林松

(冀中能源機(jī)械裝備集團(tuán)邢臺(tái)機(jī)械廠,河北邢臺(tái) 054000)

MG200/466-BWD型變頻采煤機(jī)研制

林松

(冀中能源機(jī)械裝備集團(tuán)邢臺(tái)機(jī)械廠,河北邢臺(tái) 054000)

煤炭行業(yè)的快速發(fā)展,煤炭產(chǎn)量的不斷提高,用戶越來越傾向于調(diào)速性能好、功率大的采煤機(jī)。MG16O/376-BWD型變頻采煤機(jī)由于它具有調(diào)速性能好、故障率小、維修方便等優(yōu)越性能,受到了用戶的廣大好評,同時(shí)變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟也得到用戶的認(rèn)可。MG2OO/466-BWD型變頻采煤機(jī)的研制成功,改變了我廠變頻采煤機(jī)型號(hào)單一的局面,拓展了采煤機(jī)的銷售市場。它不僅填補(bǔ)了市場空缺,也為我廠采煤機(jī)技術(shù)不斷更新奠定了基礎(chǔ)。

變頻 采煤機(jī) 牽引力 牽引速度

隨著MG160/376-BWD型變頻采煤機(jī)的投入生產(chǎn)后，由于它具有調(diào)速性能好、故障率小、維修方便等優(yōu)越性能，受到了用戶的廣大好評，同時(shí)變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟也得到用戶的認(rèn)可。煤炭行業(yè)的快速發(fā)展，煤炭產(chǎn)量的不斷提高，用戶越來越傾向于調(diào)速性能好、功率大的采煤機(jī)。為了更好的順應(yīng)市場，滿足用戶的需求，我廠在MG160/376-BWD型變頻采煤機(jī)基礎(chǔ)上充分發(fā)揮自主研發(fā)能力，將MG160/376-BWD型變頻調(diào)速采煤機(jī)電控箱由鑄件改為鉚焊件并合理分配箱體空間，增設(shè)連接框架等部件，成功研制出MG200/ 466-BWD型變頻采煤機(jī)。

MG160/376-BWD型變頻采煤機(jī)在電控箱原設(shè)計(jì)上為鑄件，而我廠的鑄造能力不能滿足要求，因此我們在原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，將電控箱由鑄件改為鉚焊件。我們在詳細(xì)剖析圖紙后，將電控箱分解成頂板、底板、左右側(cè)板和隔爆腔板4大部分，然后依據(jù)電氣元件的尺寸合理分配各個(gè)腔體空間。

為了保證其制作的精確，在設(shè)計(jì)過程中，我們將頂?shù)装迮c左右側(cè)板的對接方式改為子口臺(tái)對接，將隔爆腔板都改為坡口焊。從而保證每個(gè)隔爆腔的空間尺寸與電氣元件尺寸相匹配。隔爆面是整個(gè)電控箱的關(guān)鍵，我們根據(jù)我廠的加工能力。在設(shè)計(jì)中，我們與工藝部門進(jìn)行了多次研討和溝通成功解決電控箱制作過程中的關(guān)鍵性問題:焊接變形、變壓器和變頻器冷卻板的焊接順序、隔爆面的加工方法等。同時(shí)為合理布局電控箱、液壓調(diào)高系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等部件，研制了連接框架與行走部進(jìn)行連接，保證各部件的穩(wěn)定性。

在電氣控制和電氣元件的改進(jìn)上主要分為四點(diǎn):

(1)電機(jī)的選擇。在本次設(shè)計(jì)中我們?nèi)匀谎佑昧薓G160/376-BWD型滑差采煤機(jī)的截割電機(jī)。為了保證MG200/466-BWD牽引部與MG160/376-BWD型滑差采煤機(jī)牽引部的互換，牽引電機(jī)采用了與原滑差電磁調(diào)速電機(jī)尺寸相同的額定電壓為380V功率為30KW三相異步電機(jī)作為牽引電機(jī)。

(2)隔離開關(guān)的選擇。隨著采煤機(jī)功率的增加，采煤機(jī)的額定電流也相應(yīng)增加。為此在本次設(shè)計(jì)改造中選用了GM2-400型隔離開關(guān)。GM2-400型隔離開關(guān)為采煤機(jī)的負(fù)荷開關(guān)，適用于交流50Hz、額定電壓1140V、額定電流400A的電路中。當(dāng)采煤機(jī)出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)或其他緊急事故狀態(tài)時(shí)，能帶負(fù)載切斷電動(dòng)機(jī)電源來保護(hù)采煤機(jī)。

表1　變頻器參數(shù)設(shè)置

(3)降壓變壓器的選擇。由于MG200/466-BWD型變頻采煤機(jī)電控箱是在MG160/376-BWD型變頻采煤機(jī)電控箱的基礎(chǔ)上改進(jìn)的，MG160/376-BWD型采煤機(jī)所用的降壓變壓器容量和體積相對較小，而MG200/466-BWD型采煤機(jī)隨著功率增加降壓變壓器的容量和體積也隨之增加。受到電控箱空間限制為了減小變壓器的體積，我們采用了高效硅鋼片疊制而成的鐵心。硅鋼片的選擇上我們選用的是進(jìn)口的硅鋼片，使用這種材料制成的變壓器具有鐵損低，效率高，在較強(qiáng)磁場下磁感應(yīng)強(qiáng)度高，在同樣截面積情況下有較大的磁通，另外在硅鋼片疊制工藝上采用符合磁路方向的疊制方法，變壓器鐵心體積與重量都得到減少。并且我們選用了耐高溫的絕緣材料作為變壓器的絕緣材料。

解決了變壓器體積的問題，我們根據(jù)負(fù)載的大小，選用了體積適中的容量為100KVA、1140V/380V變壓器作為降壓變壓器。

(4)變頻器的選擇和設(shè)置。MG200/466-BWD型采煤機(jī)是適用于傾角＜35°的煤層，而四象限變頻器在煤層傾角＜35°時(shí)不能有效發(fā)揮其全部功能，而且在傾角過小的煤層四象限變頻器故障率頻繁，并且四象限變頻器體積過大不適用于現(xiàn)在的電控箱。因此，變頻器的選擇上，我們放棄了使用四象限變頻器，而選用了調(diào)速性能較好和故障率相對較低的兩象限的變頻器。

在本次設(shè)計(jì)改造中選用了兩臺(tái)ABB公司生產(chǎn)的ASC800變頻器。為了把負(fù)載可以均勻的分布在兩臺(tái)變頻器之間，使采煤機(jī)帶負(fù)載能力得到提高，我們采用了ASC800的主/從功能。ASC800變頻器的主/從功能是為了多傳動(dòng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，其中該系統(tǒng)是由兩臺(tái)ASC800變頻器驅(qū)動(dòng)的，同時(shí)由于采用的是剛性耦合，因此主變頻器采用速度控制，從變頻器采用轉(zhuǎn)矩控制。

在MG200/466-BWD型變頻采煤機(jī)中ASC800變頻器驅(qū)動(dòng)的是30KW三相異步電機(jī)，所以需要對變頻器的參數(shù)重新設(shè)置并進(jìn)行電機(jī)的辯識(shí)運(yùn)行，使變頻器建立30KW三相異步電機(jī)模型。變頻器的參數(shù)設(shè)置需要根據(jù)電機(jī)銘牌參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。在變頻器的參數(shù)設(shè)置中主要改動(dòng)的參數(shù)如表1所示。

MG200/466-BWD型采煤機(jī)的研制成功，機(jī)身高度達(dá)到12400mm，滾筒直徑達(dá)到Φ1600mm，最大采高為3200mm，臥底量為317mm，過煤高度為593mm，截深為630mm，裝機(jī)功率達(dá)到466KW。搖臂長度為1930mm，搖臂擺角為-18.8°～+42.3°。牽引力達(dá)到480～285kN，牽引速度達(dá)到0～6.8～11.4m/min。操作方式為中部手控，兩端線控和無線遙控。采煤機(jī)總重量達(dá)到35t。

隨著MG200/466-BWD型變頻采煤機(jī)的研制成功，改變了我廠變頻采煤機(jī)型號(hào)單一的局面，拓展了采煤機(jī)的銷售市場。從MG200/466-BWD型變頻采煤機(jī)在顯德旺煤礦的試用情況來看，取得了良好效果，受到了用戶的充分肯定。在2012年采煤機(jī)的銷售中，一共售出4臺(tái)，產(chǎn)值達(dá)到1400多萬，創(chuàng)造了豐厚利潤。因此，MG200/ 466-BWD型變頻采煤機(jī)有著廣大的市場前景和利潤空間，它不僅填補(bǔ)了市場空缺，也為我廠采煤機(jī)技術(shù)不斷更新奠定了基礎(chǔ)。