动系统，其目的是通过最大化输出电能，提高电机车的牵引性能和效率。

同时，我们还引入了一种定制控制算法，以达到对驱动系统的速度和扭矩进行更精确和可控的操作。

二、新型交流牵引驱动系统原理该系统主要由负载共振拓扑的逆变器、同步整流器、正弦信号产生电路、电流采样电路和控制电路等组成。

该逆变器采用了高压、高频负载共振拓扑，使直流成交换器能够在较高频率下工作，同时也能减少能量损失。

同步整流器通过将输出电压与输入电压的相位区别设计成90度，实现了最大化的效果。

该系统的传动系统被设计成由电机转子产生的电流，来驱动直接输出到轮轴的电机，并且能根据不同工况的需要，实现变频调速。

在该系统中，由增量调用和最大电流跟踪等有选择的控制方式，可以保证电机车的稳定运行。

三、实验结果分析我们采用了已有的牵引驱动系统与新型交流牵引驱动系统进行对比实验，结论是新型交流牵引驱动系统的牵引效率比传统系统提高了10%以上。

电磁调速电牵引采煤机的传动系统性能分析引言：电牵引采煤机是一种应用电动机驱动的煤矿设备，其传动系统的性能对于采煤效率和安全具有重要的影响。

本文将对电磁调速电牵引采煤机传动系统的性能进行分析，旨在提高采煤机的传动效率、稳定性和可靠性。

一、电磁调速电牵引采煤机的传动系统概述电牵引采煤机的传动系统主要包括电动机、电磁调速装置、减速器和传动轴等部件。

其中，电磁调速装置起到调节电机转速的作用，使采煤机能够适应不同工况下的采煤需求。

二、电牵引采煤机传动系统性能分析（一）传动效率分析传动效率是评价传动系统性能的重要指标之一。

对于电磁调速电牵引采煤机来说，传动效率受到电动机效率、电磁调速装置效率以及传动装置效率的影响。

1. 电动机效率：电动机的效率与其设计好坏、制造质量以及负载状况有关。

通过合理选择电动机型号和提高电动机运行效率，可以提高传动系统的整体效率。

2. 电磁调速装置效率：电磁调速装置的效率与其电磁铁和调速器的设计有关。

设计合理的电磁铁和精确的调速器可以提高传动效率，减少能量的损失。

3. 传动装置效率：传动装置包括减速器和传动轴等部件。

选择合适的减速器，减少传动装置的摩擦损失，可以提高传动效率。

（二）传动稳定性分析传动稳定性是指传动系统在工作过程中的振动和噪声情况。

对于电牵引采煤机来说，传动稳定性与减速器的设计、制造工艺以及传动轴的平衡性有关。

1. 减速器设计：合理的减速器设计应考虑转矩均布、传动比适宜等因素，以降低噪声和振动产生的可能性。

2. 制造工艺：采用先进的制造工艺和加工精度，可以减少传动件的偏差和装配误差，从而减少振动和噪声。

3. 传动轴平衡性：传动轴的不平衡性是产生振动和噪声的主要原因之一。

通过合理的计算和平衡设备的使用，可以提高传动轴的平衡性，减小传动系统的振动和噪声。

（三）传动可靠性分析传动可靠性是指传动系统在长时间运行条件下的可靠性和寿命。

电牵引采煤机传动系统的可靠性与传动件的材料、设计寿命以及润滑情况有关。

对机械传动与电传动卡车的比较与评述摘要：现阶段我国矿山大部分采用矿用自卸车来运输矿产，它成为采矿业的主要运力，电传动几乎是目前大型矿车的“标准配置”。

与机械传动相比，它有许多优点，因此应用越来越多。

本文着重分析了电动驱动的优缺点，进一步完善了我国重型卡车的应用系统，希望能够为有关人员提供参考。

关键词：液压装置；电传动；卡车；机械传动；引言：本文主要通过对机械传动与电传动卡车的比较，及其应用前景以及未来发展形势进行研究,旨在理解电传动卡车的性能优势。

1传动装置的结构形式比较液压机械传动系统由变压器电机的传动轴、前桥、车轮制动器等部件组成。

发动机动力通过一个变矩器到一个功率变压器，通过传动轴到前桥。

桥轴输出的脉冲功率通过车轮制动器进一步增加转矩并传递到轮胎上。

为了避免由于前后车轮速度不同而产生的额外功率消耗，变速箱中有一个后桥断开结构，可以切断后桥。

液压传动是一种液体传动，主要用于发动机后底盘的前传动阶段。

液体变速矩形最重要的特点是由于定子的作用，可以改变转矩，增加输出转矩。

静态液压传感器是由液压机和液压泵两部分组成的，具有能够变化控制的单元和传动元件（减震器或变速箱），可转换为无级变速传动装置【1】。

与纯机械传动和液体机械传动相比，它有许多优点，如区域宽度变化的灵活性、易于控制、模式的多样性和功率的合理利用。

液压系统由于选择部件的不同，有着不同的两个选项，即高速和低速选项。

高速程序:高速马达通过中间传动元件驱动车轮，如由变速箱驱动的前轴或减震器。

在这种情况下，不仅液压马达有很大的改变程度，液压泵也可以有很大的改变程度。

通过选择合理的转速比和建立理想的档位，可以得到更加理想的一条输出功率曲线，能更加完美解决工程机械的使用方面问题。

其次，高速转向柱塞马达具有较高的功率/质量比，因此工程静态液压装置往往运行在高速选项。

低速程序:低速扭矩发动机不必中间传动装置直接引导车轮，有些带有制动装置，使它的构造简单易行。

大型挖掘机电力传动系统探究在矿山采矿生产中，大型挖掘机是主要的装卸设备之一。

由于其受到较为强烈的振动，再加上作业环境恶劣、粉尘大，对系统安全、可靠运行带来威胁。

挖掘机中的电铲动力主要来自电网，通过电力传动功效，实现挖掘机的行走、回转、提升以及推压作业等，其中以提升机的功效最大，单台传动装置的直流电流可达到1800 A，因此可以说传动系统是大型挖掘机运行的核心所在。

以下将对具体内容进行分析。

1电力传动系统的构成在电力传动系统中，电铲取电为AC6000V的电网，经过集电环送到断路器中，其中主变压器和辅变压器分别为系统中的高压辅助电源与低压辅助电源。

完成四套主流装置的切换之后，完成电机供电过程。

其中两台行走电机，经过减速箱作用之后，分别用来推动两侧履带运行，完成行走过程。

经过减速箱之后，推压电机再次通过齿条驱动和齿轮，完成整个推压动作；通过两台提升电机的并联作用，可实现下放与提升铲斗作用。

对于大型挖掘机中的两台回转电机，采取分别独立安装方式，经过减速箱之后，共同实现转盘的齿轮驱动，完成回转过程。

2电力传动系统在提升机中的应用2.1负荷分配对于大型挖掘机的提升系统来说，两台电机并联工作，实现刚性连接，共同使用一套完整的传动装置驱动，两部电机的运行速度持平。

如果负荷分配不均匀，可能造成某一台的电机过载现象，或者另外一台电机处于发电模式下，具体分配负荷的方案如下所述。

1）速度与转矩环的独立运行。

通过一个相同的速度实现，同时注意速度的给定应随着转矩的不断增大或者减小而进行调整，呈现下垂特性，并根据负载特性的硬度情况，自行分配转矩。

2）某台电机的速度在软化环境下呈现下垂特性，则另外一台电机的转矩可作为补偿作用。

在工作过程中，由具有软特性的一台实现平移补偿量，而特性硬的一台则根据实际负载状况，确定转矩，完成两台负载的自动分配过程。

2.2双闭环调节在现代化大型挖掘机械运行中，如何提高工况的静动态性能非常重要。

由于大型挖掘机的容量大、拓扑复杂，因此普通的双闭环调节很难满足基本运行要求，对改进与优化提出更高要求。

矿用电铲电气传动系统对比与实用性分析科技创新2012年7月(上)l科技创新与应用矿用电铲电气传动系统对比与实用性分析于德君(神华准格尔能源有限责任公司,内蒙古准格尔旗010300)摘要:电动单斗挖掘机(简称电铲)传动系统发展经历了机组直流调速系统,可控硅直流调速系统和变频调速系统三个阶段.通过对三个电气系统的介绍,就其各自的优缺点和在实际应用中存在的问题做简要分析,说明今后电铲传动系统的发展方向,为广大用户在电铲的升级改造和新设备的采购提供参考.关键词:调速系统;交流变频;驱动原件神华集团准格尔露天煤矿是一座建矿二十多年的国有大型露天开采煤矿,年产量超过3000万吨.这里拥有太原重机厂生产的WK一10B,WK一20,WK一35,WK一55等电铲【电动单斗挖掘机的简称),美国B—E生产的395B型,495HR型电铲和P&H公司的2800XP型等电铲.其中WK一10B型电铲是早期的F—D机组直流调速系统,2800XP电铲是逻辑无环流直流调速系统,WK一20,WK一35,WK-55,395B和495HR为交流变频调速系统.这里浓缩了我国近二十来电铲的使用和发展状况,通过这里对各类电铲的使用环境,设备电控原理和实际使用的中的效益介绍,让我们对这三类电控系统的优劣有一个较明确的认识.1准格尔露天煤矿采矿条件1.1气候条件气候条件:年平均温度5.37.6℃,最高气温达39.4℃,最低气温为一34qE,属大陆性气候,冬季时间长且寒冷,夏季短且酷热,特别白天与夜间的温差较大,对电气设备运行的稳定性有很大的影响;年平均降水量为408mm,月平均降水量为247mm,气侯干燥,设备在露天条件下使用,各类粉尘大,春季风沙大,最大风速23m/s,要求电气系统具有很好的防尘装置.1.2地质条件准格尔黑岱沟矿电铲主要用于开采岩石和煤,工作地点的地形标高(开采地点)海拔高度800～1350m.开采的岩石性质为砂岩及泥岩,抗压强度38.93～50.8MPa,抗剪强度36.78～46.19MPa,容重2.4t/m,松散容重1.7l4?(松散系数1.4);开采的煤层容重1.53t/m,煤层松散容重1.133t/m(松散系数1.35).岩石相对煤具有较高的硬度和容重,对电铲的抗冲击性能和铲斗的挖掘能力都有较高的要求.1.3供电自然条件采掘场外部露天煤矿变电所一座,有两台容量为50MV A,三绕组变压器,电压为110/35/6kV.由该变电所至采掘场设两回35kV架空线路睬掘场南,北侧各一回),负担采掘场内电铲,钻机等设备的用申.1.4供电方式电铲的接入电源采用3相,50Hz~lHz,额定工作电压6000V+10%.经尾部电缆卷筒经高压集电环接人高压控制柜.要求设备在供电电压偏移±10%,瞬时电压波动一30%和频率偏差50Hz+IHz的条件下可以正常运行.在设备起动负荷,尖峰负荷,发电尖峰负荷时对供电系统35KV出口处电压的偏移影响不超过±1O%.1.5工作制度和维修保养制度工作制度:每天3班,每班8小时,原则是休人不休设备,提高设备的运用率.维修保养制度:每天点检,每运行250小时强制保养,以确保设备的零故能够及时发现并得开修理,防止大的机电事故障发生.通过以上资料可以看出,电铲的工作环境十分恶劣,野外作业,高温,严寒,较大的日温差,震动,粉尘,连续作业,特别是在爆破不好或采矿作业面过高的情况下,还存在挖根底作业和突然的大面积塌方, 经常出现过大的冲击载荷,甚至堵转.因此,对电气传动系统要求:不但要能够克服恶劣的自然条件,还要在工作时电气传动系统的机械特性曲线的包络面积大,有足够的有用功率;要求有良好的调速性能, 能四象限运行,能快速地进行加,减速和反转,动态响应速度快;要求系统制动性能好,并能回收能量;要求系统运行可靠,维修方便等.只有达到这些要求,才能更好的实现设备的高效,低成本运行,企业才能取得良好的经济效益.2采用直流传动系统的wK一1O型电铲以太原重型机械集团有限公司上世纪90年代生产的WK一10型电铲为代表的F—D机组直流传动系统电铲,就是在今天,国内仍有着广泛的应用.WK-10B电铲动力部分为650KW的高压原动机一发电机一电动机组拖动,传统的调速系统是由模拟电路,继电器和晶闸管来实现的.提升机构选用了两台容量为330V直流电压时260千瓦带强迫通风机的直流电机;推压机构选用了一台容量为460V直流电压时175千瓦带强迫通风机的直流电机;回转机构也选用了两台容量为330V直流电压时130千瓦带强迫通风机的直流电机;行走机构为时,I#HPH的正常疏水门将被关闭,但2#HPH的实际液位并不高.进而引发的后果是I#HPH的水位将逐渐升高,触发I#HPH危急疏水门打开.更有甚者,将引起1#HPH水位达到H3值,以至于整个高加系统因为2#HPH的一个水位不准确而解列,从而降低了系统的热效率.当M/AMODE的PRA引脚的输人为真时,M/ASTA TION的输出指令将以PRAR为变化率,PRA T为目标值变化.其中M/ASTA TION 中设置,PRAR为100%,PRA T为100%.PRA条件为:I#HPH水位达到H3值.以上逻辑存在的问题:其一:I#HPH正常疏水门控制着I#HPH的水位,当I#HPH水位长期高于其水位设定值时,该正常疏水门早已经全开,根本不能等到I#HPH水位达到高3值才全开.其二:当I#HPH的水位达到高2值时,I#HPH的危急疏水门自动打开.说明正常疏水调节门只参与I#HPH水位的正常调节,一旦其水位出现危机状态,主要的保护手段还是打开其危机疏水门.其三:如果I#HPH的水位确实达到H3值时,整个高加系统都将解列,再开正常疏水门也无济于事.3.2.2I#HPH正常疏水门的水位保护的改进方法针对3-21第一条缺陷的改进方法:参与I#HPH正常疏水门水位保护的不选择单个水位,而选择两个水位经过2XMTR选择后的综合水位作为参与水位保护的变量.当2XMTR的两个水位输入的质量都为GOOD时,综合水位为两个水位输入的平均值;当两水位输入的其中一个质量为BAD~2XMTR将自动选择质量为GOOD的点作为综合水位的输出值;当2XMTR的两个水位输入的质量都为坏点或者两个水位输入的差值大于CNDB50时,MRE输出为1.即,当I#HPH的综合水位低于-50ram并且I#HPH水位选择模块输出MRE为0时,或者2#HPH的综合水位高于210ram并且2XMTR的MRE输出为0时,1#HPH正常疏水门保护关闭.其中2XMTR的参数设置:CNDB为50.当1#HPH液位选择模块2XMTR的MRE输出为1 时,画面上的液位选择模块将出现红色报警,如图3_2所示,并且1#HPH正常疏水调节门切为手动控制,并且切除I#HPH正常疏水门关于I#HPH低水位保护.运行人员立即检查1#HPH液位,如果两个液位输入的质量均为BAD,立马通知热工人员处理水位,并且派人就地监视水位变化,如在水位变送器未处理好之前1}}HPH出现H3值,将立马切除高加汽侧和水侧;如果MRE的触发条件为两点偏差大,运行人员可根据就地水位计来判断正常水位,并且通知热工人员处理不正常的水位变送器,运行人员在如图3—3所示的操作画面上选择显示正常的水位,并且按下”DEVINH”按钮,则I#HPH正常疏水调节门的低水位保护重新投入运行,并且该疏水门可以重新投入自动.经过如上改进,可以有效地防止因为某一变送器的不正常运行而导致疏水门的误动.同理,将参与危急*F~Kfl的模拟量也作同样的改进.针对3.2.1的第二条缺陷作如下改进,取消I#HPH正常疏水门的PRA条件.即当达到高2值并且MRE输出为0时,或当I#HPH高3液位开关动作时,立即将危急疏水门打开.只有当I#HPH高3液位开关返回后并且I#HPH选择后的综合水位低于高1值时,才关闭危急疏水阀.根据以上修改,可以完美地实现高加系统各个非正常水位的处理和保护,修改后的逻辑图如图3_4所示,该修改减少了因水位不正确而引起的高加误动,为168的顺利进行打下坚实的基础.一77—科技创新与应用I2ol2年7月(上)在330V直流电压时两台110千瓦带强迫通风机的直流电机.这些直流电动机的电源采用直流发电机组供电,由一台750千瓦高压异步电动机拖动容量分别为600千瓦,290千瓦,220千瓦的提升,回转,推压发电机.在工作的过程中,经常随机地遇到坚硬的石头或铲斗过满而过载,要求电枢电流不能超过电动机额定电流值,即要求电动机能自动限制堵转电流.堵转时无力,遇到大块无法铲起,拨动,或堵转电流失控,无法控制在设定值内,导致保护原件或是原动机发电机烧毁.当负载较轻时,异步电动机的转速基本不变,接近同步转速,当负载较大时,转速会下降,当负载超过最大转矩时,会出现垮转现象.这是直流发电机一电动机组系统无法克服的缺陷.因机组直流传动系统存在电能一机械能一电能转换,发电机到电动机之间能量转换很小,能量转换效率低,电能损耗大的缺陷.直流电机的碳刷等需要定期更换,加之大量的继电器的使用,使整个电气系统维护工作量大,维护工人工作环差,生产作业率低等缺点.神华准格尔黑岱沟露天煤矿在2011年因设备老化,故障率升高,维护成本增高,能耗大,原设计生产能力不能达到新扩产要求,将原有4台WK一10B电铲全部停用.但在内蒙的白云铁矿等其它矿山还有大量的应用,电气控制系统也部分进行了升级,采用了无触点控制.3采用直流调速系统的2800XP电铲P&H公司上世纪九十年代生产的2800XP型电铲,在山西的平塑露天矿和准格尔露天矿都有使用.其中仅平塑露天矿就有13台之多,准格尔露天有1台.2800XP电铲电气驱动形式为逻辑无环流可控硅直流调速系统.可控硅直流调速系统相对传统的电动机发电机组,使系统效率提高15%.控制电路早期为继电器有触点,后继升级为PLC控制.2800XP电铲动力部分为外网6000”9交流通过电铲下部高压滑环进入2000KV A主变压器和375KV A的辅助变压器.主变压器输出600V A V通过可控硅的全控桥供给提升,推压,回转和行走各部电机.辅助变压器通过全控桥向提升电机提供它励电源,通过半控桥向推压及回转电机提供它励电源.2800XP电铲电气系统在准格尔黑岱沟露天矿十几年的实际使用中表现出了良好的性能.电气故障率相对同期投入使用的395B型电铲要低得多.体现在电铲电气系统对环境的适应性强,受环境变化影响较小,特别是在北方地区,日温差和年温差较大,设备老化后,温控系统和保温加热设备达不到原设计要求的情况下,表现出了较好的稳定性.通过十几年的使用,2800XP电铲电气系统故障频率并没有明显增加.2800XP电铲因采用继电器有触点控制系统,技术容易撑所致,对维修人员素质相对交流变频调速系统要求低,故障点容易查找,故障检修时间较短.因配件通用性强,价格也相对较低.除了其直流电机平时维护量大,继电器更换相对较多等缺点不可避免,2800XP电铲的电气系统在实际应用中表现出了良好的经济效益.4采用交流变频调速的电铲交流变频调速传动系统(即交流可变频率可变电压调速系统,简称变频调速VVVF)的电铲从神华准格尔黑岱沟露天煤矿上世纪90年代初开始引进美国b—e公司生产的295B型电铲,395B型电铲到2007年太原重型机械集团开始生产的WK一35电铲,WK一55电铲,美国b—e公司生产的495HR型电铲,也经历了较大的变化.早期的295B电铲和395B电铲采用的是西门子公司早期的交流变频调速系统,逆变部分主功率原件采用的是GTO,后来太原重型机械集团生产的wK一20,WK一35,WK一55系列电铲和美国b-e公司生产的495HR 系列电铲都采用了西门子公司最新的交流变频调速系统,逆变部分主功率原件主功率原件都改为IGBT.4.1以GTO为主功率原件的395B型电铲395B电铲操作和监控系统采用美国A—B公司开发的PLC系统和西门子公司的s—D系统,整流部分采用可控硅,逆变部分主功率驱动原件为GTO.395B型电铲通过十几年的运行,逆变部分主功率原件GTO老化,故障率居高不下,严重影响了设备的正常运行.在本着低投人,尽最大可能提升设备性能和使用寿命的前提下,黑岱沟矿和B—e公司合作,在2007年将主功率原件GTO升级为IGBT,更换部分电控板,并就部分控制参数做出了调整.通过升级改造,使395B型电铲的电气系统故障率明显下降,并解决了500A的GT0配件停产,配件只能定订单生产,价格居高不下的难题.但因为是后期改造,系统整体稳定性能不是太好,偶尔会出来IGBT爆炸现象.395B电铲供电方式为三相高压交流电由电缆经集电环引入电铲1500kva主变压器,主变压器将6000v变为575v,经1950A整流器将交流变为直流,经滤波后送人公共直流母线.在直流母线上有4套容量为750kva的逆变器,其中2套并联供电给1台容量为1156kw的提升电动机;第三套逆变器供电两台容量各为258kw的回转电动一78一科技创新机簿四套逆变器供电给容量为377kw推压电动机.(行走电动机与提升电动机使用同一供电逆变器,提升逆变器输出通过提升和行走转换控制器来实现提升电机和行走电机的供电转换,行走电机容量为962kw,提升电动机和行走电动机不可以同时供电.)电铲工作时,通过控制器输出信号控制逆变器不断的改变输出频率来调整电机转速,并有大量的直流母线电容来调节母线电压.当某工作机构处于再生制动工作时,逆变器将再生制动能量反馈到公共直流母线上,可供其它工作机构使用,使能量得到充分利用.使用不完的制动能量,可以通过制动电阻消耗掉.4-2采用交流变频调速的495HR型和WK一55电铲WK一35电铲,wK一55电铲和495HR电铲都采用了西门子公司提供的交流变频调速系统,主要原理和工作方式基本相同,这里仅就495HR电铲的电控系统作一介绍,不在重复WK一55电铲电控系统. 495HR电铲是当今世界上最先进的交流变频调速电铲之一,供电方式为三相6000V高压交流电由电铲尾部电缆经集电环引入电铲2台1200KV A主变压器.主变压器输出电流通过功率整流/再生部分向各部主驱动电机供电.495HR电铲提升为1台1938.8kw的电动机;回转为2台376.6kw的电动机;推压为1台522kw的电动机彳亏走为2 台522kw的电动机.功率整流/再生部分采用西门子公司的AFE (ActiveFrontEnd)整流,回馈单元,AFE又称前端有源技术,功率因数=1时有效改善外网质量,可运行在四象限,抑制谐波.给供电线路无功补偿,在再生发电时不需要另装一套整流系统.495HR采用了最先进的SIBAS控制系统和远程诊断系统,相比395B电铲的S-D和PLC的控制系统集成化程度更高,运行更稳定,更安全,更可靠.从结构上看,495HR电铲由于采用了IGBT功率元件,所以它相当于一个逆变器,不同的是其输人为交流输出为直流,因为它位于电源进线侧,所以被称为前端.其主动的含义在于,与传统的二级管或可控制硅整流技术相比,主动前端不再是被动地将交流转变成直流,而是具备了很多主动的控制功能.它不仅能消除高次谐波,提高功率因数, 而且不受电网波动的影响,具有卓越的动态特性.495HR电铲2008年在神华准格尔哈尔乌素露天煤矿投入使用,其交流变频调系统表现出了较好的稳定性,至今故障率较低.但因为其电气配件全部依懒进口,控制系统的关键技术原设计厂方保密等, 造成出现故障后,对维护人员技术素质要求高,配件价格高,供货周期长等缺点,严重影响了设备的出动率,增加了设备的使用成本.5总结.以WK一10型电铲为代表的直流传动系统,在实际使用中体现整机的购买价格相对较低,设备在国内保有量高,配件价格便宜,对维护人员素质要求相对较低等优点.缺点为占用空间大,能耗利用率低,日常维护工作量大,噪声高,设备生产能力有限等.综合这些,很明显直流传动系统更适合用在在中小矿山广泛使用的小型电铲上. 以2800XP电铲为代表的逻辑无环流直流调速系统的在实际使用中优点为设备保有量高,配件价格便宜,能耗利用率相对机组直流传动系统有所提升,环境适应性强,可靠性较高,维护人员素质要求相对交流变频调速系统较低.缺点为2800XP整机购买价格相对较高(主要来自机械部分),电气系统相对交流变频调速系统能耗高,技术较落后,提倡节能环保养的今天,逻辑无环流直流调速系统并不能代表今后电控系统的发展方向.以495HR电铲为代表的交流变频调速系统和前两种直流调速电铲相比,具有节约电能,调速性能好,可靠性高,维护量小,生产效率高,功率因数高(0.95以上)等优点,是公认的电铲电气传动系统的发展方向.但其缺点表现为整机购买价格较高,电气配件价格高,维护人员素质要求高,电气设备的工作环境温度变化范围小,对环境的适应性差,设备电气系统老化后故障高,难排除等.综合以上三种电铲电气系统,我们可以看出以2800XP为代表的逻辑无环流直流调速系统能耗大是其难以克服的缺点,但就在矿山用电铲在实际使用各项对比中的优异表现,证明其更符合使用者的利益.而以495HR电铲的为代表的西门子交流变频调速系统虽然是今后电控系统的发展方向,但面对要求有优良的电气传动系统和较低的故障率和较低使用成本的矿山企业,无论硬件的性能的提升和控制系统的整体完善上,还有技术的公开及配件价格降低等,都有很长的路要走.国内在这方面开发和维护人员短缺,也是一个急需解决的问题.参考文献[1]李虹.变频调速在矿山节能中的应用叨.变频器世界,2003(8)[2]王廷才,王伟.变频器原理及应用【M】.机械工业出版社.2005.。

矿用卡车后桥运转原理矿用卡车后桥的运转原理主要涉及驱动方式、传动系统和差速器。

1. 驱动方式：矿用卡车后桥通常采用后驱动方式，即动力由发动机传至后桥进行驱动。

前桥主要起支撑和导向作用，而后桥承担传动和驱动功能。

2. 传动系统：传动系统包括发动机、离合器、变速器、传动轴和差速器等。

发动机通过离合器与变速器相连，变速器将发动机的动力转化为合适的转矩和转速，并通过传动轴传递给后桥。

传动轴通常包括多个联轴节，以适应矿山工况下的大幅度变形和扭转。

3. 差速器：差速器是后桥传动系统中的一个重要组成部分。

它主要起到将发动机的动力传递给轮胎，并在车辆拐弯时实现内外轮胎的转速差异。

差速器内部包含环形齿轮和行星齿轮等组件，通过其特殊的齿轮机构，可以使内外轮胎在不同转速的情况下能够正常工作。

差速器的作用是确保内外轮胎在拐弯时能够有合适的转速差异，以提升车辆的稳定性和操控性能。

总之，矿用卡车后桥的运转原理涉及驱动方式、传动系统和差速器等一系列组成部分的相互配合和协调工作，以实现发动机的动力向轮胎的转动传递，并同时满足矿山工况下的扭矩输出和车辆的驾驶需求。

4. 轮毂和轮胎：矿用卡车后桥还包括轮毂和轮胎，它们是承载车辆重量和提供牵引力的关键组件。

轮毂与后桥相连，轮胎安装在轮毂上。

当后桥传动系统启动时，动力通过传动轴传递给轮毂，进而使轮胎转动。

5. 动力分配：在矿用卡车后桥的传动系统中，动力分配是一个重要考虑因素。

通常情况下，后桥的动力分配是根据车辆的需求和工况来调节。

例如，在低牵引力的情况下，差速器可以提供更多的动力给被卡住的轮胎，以提高牵引力；而在转弯时，差速器能够使内外轮胎以不同的转速运转，以提供更好的操控性能。

总结：矿用卡车后桥的运转原理包括驱动方式、传动系统、差速器、轮毂和轮胎等组件的协同工作。

通过发动机的驱动和传输系统的传动，动力通过后桥传递给轮毂，使轮胎转动。

差速器保证车辆在拐弯时的转速差异，提升操控性能。

这一系列组成部分的相互作用使得矿用卡车后桥能够满足工况下的运行需求。

矿用自卸车是目前大型露天矿山的主要运输工具，承担着矿山开采中主要的运输任务，而电传动几乎是当前大型矿用卡车的“标准配置”，它相比机械传动有不少优势，所以应用越来越多，下面就和大家一起学习些矿用卡车电传动控制系统方面的知识：先对在内容中可能出现的名词简单了解一下：交流电：AC，英文Alternating Current，交流电也称“交变电流”，简称“交流”。

一般指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流。

它的最基本的形式是正弦电流。

交流电随时间变化可以以多种多样的形式表现出来。

不同表现形式的交流电其应用范围和产生的效果也是不同的。

直流电：DC，英文Direct Current，是指方向和时间不作周期性变化的电流，但电流大小可能不固定，而产生波形。

又称恒定电流。

整流：将交流电变换为直流电称为AC/DC变换，这种变换的功率流向是由电源传向负载，称之为整流。

整流电路是利用二极管的单向导电性将正负变化的交流电压变为单向脉动电压的电路。

常用的整流电路有：（1）半波整流；（2）全波整流；（3）桥式整流。

变频：就是改变供电频率，变频技术的核心是变频器，它通过对供电频率的转换来实现电动机运转速度率的自动调节。

逆变器：是把直流电能转变成交流电的装置。

GTO：可关断晶闸管GTO（Gate Turn-Off Thyristor）亦称门控晶闸管。

其主要特点为，当门极加负向触发信号时晶闸管能自行关断。

IGBT：IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件。

应用于交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

(电磁式电涡流)缓行器：是车辆的一种辅助制动装置，它将车辆制动时的动能通过电磁感应转变为逆向电涡流并以热能方式消耗掉，实现减速作用。

特点是无机械磨损，制动平稳，没有冲击和噪声等。

浅谈运矿车电器系统的故障处理摘要：在巴润公司的日常生产当中，重型运矿车这种运输工具是非常重要的。

在平时的应用中，运矿车会面临一系列的电气故障，为此，本文论述了运矿车的主要电气故障及其原因。

关键词：运矿车；电器系统；故障处理一、电气控制系统故障的类型及原因由电气控制系统产生的各类故障会直接影响运矿车的起动、运行和动力制动。

常见的电气控制系统故障有启动类故障、调速类故障、电机车电机故障等。

1、启动类故障当运矿车的控制器闭合后，出现运矿车不能启动的现象，这样故障归类为启动类故障。

启动类故障主要是由于电气线路某些部位断路所引起的。

容易造成断路的部位有：1）受电弓的断路：它主要是由于弓板接触棒或触轮没有与架空线接触，或是电源线折断、接线端子松脱而造成电机车无电压，此时电机车照明灯无光，主轴手柄起动的各个档位都不能走车。

2）自动开关的断路：主要是由于接触触头烧损、脱落，电源导线折断，接线端子脱落或磁力线圈断路而造成控制回路无电压，这时机车照明灯有光，但是主轴起动的各个位置仍不能走车。

3）控制器应该导通的部分断路：它主要由于主触头或辅助触头脱落、接触不良、连线折断所引起的，它能造成主轴手柄起动的各个位置不走车或部分起动位置不走车。

4）起动电阻的断路；它会造成主轴在不同位置起动不走车，根据不同档位的起动情况可判断某段起动电阻的断路。

5）电动机内部的断路；它主要是主磁极或换向磁极断路，或是电机刷架连线、接线端子断路。

2、闭合控制器之后，自动开关出现跳闸的情况闭合控制器之后，自动开关出现跳闸的情况，这是因为电气线路一些位置的接地与短路出现过电流而导致的。

导致接地与短路的位置是：脉冲控制板模块原件短路或者是击穿导致；换向器的触头接地导致。

运矿车的制动电阻接地导致；电动机绝缘老化击穿接地或者是电气回路接地出现过电流导致。

3、自动开关合上之后迅速地跳闸它的原因是：自动开关接地（主要有输出电源接地、吸弧线圈接地，以及静触头触点接地。

摘要大型矿用自卸车是现代矿山企业重要的运输工具之一，目前普遍使用的是大型电动轮自卸车，已暴露出其体积庞大、重量大、故障率高等缺点。

由于静液压传动具有工作平稳、冲击小、重量轻、无级调速及调速范围大、易于实现自动化、在恶劣工作条件下相对电传动性能更可靠等优点，近年来发展迅速，已受到车辆传动领域的广泛重视。

在分析了矿用电动轮自卸车电动轮传动型式、工作条件及负载变化后，参考由湘潭电机集团有限公司生产的108t电动轮自卸车，结合静液压传动的优点，设计了大型矿用自卸车的静液压传动系统，驱动是由四个液压马达输出扭矩驱动车辆的四轮驱动型式，采用双泵供油的闭式变量系统；鉴于转向和举倾不同时发生，在设计中采用举倾时双泵合流的供油方式，从而充分利用了发动机功率，减少了能量损耗；同时还对大型矿用自卸车的制动性能进行了分析，能够满足其制动要求。

关键词：矿用自卸车；电动轮自卸车；静液压传动AbstractThe heavy duty mineral Self-Dumping Truck is one of the important transport means in modern mine enterprise. The heavy duty Electric - Wheeled Self - Dumping Truck is widespread at present. But it has huge size, heavy weight, high failure and so on. Because the hydrostatic transmission device works steadily and is easily to realize the automation and is of small impact, light weight, large variable speed range and enabled to step-less speed and under the bad working conditions, the hydrostatic transmission device is of more reliable performance than electrical transmission device. It develops rapidly in recent years. It has been valued by more and more people in vehicle transmission. By analyzing the Electric-wheel drive forms, working conditions and variation of load of the mineral Electric - Wheeled Self-Dumping Truck, this paper designs the hydrostatic driving system of the heavy duty mineral Self-Dumping Truck using hydrostatic merits, refer to the 108t Electric-Wheeled self - Dumping Truck which produced by the Xiangtan Electric Manufacturing Corporation LTD. The Truck is four-wheel-drive vehicle type. There are four hydraulic motors output torque to drive vehicle. The hydraulic system which supplied flow and pressure by double-pumps is closed variable system. Due to the turning and dumping occur at different time, two pumps merge their flow to supply system when dumping. This means makes full use of engine power and reduces energy loss. Braking performance of the heavy duty mineral Self-Dumping Truck is also analyzed in this paper and it is meet the requirements of its braking.Keywords:The mineral Self-Dumping Truck, The Electric - Wheeled Self - Dumping Truck, Hydrostatic transmission目录摘要 (1)目录 (2)第1章绪论1．1 大型矿用电动轮自卸车的现状及发展 (3)1．2 现代液压技术的发展 (4)1．3 大型矿用自卸车用静液压驱动的可行性与优越性 (5)1．4 本设计的任务和目标 (6)第2章主要技术参数及对液压系统的要求2．1 主要技术参数 (6)2．2 主机对液压系统的要求 (7)第3章静液压驱动系统的设计3．1 车辆行走机构对液压传动系统的要求 (7)3．2 液压驱动系统的型式 (7)3.2.1 容积调速系统 (7)3.2.2 功率分流液压调速系统 (8)3．3 行走驱动系统性能的主要参数 (8)3．4 静液压驱动系统方案的确定 (9)3.4.1 液压驱动系统的型式 (10)3.4.2 液压驱动系统传动方案 (13)3．5 液压传动系统的设计计算 (14)3.5.1 确定液压系统的工作压力 (14)3.5.2 液压传动参数及性能的计算 (15)3.5.3 辅助装置 (23)3．6 拟定驱动液压系统工作原理图 (24)3．7 液压元件的选择和设计 (27)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (30)第1章绪论1．1 大型矿用电动轮自卸车的现状及发展目前重型矿用电动轮自卸车驱动的传动方式都是采用交-直流传动，由柴油机带动发电机发出三相中频交流电，经外部整流装置整流变成直流电后输往汽车后桥两侧的直流牵引电机，以驱动汽车行驶。

地下矿用车辆的动力系统与节能技术地下矿用车辆作为矿山开采过程中的重要工具，其动力系统以及节能技术对于提高工作效率和保护环境资源具有重要意义。

本文将重点讨论地下矿用车辆的动力系统和节能技术。

1. 动力系统地下矿用车辆的动力系统主要由发动机、传动系统和驱动系统组成。

（1）发动机在地下矿用车辆中，燃料发动机通常是最常见的动力来源。

燃料发动机可以采用柴油或天然气作为燃料，通过内燃机转化燃料能量为动力。

对于地下矿用车辆来说，发动机的选择应考虑到车辆的功率需求和作业环境的特殊性。

柴油发动机在地下环境中具有较高的耐久性和可靠性，但相对而言维护成本较高。

而天然气发动机则更环保，排放物少，但需要建设燃气站点。

此外，随着电动技术的发展，电动地下矿用车辆也逐渐成为一种趋势。

电动矿车不仅能够减少环境污染，还可以提供更稳定的动力输出。

但是电动矿车的电池容量和工作时间限制了其行驶里程，需要不断的充电。

（2）传动系统地下矿用车辆的传动系统中通常使用机械传动和液力变矩器。

机械传动通常采用变速箱和传动轴，能够提供更高的效率和更大的牵引力。

液力变矩器则能够提供更平稳的动力输出，适合在大扭矩和低速工况下使用。

传动系统的优化设计可以通过提高传动效率和降低传动系统的质量来减少动力损失。

同时，采用先进的控制策略和自动变速器，能够实现更加智能化的操作和管理。

（3）驱动系统地下矿用车辆的驱动系统一般由车轮、轮胎以及悬挂系统组成。

在选择驱动系统时，需要考虑到地下矿山作业环境的特殊性，如路面条件、承载能力等。

常见的驱动系统包括两轮驱动和四轮驱动。

两轮驱动适用于平坦路面，而四轮驱动则适用于崎岖路面和复杂作业环境。

此外，悬挂系统的优化设计可以提高车辆的行驶稳定性和操控性，降低车辆因震动而造成的能量损失。

2. 节能技术地下矿用车辆的节能技术主要包括动力系统优化、能量回收利用和智能节能控制。

（1）动力系统优化通过对动力系统的优化设计，可以提高动力传输效率，减少能量损失。