电传动技术在矿用自卸车上的应用

电传动技术在矿用自卸车上的应用

孟庆勇1 肖瑞文2 祁玉龙1 王文艺1 张杰山1

【摘 要】摘 要 电传动技术具有无级变速，传动部件受冲击小，动力制动行驶安全的特点，因此在国内外获得了广泛应用。介绍了电传动技术用于矿用自卸车中的必要性，并以DE170矿用自卸车为例进行了说明。 【期刊名称】铁道建筑技术 【年(卷),期】2012(000)003 【总页数】4

【关键词】关键词 矿山机械 自卸车 电传动技术

1 引言

矿用自卸车是一种应用于露天矿山的高效运输设备，它具有机动灵活、转弯半径小、爬坡能力大和道路修筑简单等特点，在各类矿山发挥着越来越重要的作用。随着经济的快速发展，世界各国对矿产资源的需求不断加大，矿山开采规模也逐渐增大。矿用自卸车作为生产作业的主力军，必须要向着大型化发展才能满足企业的生产需求。在矿用自卸车向大型化发展的同时，它的驱动方式也发生了变革，由单一的机械驱动变成了电力驱动，即电传动矿用汽车，图1为尤克里特日立(Euclid-Hitachi)R280型和徐工DE170电传动矿用自卸车。

2 电传动技术

2.1 电传动技术的分类

电传动采用内燃机+发电机+轮毂电机的方式传动，代替了传统的内燃机、变速箱、差速器等机械机

构，从而使传动系统大为简单可靠，能够传递较大的力矩。另一方面，电传动

具有牵引性能好，爬坡能力强，可以实现无级调速，运行平稳，内燃机可以稳定在经济工况下运转，具有操作简单，行车安全可靠等优点。随着发电机、电动机和控制系统技术的发展，工程机械已有的电传动系统分为下列3种。 (1)直-直流传动系统。内燃机带动直流发电机，发出的电能直接供给直流电动机，以驱动机器行驶。这种传动装置的优点就是不通过任何转换装置，因此系统结构简单。但缺点是直流发电机体积大、重量大和成本高，传动效能低。直流电动机具有电刷换向器，电刷具有较高的故障率，易造成直流电机环火等故障。进行这种传动系统在早期的工程机械中有所应用，目前已经完全被淘汰。 (2)交-直流传动系统。内燃机带动交流发电机发出控制器交流电，经过大功率硅整流器整流成直流电，再供给驱动直流轮毂电动机。该驱动技术为较为传统、较为成熟的技术，目前在工程机械上还有着广泛的应用。但是和直-直流传动系统一样，均使用直流电动机，存在一定的缺陷。

(3)交-直-交流传动系统。交直交传动技术是伴随着大功率逆变装置的成熟而诞生的，为目前最新的技术。交直交系统中，内燃机带动交流发电机发电，发出的交流电经过可控硅整流、滤波单元转变成直流电，再经过逆变装置，变成电压幅值、频率可调的交流电，然后驱动位于后轮的轮毂电动机，从而使交流电动机实现变幅、变频调速。这种传动的特点是结构简单，交流电动机尺寸小重量轻，系统运行可靠，维护方便，尤其适用于大型工程机械的传动系统。 表1为这三种电传动技术的特点。 2.2 电传动技术的优点

目前载重100 t以下的矿用自卸车一般仍采用液力机械变速箱、螺旋斜齿轮差速器、半轴和轮边减速器组成的机械式传动方式。载重100 t以上的矿用自卸

车，除卡特彼勒(Caterpillar)采用液力机械传动方式外，一般都采用电传动方式。 与传统机械式自卸车相比，电传动自卸车使用成本较低，具有明显优势: (1)设备效率高，维修费用低。电传动自卸车省掉了液力变矩器、万向传动轴、液力缓速器、差速器等部件，底盘结构简单，精密的运动部件相对较少，在整个寿命期内，维修费用相对机械式较低很多，每一次故障停机修理的时间较短，设备效率更高，每吨运输成本较机械式低。

(2)运行性能好。牵引性能好，爬坡能力强，运行平稳，可以实现无级调速，制动灵活，停车安全可靠，使用寿命长。

(3)机械磨损少。电制动原理为将驱动电机转换为发电机，将动能转换为热能。 (4)发动机寿命长。发动机主要承受来自发电机的扭矩，相对于机械式自卸车，机械磨损及冲击非常小，大大提高了发动机的出勤率及寿命。

3 电传动技术在矿用自卸车上的应用

3.1 电传动矿用自卸车的发展现状

目前国外生产电动轮矿用自卸车的主要有特雷克斯(Terex)、利勃海尔(Liebherr)、日立建机(Hitachi)、小松德莱赛(Komatsu-Dresser)等。这些厂家经过多年的发展，其矿用自卸车产品已经系列化，基本上涵盖了各个级别，尤其是随着市场需求的不断变化和线技术的快速发展，数百吨级的超大型矿用自卸车已经成为各个厂家展示自身研发能力和争取客户的重要平台。

特雷克斯(Terex)则是矿用自卸车生产数量最多的厂家，其目前的代表车型MT6300型的载重能力同样为363 t，与利勃海尔(Liebherr)的T282型矿用自卸车不分伯仲。利勃海尔(Liebherr)主要生产大吨位的矿用自卸车，该公司推出的T282电动轮矿用自卸车载重达363 t，采用两轴式柴油电力交流传动方式。