HE产品在矿用直流电铲改造中的应用

摘要:本文着重介绍汇川技术HE系列工程专用型变频器在矿山直流电铲改造中的应用,采用汇川HE系列可满足电铲在特殊工况下性能与功能上的各种要求,满足在电铲行业的相关规定及行业验收标准。HE系列工程型变频器基于汇川先进的矢量控制技术,为大功率、高性能和高可靠性的应用场合提供了极具竞争力的行业应用解决方案。本行业应用方案是汇川HE系列工程型变频器针对鞍钢某石灰石矿直流电铲改造的应用方案。


一、设备描述
电铲是露天矿上用来剥离和采掘矿石、煤炭的主要采矿设备,一般与电动轮配套使用。国内外露天矿技术发展总的趋势是开采规模大型化、生产连续化、装备现代化,采矿技术正向自动化发展,应用高效、节能的矿山开采和运输设备,是实现矿山可持续发展的有效保证。采用现代先进开采技术与工艺,实行高度集中化开采,可使露天开采成本大幅度下降,劳动生产率大幅度提高。
我国中小型电铲(4~20立方)目前采用的电气系统主要以直流调速为主,其电控系统由交流电动机—直流发电机—直流电动机组成的。这种系统能耗高、体积大、噪声大、并且缺乏对驱动端电机有效的保护,电气系统老化很快、可靠性低、故障率高,很多矿山在夏天高温时期整个电控屋内温度较高,使电铲经常发生电机烧毁的现象。交流变频电铲的出现,简化了系统配置方案,大大降低了电机、电控系统的维护频率,并提高系统的操控性能。
 

图-1

二、工艺要求
  • 改造背景
鞍钢集团某石灰石矿目前使用4台WD400A直流电铲,承担着主要的剥离与采掘工作。由于直流电铲本身存在的弊端,造成开机率不高影响生产任务,主要表现在以下几点:
1、直流电铲为上世纪70~80年代产品,电控系统大多采用磁放大器-晶闸管励磁控制,驱动方式为高压电动机-发电机-电动机。绝大多数控制元件为传统的接触器及继电器,其故障点多,维护工作量大,费用较高。当发电机组损坏时,检修周期长,严重影响生产的正常运行。
2、在电铲生产过程中,直流电机频繁启动、负载多变、重复换向、冲击强烈,需要定期对碳刷、换向器进行更换,而且遇到夏天高温、爆破不充分矿石的时候容易发生烧毁电机的现象,维护起来非常麻烦而且费用高,同时也影响了生产任务。
3、直流电铲能耗偏高,在等待装车过程中需要使发电机组保持工作状态,电能浪费严重。
4、直流电铲驱动方式为高压电动机-发电机-电动机,工作噪音大。
  • 设备构造

WD400A 电铲的结构主要由下车系统(行走装置)、上车系统(回转装置)、工作装置、润滑系统、供气系统等组成,如图-2所示。下车系统是由履带板、履带框架、支重轮、前导轮、后导轮、驱动轮、车体、回转齿圈、回转滚圈、行走传动机构等组成。下车系统承载着整机的工作重量,并用来完成电铲的行走。上车系统是将物料由挖掘面运送至运输装置的重要装置,是由回转框架、平台、配重箱、机舱、A形架、提升回转传动机构、电气控制柜等组成。铲斗是电铲的主要工作部件,它直接承受被挖掘矿石的反作用力,因而磨损较大。斗杆也是电铲挖掘过程中的主要部件之一,它的作用是连接和支持铲斗,并将推压作用传递给铲斗,铲斗在推压和提升力的共同作用下完成挖掘矿石的作用。

 图-2
  • 基本技术参数
本次改造的抚顺挖掘机械厂生产的WD400A参数:

项目名称

单位

参数

标准斗容

m3

4-4.6

履带最大引力

KN

800

提升速度

m/s