Новые разработки ОАО «БЕЛАЗ» карьерные самосвалы с электромеханической трансмиссией переменного тока грузоподъемностью 90–360 тонн

А.Н. Егоров, генеральный конструктор ОАО «БЕЛАЗ» управляющая компания холдинга «БЕЛАЗ-ХОЛДИНГ», лауреат Государственной премии Республики Беларусь в области науки и техники;

Н.В. Бигель, зам. главного конструктора, начальник отдела научно-технического центра управления главного конструктора (НТЦ УГК) ОАО «БЕЛАЗ» управляющая компания холдинга «БЕЛАЗ-ХОЛДИНГ», лауреат Государственной премии Республики Беларусь в области науки и техники;

А.Ф. Казубенко, начальник конструкторского бюро научно-технического центра управления главного конструктора ОАО «БЕЛАЗ» управляющая компания холдинга «БЕЛАЗ-ХОЛДИНГ»

 На современном высоко конкурентном мировом рынке операторы карьеров могут позволить себе выбрать лишь наиболее мощные и самые эффективные самосвалы с проверенной репутацией, низкими эксплуатационными расходами и высокой надежностью. Эти особенности в первую очередь зависят от трансмиссии самосвала как основного компонента в цепочке, влияющей на формирование стоимости тонны перевозимого груза. Современные тенденции – явно в сторону сокращения времени цикла, более высоких нагрузок и сокращения стоимости владения. Это обязывает иметь большие, надежные самосвалы, которые должны работать в экстремальных условиях, от +55° до –60°C, в карьерах с высокой запыленностью и сложными дорожными условиями. Для достижения данных целей БЕЛАЗ разработал и внедрил в производство новые модели самосвалов грузоподъемностью от 90 до 360 метрических тонн с электрической трансмиссией переменного тока.

 В 2012 году линейку выпускаемой БЕЛАЗом продукции пополнили:

 - БелАЗ-75580 – карьерный самосвал грузоподъемностью 90 т с двигателем QST30-C и электромеханической трансмиссией переменного тока КТОЭ-90 производства ЗАО «Крона Груп»;

 - БелАЗ-75581 – карьерный самосвал грузоподъемностью 90 т с двигателем QST30-C и электромеханической трансмиссией переменного тока КТЭ-90 производства ОАО «Силовые машины» (филиала «Электросила»);

 - БелАЗ-75180 – карьерный самосвал грузоподъемностью 180 т с двигателем QSK50-C и электромеханической трансмиссией переменного тока КТЭ-160 производства ОАО «Силовые машины» (филиала «Электросила»);

 - БелАЗ-7530С – карьерный самосвал грузоподъемностью 220 т с двигателем QSK60-C и электромеханической трансмиссией переменного тока AE220 производства компании AVIC Develop;

Карьерный самосвал БелАЗ-7530С с электромеханической трансмиссией переменного тока

Карьерный самосвал БелАЗ-7530С с электромеханической трансмиссией переменного тока

 - БелАЗ-7530D – карьерный самосвал грузоподъемностью 220 т с двигателем QSK60-C и электромеханической трансмиссией переменного тока КТЭП-1500 производства ЗАО «ПК «ЗТЭО» и ОДО «СТРИМ»;

 - БелАЗ-75312 – карьерный самосвал грузоподъемностью 240 т с двигателем MTU DD 16V4000 и электромеханической трансмиссией переменного тока КТЭ-240 производства ОАО «Силовые машины» (филиала «Электросила»);

 - БелАЗ-75315 – карьерный самосвал грузоподъемностью 240 т с двигателем MTU DD 16V4000 и электромеханической трансмиссией переменного тока MMT260 производства фирмы Siemens;

 - БелАЗ-75603 – карьерный самосвал грузоподъемностью 360 т с двигателем QSK78-C и электромеханической трансмиссией переменного тока MMT400 производства фирмы Siemens.

Карьерный самосвал БелАЗ75603 с электромеханической трансмиссией переменного тока

Карьерный самосвал БелАЗ75603 с электромеханической трансмиссией переменного тока

 - БелАЗ-75602 – карьерный самосвал грузоподъемностью 360 т с двигателем MTU DD 20V4000 и электромеханической трансмиссией переменного тока MMT400 производства фирмы Siemens.

 Принцип работы электромеханического привода следующий. Тяговый генератор преобразует механическую энергию дизеля в электрическую, которая используется для заряда конденсаторов звена постоянного тока. Электроэнергия звена постоянного тока используется для двух инверторов, которые преобразуют постоянный ток в переменный для питания тяговых асинхронных двигателей. Выходная частота и напряжение инверторов контролируется для обеспечения точных значений скорости и момента электродвигателей.

 В режиме электродинамического замедления, электродвигатели работают в генераторном режиме. Вырабатываемый электродвигателями переменный ток, преобразуется инверторами в постоянный. Тормозные чопперы (прерыватели) подключают к звену постоянного тока тормозные сопротивления, которые рассеивает энергию, пока самосвал не замедлится до необходимой скорости.

 Повышение эффективности

 Применение асинхронных электродвигателей объясняется простотой их конструкции и высокой надежностью, связанной с отсутствием щеток и коллектора. При более полном использование мощности дизельного двигателя самосвалы с трансмиссией переменного тока обеспечивают эффективный старт после загрузки экскаватором, движение под уклон с большей скоростью, а по равнине – со скоростью более 60 км/ч. Раздельное управление крутящим моментом колес улучшает способность трогания самосвала на рыхлом дорожном покрытии и увеличивает его противобуксовочные свойства.

019 3

 Особенности конструкции асинхронных тяговых электродвигателей и более совершенное управление электродинамическим замедлением позволяет удерживать грузовик при движении на более высоких скоростях и обеспечивает плавное замедление вплоть до полной остановки, с возможностью удержания самосвала без применения механических тормозов. Применение тормозных установок увеличенной мощности позволяет обеспечивать длительный спуск загруженного самосвала на уклонах до 16%.

 Новые преобразователи на IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором) характеризуются высокой эффективностью. Помимо этого, они имеют уникальную степень эксплуатационной безопасности и надежности. IGBT транзисторы допускают высокую частоту переключения, которая улучшает качество тока электродвигателей. Транзисторы не требуют снабберов и имеют менее сложные драйверы (модули управления). IGBT транзисторы имеют высокую перегрузочную способность, что позволяет использовать их в схеме без предохранителей.

 Снижение эксплуатационных расходов

 Двигатели переменного тока позволяют сэкономить на расходных материалах и затратах на техническое обслуживание. Отсутствие коллекторного узла сводит техническое обслуживание электродвигателей к смазке подшипников с периодичностью один раз в год.

 Раздельное управление крутящим моментом увеличивает срок службы шин.

 Система управления привода переменного тока означает отсутствие силовых контакторов и других компонентов, включающих в себя расходные материалы. За исключением периодической чистки, система по своей сути не требует технического обслуживания. Система привода также имеет современную структуру диагностики, что упрощает ремонт и сокращает среднее время ремонта.

 Благодаря улучшению характеристик электрического торможения, возможности замедления до полной остановки на самосвалах с новыми системами привода достигается меньший износ механических тормозов.

 Наряду с классической схемой охлаждения элементов системы электропривода с приводом вентилятора, механически связанным с дизельным двигателем, на новых моделях самосвалов применяются автономные вентиляторы с электрическим приводом. Это позволяет организовать эффективное охлаждение всех элементов трансмиссии в любых режимах работы, независимо от частоты вращения дизельного двигателя. Автономное управление системой охлаждения позволяет оптимизировать управление отбором мощности дизельного двигателя и добиться наилучшей топливной экономичности.

 Карьерные самосвалы БЕЛАЗ с приводом переменного тока является идеальным выбором для разработки месторождений открытым способом, поскольку они обеспечивают повышенную производительность, низкие эксплуатационные расходы и отличную совместимость с суровой окружающей средой.

 http://belaz.by

Ключевые слова: тока переменного, трансмиссией электромеханической, самосвал, карьерный, белаз

Журнал "Горная Промышленность" №1 2013, с.19