2018矿用电铲电气传动系统对比与实用性分析(2)

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　　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。
四、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-35电铲、WK-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-20、WK-35、WK-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。
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。在本着低投入、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GTO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。 开题报告 http:///html/lunwenzhidao/kaitibaogao/

　　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，经滤波后送入公共直流母线。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的回转电动机;第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。
2、采用交流变频调速的495HR型和WK-55电铲
WK-35电铲、WK-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-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1200KVA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;行走为2台522kw的电动机。功率整流/ 再生部分采用西门子公司的AFE（Active Front End）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，不同的是其输入为交流输出为直流，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。 作文 http:///zuowen/

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。
总结
　　以WK-10型电铲为代表的直流传动系统，在实际使用中体现出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。  http://
其实，变频调速技术在国内许多的大型电动拖动设备上都有较广泛的应用，如上海宝钢的扎钢设备、上海地铁及近几年新建成的水电站的水闸控制系统等。?根据变频调速技术发展的前景，我们应当加大在这方面的研究与开发，把握变频调速技术的发展方向，尽可能早的掌握其核心技术和拥有生产能力，尤其像IGBT这样的核心部件的生产和控制、诊断系统的完善，如果不走国