重型卡车电制动能耗分析.pdf

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1、·84·露天采矿投木2014年第1期．E医蚕垂蚕重型卡车电制动能耗分析李振林(中煤平朔煤炭公司露天维修中心电气车问，山西朔州O360o6)摘要；分析重型电动自卸卡车在露天矿坑里运输的过程中，具有的动能和势能，电制动时这些能量的转化过程，以及不同类型电动卡车电制工作方式。就卡车电制动能耗极高，经济性差没有实现能源的循环利用。提出改进方式。关键词：露天矿坑；重型卡车；电制动；机械能；交流驱动；直流驱动；SR电机中图分类号：U469．72+2文献标识码：B文章编号：1671—9816(2014)01—0084—041重型卡车在运输过程中的动能和势能次，浪费掉的能量接近1．5×10J。重型卡车

2、从坑上破碎口到坑下装煤时，重力做功露天煤矿主要可采煤有3层，即4煤、9#煤、11其具备的重力势能由表达式得：势能：=mgh(为煤，平均厚度约30m左右，埋藏深度在100200重力势能，m为质量，g为重力系数，h为物体距离m，地质条件比较简单。原煤类别主要以气煤为主，地面的高度)。为计算方便取整数值(g取10N／kg，瓦斯含量低，零星分布长焰煤。煤质较好，含硫量为h取100m，重型卡车空车质量为140t)重力势能低到中硫，可作动力用煤和民用煤，也可作配焦用=mgh为1．4×10。J。重型卡车在下坑时是重力势能煤。露天矿坑的良好地利条件，重型卡车在矿坑里不转化为动能，动能转化为电能的过程，

3、由于路面摩擦断穿行，把煤从坑下运输到坑上破碎口。30o多t的阻力不变，风阻系数不变重型卡车匀速下坡，机械能重型卡车在矿坑里上下运输的过程中具备了很大的通过电动轮旋转，带动电机转子旋转，使导体切割磁动能和势能，动能与势能的总和是机械能。机械能遵感线产生电能，电能通过制动电阻栅消耗1．4×10。J守能量守恒：在不计摩擦和介质阻力的情况下物体的能量。这部分能量没有循环利用，白白浪费掉了。只发生动能和势能的相互转化且机械能的总量保持一台重型卡车一天可以跑50多个来回，就会浪费掉不变，也就是动能的增加或减少等于势能的减少或7．0×10J的能量。增加。机械能与整个物体的机械运动情况有关。当有每台重

4、型卡车每天使用电制动消耗掉的能量约摩擦时，一部分的机械能转化为热能，在空气中散7．2×109J相当于20oOkW电能，白白排放到大气失，另一部分转化为动能或势能。中，日积月累总量会很惊人。一台300t的重型卡车在矿坑以40kIIl，h的速2重型卡车电制动工况度运行其具备的动能由表达式得：动能=1my。直流电动卡车和交流电动卡车的电制动都是通(为动能，m为物体质量，为速度)，动能=my二过制动电阻栅消耗能量，将其以热量的形式排放到为1．5×107J。让每小时40km运行的重型卡车快速大气中，但其控制系统和电气部件差异很大。以停下就得通过制动电阻栅消耗掉1．5×10’J的能730E和EH3

5、5~ACⅡ为例如(电制动情况见表1)，量，将其以热量的形式排放到大气中。也就是说当重说明其电制工作方式及各自特点。型卡车的动能为零时，车速自然为零。这部分动能没730E卡车直流驱动系统(如图1)，在电制动时有循环利用，白白浪费掉了。通过对重型卡车运行数P1接触器断开，RP1和RP2接触器吸合，机械能带据的分析，每天驾驶员踩刹车踏板的次数超过100动电动轮旋转转化为电能，通过制动电阻栅以热量消耗掉，没有实现能量的循环利用。直流电动轮需定收稿日期：2013—08—10作者简介：李振林(1980一)，男，工学学士，毕业于山西师期维护保养，更换碳刷，电动轮环火，接触器故障有范大学机械设计及自动

6、化专业，现在中煤平朔露天维修中心时发生。电气车间工作。EH3500ACⅡ卡车交流驱动系统(如图2)，在电E匠蛋重盈露天采矿技术2014年第1期·85·表1电制动情况表图1直流驱动系统·86·露天采矿技术2014年第1期互蟊蚕盟驾驶室内部图2交流驱动系统制动时削波器l和削波器2工作，机械能带动电动+1I。《薄轮旋转转化为电能，通过制动电阻栅和削波器以热SR}摄懵量消耗掉，没有实现能量的循环利用。交流电动轮易X4殳电潜能量’于维护，没有碳刷换向器和接触器，故障很少。I一-，1韶《：=：==韶3重型卡车电制动改进’图3SR电机“磁力转换”系统在保证重型卡车制动效果的前提下，我们从节关闭发动机

7、燃油供给实现节能省油目的。能和经济性的角度考虑实现能量的再生循环利用。在直流和交流驱动卡车中要实现电制动能量的SR电机“磁力转换”系统(如图3)可以将设备刹车再生循环利用存在3个方面的问题：①主回路中有时产生的能量100％收集起来，实现能量的再生循环整流器的制约，能量不能循环利用；②主发电机的励利用。刹车期间，电动机变成发电机，发电机变成电磁控制和转速控制问题；③发动机的燃油控制和动动机，刹车能量通过功率变换器从电动机传向发电力输入和输出问题。