Тяговый электропривод: новый уровень производительности

Тяговые электроприводы переменного тока General Electric для карьерных самосвалов

Максимальная скорость до 64 км/ч, динамическое торможение практически до полной остановки, более высокая, по сравнению с гидромеханическими трансмиссиями и трансмиссиями постоянного тока, скорость на подъемах -все это, плюс высокая надежность и увеличенные интервалы технического обслуживания позволяют и далее повышать производительность карьерных самосвалов с тяговым электроприводом переменного тока General Electric снижая, вместе с тем, стоимость тонны перевозимого груза.

История лидерства

Компания General Electric - ведущий производитель систем тягового электропривода для карьерной техники. Первые системы электропривода для тяжелых самосвалов были разработаны General Electric в 1963 году. С тех пор более 9 тыс. электроприводов были поставлены в более чем 35 стран мира. General Electric разрабатывает, производит и обслуживает тяговые электроприводы как постоянного, так и переменного тока, характеристики которых подтверждены эксплуатацией в самых жестких условиях.

Преимущества электропривода

По сравнению с механической передачей, электрическая трансмиссия обеспечивает меньшие эксплуатационные затраты и большую производительность при перевозках. Исключение узлов, подвергающихся износу, таких как преобразователи момента, приводные валы, трансмиссии и дифференциалы, улучшает эксплуатационные характеристики карьерного самосвала и снижает стоимость его эксплуатации.

В самосвале с электрической трансмиссией не требуется переключение передач, т.е. механические узлы работают в менее нагруженном режиме. Сила тока и напряжение, подводимые к тяговому электродвигателю, изменяют крутящий момент и скорость движения самосвала, обеспечивая плавное изменение мощности при движении. Параметры системы привода оптимизируются алгоритмом системы управления. Система электропривода так же может обеспечивать непрерывное динамическое торможение, что позволяет снизить износ основных тормозов карьерного самосвала.

Генераторы переменного тока типа GTA со встроенным вентилятором
Интегрированная система тягового электропривода

Эффективность привода переменного тока

Так же как привод постоянного тока обладает преимуществами по сравнению с механической передачей, привод переменного тока ещё больше снижает стоимость жизненного цикла, одновременно повышая эффективность. В конструкции электропривода переменного тока не используются щетки, коллектор и другие узлы, требующие частого обслуживания, что значительно уменьшает стоимость жизненного цикла. Программное обеспечение GE Invertex™ AC для системы управления дает возможность независимого управление мотор-колесами и обеспечивает наилучшие алгоритмы защиты от пробуксовки, страгивания в горных условиях и защиты от перегрева.

Первый в мире промышленный тяговый электропривод переменного тока для карьерных самосвалов был произведен компанией General Electric в 1996 году. Тогда он использовался только для самосвалов грузоподъемностью 290 тонн*. Успех применения систем переменного тока обусловил дальнейшее развитие линейки тяговых приводов переменного тока General Electric. Самосвалы грузоподъемностью 136 т стали комплектоваться таким электроприводом в 2000 году, а в 2002 году разработан тяговый электропривод переменного тока для самосвалов грузоподъемностью 220 тонн.

В настоящее время General Electric производит тяговые электроприводы переменного тока для самосвалов грузоподъемностью 136, 220, 290 и 326 тонн. Вместе с системами постоянного тока линейка тяговых электроприводов General Electric распространяется на самосвалы грузоподъемностью от 109 до 326 т (см. «Горная Промышленность» №6*2004).

В первом тяговом электроприводе переменного тока General Electric использовались силовые ключи GTO. Поддерживая свою репутацию компании с историей инноваций, используя разработки других направлений своей деятельности (в частности, производства грузовых локомотивов) в 2000 году General Electric выпускает тяговый электропривод для карьерных самосвалов грузоподъемностью 136 т, в инверторе которого используются силовые ключи IGBT. Применение IGBT в системах всех типоразмеров позволило General Electric уменьшить габаритные размеры систем и их вес. Кроме того, технологии General Electric позволили отказаться от жидкостных или других сложных систем охлаждения силовых ключей - IGBT-ключи в инверторе охлаждаются воздухом.

* Здесь и далее указаны метрические тонны, если не оговорено специально.

Системы тягового электропривода переменного тока General Electric для карьерных самосвалов 2700 л.с.

Система управления GE Invertex™ обеспечивает независимое управление тяговыми двигателями при пробуксовке и страгивании в тяжелых горных условиях, в том числе снижая износ шин. Кроме того, система управления обеспечивает защиту от перегрева компонентов электропривода.

Карьерные самосвалы с электроприводом переменного тока General Electric могут работать в продолжительном режиме на уклонах до 12%, а в кратковременном - до 24%. Максимальная скорость движения самосвала достигает 64 км/час. В зависимости от планируемых условий работы самосвала для электроприводов переменного тока предусмотрены варианты с дизельными двигателями различной мощности.

Встроенная система диагностики позволяет быстро находить и устранять неисправности; программное обеспечение wPTU Toolbox как для персональных и портативных компьютеров, так и для «наладонников» позволяет проводить мониторинг, анализ и диагностику и в реальном масштабе времени, и в ретроспективе, а также быструю загрузку настроек системы управления.

* * *

GE Transportation разработала первый электрической привод для карьерных самосвалов более 40 лет назад. Сегодня GE является ведущим поставщиком электроприводов для горнодобывающей промышленности: почти 4000 передач GE работает в карьерах более 35 стран мира. Благодаря конструкции, высококачественному производству и обслуживанию при эксплуатации, GE непрерывно повышает эффективность работы оборудования, использующегося при разработках полезных ископаемых.

Журнал "Горная Промышленность" №2 2005