掘進(jìn)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)及掘進(jìn)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及掘進(jìn)機(jī)技術(shù)，尤其涉及一種掘進(jìn)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)及掘進(jìn)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]掘進(jìn)機(jī)是用于開鑿平直地下巷道的機(jī)器，廣泛用于煤礦、隧道、城市地鐵隧道等領(lǐng)域。掘進(jìn)機(jī)主要包括切割機(jī)構(gòu)、裝運(yùn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)以及除塵噴霧系統(tǒng)。其中，切割機(jī)構(gòu)包括切割頭、齒輪箱和截割電機(jī)，切割頭在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中切割煤炭或巖石，使其破碎后通過(guò)裝運(yùn)機(jī)構(gòu)運(yùn)輸出去。
[0003]現(xiàn)有的截割電機(jī)采用具有兩組工作繞組的工頻交流電機(jī)，兩組工作繞組通電后分別驅(qū)動(dòng)電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)或低速轉(zhuǎn)動(dòng)。每組工作繞組通過(guò)一組接觸器的常開觸點(diǎn)接至工作電源，由電氣系統(tǒng)控制一組接觸器閉合，則對(duì)應(yīng)的工作繞組接通工作電源驅(qū)動(dòng)截割電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。兩組工作繞組分別驅(qū)動(dòng)截割電機(jī)高速和低速轉(zhuǎn)動(dòng)，以適應(yīng)不同硬度的煤炭或巖石。
[0004]當(dāng)截割電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，若遇到較堅(jiān)硬的煤炭或巖石，切割頭受到較大的阻力停止轉(zhuǎn)動(dòng)，但截割電機(jī)仍輸出轉(zhuǎn)矩，導(dǎo)致了截割電機(jī)堵轉(zhuǎn)，則需通過(guò)切換接觸器閉合的方式斷開高速工作繞組的電源，接通低速工作繞組的電源，將截割電機(jī)切換至低速旋轉(zhuǎn)工作模式，以繼續(xù)切割。因此，現(xiàn)有的掘進(jìn)機(jī)調(diào)節(jié)截割電機(jī)轉(zhuǎn)速的方式不靈活，直接影響了切割的進(jìn)度，而且還降低了截割電機(jī)的機(jī)械強(qiáng)度，縮短了掘進(jìn)機(jī)的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種掘進(jìn)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)及掘進(jìn)機(jī)，用于解決現(xiàn)有的掘進(jìn)機(jī)調(diào)節(jié)截割電機(jī)轉(zhuǎn)速不靈活的問題，以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例提供一種掘進(jìn)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)，包括主電源和開關(guān)，還包括:變流器、變頻截割電機(jī)和控制器；
[0007]所述變頻截割電機(jī)、變流器和開關(guān)依次連接，并連接至所述主電源；
[0008]所述變流器還與所述控制器連接，用于根據(jù)所述控制器發(fā)出的控制信號(hào)調(diào)節(jié)所述變流器輸出的電壓，以調(diào)整所述變頻截割電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。
[0009]如上所述的掘進(jìn)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)，所述變頻截割電機(jī)中的轉(zhuǎn)子鐵芯為硅鋼片，轉(zhuǎn)子繞組為銅導(dǎo)條。
[0010]如上所述的掘進(jìn)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)，所述變頻截割電機(jī)中的絕緣結(jié)構(gòu)采用高絕緣強(qiáng)度材料制成。
[0011]如上所述的掘進(jìn)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)，所述變頻截割電機(jī)中的軸承為樹脂絕緣軸承。
[0012]如上所述的掘進(jìn)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)，所述變流器包括依次連接的整流電路、中間直流電路和逆變電路。
[0013]如上所述的掘進(jìn)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)，所述開關(guān)包括預(yù)充電開關(guān)和工作開關(guān)；
[0014]所述預(yù)充電開關(guān)的一端連接至所述主電源，另一端連接至所述變流器的輸入端；
[0015]所述工作開關(guān)的一端連接至所述主電源，另一端連接至所述變流器的輸入端。
[0016]如上所述的掘進(jìn)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)，所述變流器設(shè)置有防爆外殼；
[0017]所述變流器中的各器件均采用防爆器件。
[0018]如上所述的掘進(jìn)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)，還包括電壓傳感器和/或電流傳感器；
[0019]所述電壓傳感器的探頭并接在所述變頻截割電機(jī)的輸入端，所述電壓傳感器的信號(hào)輸出端與所述控制器連接，用于檢測(cè)所述變頻截割電機(jī)的輸入端的電壓，并發(fā)送給所述控制器；
[0020]所述電流傳感器的探頭串接在所述變頻截割電機(jī)的輸入端，所述電流傳感器的信號(hào)輸出端與所述控制器連接，用于檢測(cè)所述變頻截割電機(jī)的輸入端的電流，并發(fā)送給所述控制器。
[0021]如上所述的掘進(jìn)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)，還包括阻容吸收電路；
[0022]所述阻容吸收電路連接在所述變頻截割電機(jī)的輸入端，用于吸收所述變頻截割電機(jī)在斷電瞬間產(chǎn)生的反向電勢(shì)。
[0023]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種掘進(jìn)機(jī)，包括如上所述的掘進(jìn)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)。
[0024]本發(fā)明實(shí)施例提供的掘進(jìn)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)和掘進(jìn)機(jī)，通過(guò)采用變流器調(diào)節(jié)變頻截割電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，能根據(jù)負(fù)載的變化自適應(yīng)調(diào)整轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同硬度的煤炭或延時(shí)的切割進(jìn)程。并且，本實(shí)施例提供的技術(shù)方案具有無(wú)級(jí)調(diào)速、無(wú)切換電流沖擊的優(yōu)點(diǎn)，其控制方式較靈活，能實(shí)現(xiàn)低速恒轉(zhuǎn)矩，高速恒功率運(yùn)行，有效地提高了掘進(jìn)作業(yè)的效率。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的掘進(jìn)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0026]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的掘進(jìn)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖二。
【具體實(shí)施方式】
[0027]圖1為本發(fā)明提供的掘進(jìn)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖一，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的掘進(jìn)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖二，如圖1和圖2所示，本實(shí)施例提供一種掘進(jìn)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)，包括主電源I和開關(guān)2，另外還包括:變流器3、變頻截割電機(jī)4和控制器5。其中，變頻截割電機(jī)4、變流器3和開關(guān)2依次連接，并連接至主電源I。變流器3與控制器5連接，用于根據(jù)控制器5發(fā)出的控制信號(hào)調(diào)節(jié)變流器3輸出的電壓，以調(diào)整變頻截割電機(jī)4的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。
[0028]本實(shí)施例提供的掘進(jìn)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)可設(shè)置在掘進(jìn)機(jī)中，適用于煤礦挖掘、隧道挖掘等領(lǐng)域。對(duì)于掘進(jìn)機(jī)而言，其主電源I通常接收1140V三相交流電，在主電源I的輸出端設(shè)置隔離開關(guān)，當(dāng)隔離開關(guān)閉合時(shí)，電傳動(dòng)系統(tǒng)中的各器件從主電源I獲電，當(dāng)隔離開關(guān)斷開時(shí)，各器件斷電。
[0029]變流器3可采用現(xiàn)有技術(shù)中常用的變流器，例如可包括依次連接的整流電路、中間直流電路和逆變電路，其中，整流電路的輸入端通過(guò)開關(guān)2連接至主電源1，用于將輸入的三相交流電轉(zhuǎn)換成直流電。整流電路可以采用可控整流電路，也可以采用不可控整流電路。整流電路的輸出端與中間直流電路連接，中間直流電路還與逆變電路的輸入端連接，逆變電路用于將直流電再轉(zhuǎn)換為三相交流電，并且調(diào)整三相交流電的電壓幅值和頻率。逆變電路的輸出端與變頻截割電機(jī)4的繞組連接，逆變電路輸出的不同電壓幅值和頻率的三相交流電能夠驅(qū)動(dòng)變頻截割電機(jī)4以對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0030]對(duì)應(yīng)于上述采用中間直流電路的變流器3而言，開關(guān)2可以包括預(yù)充電開關(guān)21和工作開關(guān)22。其中，預(yù)充電開關(guān)21的一端連接至主電源1，另一端連接至變流器3的輸入端，具體可連接至整流電路的輸入端，當(dāng)預(yù)充電開關(guān)21閉合時(shí)可用于通過(guò)整流電路向中間直流電路進(jìn)行預(yù)充電。另外，工作開關(guān)22的一端連接至主電源1，另一端連接至變流器3的輸入端，具體可連接至整流電路的輸入端，當(dāng)工作開關(guān)22閉合時(shí)，整流電路受電。
[0031]控制器5 —方面可以與變流器3連接，具體可連接至逆變電路中各開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)端，控制器5發(fā)出不同占空比的脈沖信號(hào)，作為控制信號(hào)控制各開關(guān)器件實(shí)現(xiàn)通斷，以調(diào)節(jié)逆變電路輸出電壓的幅值和頻率。若整流電路選用可控整流電路，則控制器5還與整流電路中的開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)端連接，用于控制整流電路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。
[0032]另一方面，控制器5還可以與開關(guān)2連接，控制器5可發(fā)出控制信號(hào)，用于控制開關(guān)2閉合或斷開。例如，預(yù)充電開關(guān)21的線圈與控制器5連接，預(yù)充電開關(guān)21的常開觸點(diǎn)與整流電路的輸入端連接。預(yù)充電開關(guān)21可以為常用斷路器，具有兩對(duì)同步動(dòng)作的常開觸點(diǎn)，一對(duì)常開觸點(diǎn)的一端與主電源I中的一相連接，另一端與整流電路的輸入端中的一端連接，另一對(duì)常開觸點(diǎn)的一端與主電源I中的另一相連接，另一端與整流電路的輸入端中的另一端連接。當(dāng)控制器5輸出電信號(hào)并且與預(yù)充電開關(guān)21的線圈形成閉合回路時(shí)，預(yù)充電開關(guān)21的線圈得電，使得預(yù)充電開關(guān)21的兩對(duì)常開觸點(diǎn)閉合，向中間直流電路充電。
[0033]又例如，工作開關(guān)22的線圈與控制器5連接，工作開關(guān)22的常開觸點(diǎn)與主電源I和整流電路的輸入端連接。工作開關(guān)22可以為真空斷路器，具有三對(duì)同步動(dòng)作的常開觸點(diǎn)，一對(duì)常開觸點(diǎn)的一端與主電源I中的一相連接，另一端與整流電路的一個(gè)輸入端連接，另外兩對(duì)常開觸點(diǎn)分別與主電源I中的其余兩相和整流電路的其余兩個(gè)輸入端連接。當(dāng)控制器5輸出電信號(hào)并且與工作開關(guān)22的線圈形成閉合回路時(shí)，工作開關(guān)22的線圈得電，使得工作開關(guān)22的三個(gè)同步常開觸點(diǎn)閉合，向整流電路提供三相交流電。
[0034]掘進(jìn)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)除了包括本實(shí)施例提供的上述變頻截割電機(jī)4之外，還包括油泵電機(jī)、二運(yùn)電機(jī)和除塵電機(jī)，分別通過(guò)真空接觸器連接至主電源I，從主電源I獲電。油泵電機(jī)、二運(yùn)電機(jī)和除塵電機(jī)可以為現(xiàn)有技術(shù)常用的工頻電機(jī)。掘進(jìn)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的主電源I接收1140V交流電，經(jīng)開關(guān)箱分配四路輸出，其中一路通過(guò)變流器3輸出260KW交流電提供給變頻截割電機(jī)4，其余三路為工頻輸出，分別提供給油泵電機(jī)、二運(yùn)電機(jī)和除塵電機(jī)。
[0035]而用于實(shí)現(xiàn)挖掘功能的截割電機(jī)則采用本實(shí)施例提供的變頻截割電機(jī)4，根據(jù)變流器3輸出的電壓調(diào)