摘要：本文著重介紹工程專用型變頻器在礦山直流電鏟改造中的應(yīng)用，可滿足電鏟在特殊工況下性能與功能上的各種要求，滿足在電鏟行業(yè)的相關(guān)規(guī)定及行業(yè)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。工程型變頻器基于先進(jìn)的矢量控制技術(shù)，為大功率、高性能和高可靠性的應(yīng)用場(chǎng)合提供了極具競(jìng)爭(zhēng)力的行業(yè)應(yīng)用解決方案。本行業(yè)應(yīng)用方案是工程型變頻器針對(duì)鞍鋼某石灰石礦直流電鏟改造的應(yīng)用方案。

一、設(shè)備描述

電鏟是露天礦上用來(lái)剝離和采掘礦石、煤炭的主要采礦設(shè)備，一般與電動(dòng)輪配套使用。國(guó)內(nèi)外露天礦技術(shù)發(fā)展總的趨勢(shì)是開(kāi)采規(guī)模大型化、生產(chǎn)連續(xù)化、裝備現(xiàn)代化，采礦技術(shù)正向自動(dòng)化發(fā)展，應(yīng)用高效、節(jié)能的礦山開(kāi)采和運(yùn)輸設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)礦山可持續(xù)發(fā)展的有效保證。采用現(xiàn)代先進(jìn)開(kāi)采技術(shù)與工藝，實(shí)行高度集中化開(kāi)采，可使露天開(kāi)采成本大幅度下降，勞動(dòng)生產(chǎn)率大幅度提高。

我國(guó)中小型電鏟（4～20立方）目前采用的電氣系統(tǒng)主要以直流調(diào)速為主，其電控系統(tǒng)由交流電動(dòng)機(jī)—直流發(fā)電機(jī)—直流電動(dòng)機(jī)組成的。這種系統(tǒng)能耗高、體積大、噪聲大、并且缺乏對(duì)驅(qū)動(dòng)端電機(jī)有效的保護(hù)，電氣系統(tǒng)老化很快、可靠性低、故障率高，很多礦山在夏天高溫時(shí)期整個(gè)電控屋內(nèi)溫度較高，使電鏟經(jīng)常發(fā)生電機(jī)燒毀的現(xiàn)象。交流變頻電鏟的出現(xiàn)，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)配置方案，大大降低了電機(jī)、電控系統(tǒng)的維護(hù)頻率，并提高系統(tǒng)的操控性能。

二、工藝要求

鞍鋼集團(tuán)某石灰石礦目前使用4臺(tái)WD400A直流電鏟，承擔(dān)著主要的剝離與采掘工作。由于直流電鏟本身存在的弊端，造成開(kāi)機(jī)率不高影響生產(chǎn)任務(wù)，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

1、直流電鏟為上世紀(jì)70~80年代產(chǎn)品，電控系統(tǒng)大多采用磁放大器-晶閘管勵(lì)磁控制，驅(qū)動(dòng)方式為高壓電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)-電動(dòng)機(jī)。絕大多數(shù)控制元件為傳統(tǒng)的接觸器及繼電器，其故障點(diǎn)多，維護(hù)工作量大，費(fèi)用較高。當(dāng)發(fā)電機(jī)組損壞時(shí)，檢修周期長(zhǎng)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行。

2、在電鏟生產(chǎn)過(guò)程中，直流電機(jī)頻繁啟動(dòng)、負(fù)載多變、重復(fù)換向、沖擊強(qiáng)烈，需要定期對(duì)碳刷、換向器進(jìn)行更換，而且遇到夏天高溫、爆破不充分礦石的時(shí)候容易發(fā)生燒毀電機(jī)的現(xiàn)象，維護(hù)起來(lái)非常麻煩而且費(fèi)用高，同時(shí)也影響了生產(chǎn)任務(wù)。

3、直流電鏟能耗偏高，在等待裝車(chē)過(guò)程中需要使發(fā)電機(jī)組保持工作狀態(tài)，電能浪費(fèi)嚴(yán)重。

4、直流電鏟驅(qū)動(dòng)方式為高壓電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)-電動(dòng)機(jī)，工作噪音大。

WD400A 電鏟的結(jié)構(gòu)主要由下車(chē)系統(tǒng)（行走裝置）、上車(chē)系統(tǒng)（回轉(zhuǎn)裝置）、工作裝置、潤(rùn)滑系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)等組成，如圖-2所示。下車(chē)系統(tǒng)是由履帶板、履帶框架、支重輪、前導(dǎo)輪、后導(dǎo)輪、驅(qū)動(dòng)輪、車(chē)體、回轉(zhuǎn)齒圈、回轉(zhuǎn)滾圈、行走傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。下車(chē)系統(tǒng)承載著整機(jī)的工作重量，并用來(lái)完成電鏟的行走。上車(chē)系統(tǒng)是將物料由挖掘面運(yùn)送至運(yùn)輸裝置的重要裝置，是由回轉(zhuǎn)框架、平臺(tái)、配重箱、機(jī)艙、Ａ形架、提升回轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電氣控制柜等組成。鏟斗是電鏟的主要工作部件，它直接承受被挖掘礦石的反作用力，因而磨損較大。斗桿也是電鏟挖掘過(guò)程中的主要部件之一，它的作用是連接和支持鏟斗，并將推壓作用傳遞給鏟斗，鏟斗在推壓和提升力的共同作用下完成挖掘礦石的作用。

 圖-2

本次改造的撫順挖掘機(jī)械廠生產(chǎn)的WD400A參數(shù)：

項(xiàng)目名稱	單位	參數(shù)
標(biāo)準(zhǔn)斗容	m3	4-4.6
履帶引力	KN	800
提升速度	m/s

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