[实用新型]机械式矿用挖掘机的提升机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械式矿用挖掘机的提升机构，特别涉及一种采用永磁同步电动机直接驱动机械式矿用挖掘机的提升机构。 

背景技术

机械式矿用挖掘机的提升机构，是一个电气一体、典型的机械设备。担负着提升铲斗，配合推压机构完成挖掘物料的重要任务，是机械式矿用挖掘机的主要核心部件。 

目前，机械式矿用挖掘机的提升机构，主要采用的电动机拖动系统可以分为以下三类： 

1、发电机组-直流电动机拖动系统 

直流电动机的机械特性为直线，调速性能比较好，工作较可靠。发电机组-直流电动机拖动系统，提升电动机为他励式直流电动机，由直流发电机对其直接供电，通过改变直流发电机的励磁大小，来改变直流电动机电枢两端的电压，从而改变电动机的转速，达到机械式挖掘机的提升机构的调速目的。司机操作主令控制器，主令控制器信号在电子触发器中和一个反馈信号相比较(反馈信号正比于发电机的输出)，自动地调节电机的输出来得到所要求的动作。电子触发器将主令控制器的信号与正比于发电机输出电压的反馈信号进行比较，将其差值来控制可控硅励磁装置的输出。励磁装置的输出又决定发电机的激磁，从而控制着发电机的电压以驱动电动机。由于负荷所引起发电机电压的任何变化都反映到电子触发器，使之自动调整可控硅励磁装置的输出来维持所需要的发电机输出。当主令控制器给出最大信号时，发电机将输出调定的最大电压，电压负反馈信号通过电子触发器与给定信号相比较，二者的差值作用于半控桥调节发电机电压接近恒压输出，使电动机在额定转速下迅速发出较大的转矩，以满足负载的要求。发电机组-直流电动机拖动系统的特点是过载能力强，所需要的设备均为常规定型产品，供货较为容易，技术要求低，对系统以外的电网不会造成有害的影响。缺点是效率低，平均只有75％左右；调速范围由于剩磁影响不 能过大，设备复杂。 

2、晶闸管整流装置供电的直流拖动系统 

自20世纪70年代初到90年代，在20多年的时间里，伴随着电力电子技术的飞速发展，晶闸管整流装置供电的直流拖动系统得到迅速发展和普及，这是机械式矿用挖掘机提升机构电力拖动的又一个阶段。这种调速方法一般以调压为主，调磁为辅。这种系统相对发电机组-直流电动机系统来说较为节电，需要大容量的动态无功功率补偿装置，以改善可控硅直流调速功率因素低的问题；相同的是，直流电动机的故障率依然很高，没有得到彻底的改善。 

3、变频器调速的拖动系统 

70年代初，德国人F·Blaschke提出了“异步电机磁场定向的控制原理”奠定了矢量控制的基础，经过40年的发展，矢量控制理论已经成熟且它仍然是交流电机最先进的控制理论，矢量型变频器由于采用了绝缘栅双极晶体管IGBT，性能更加稳定。1994年西门子公司推出了新一代高性能、全数字式矢量型变频器，使得交流电机的控制可以像直流电机那样对转矩电流分量和励磁电流分量分别进行控制。全数字矢量型变频器是目前最成熟、最理想的电机控制装置。变频调速传动是现代电气传动的主要发展方向。它在实现生产过程自动化、提高产品质量、方便维修及节能等方面，都有着其它调速方式难以蓖美之处。工业发达国家已逐步用交流电机变频调速取代直流电机调速。它以工艺先进，通用性强、灵活性好、灵敏度高、响应快、适配性佳、保护功能全、可靠性高、操作简便等优点而受到钢铁、有色冶金、石油、化工、纺织、电力、机械、建材、轻工、医药、卷烟、造纸等行业传动领域的极大欢迎，并被广泛应用。随着电子技术的不断发展，大功率元件技术的成熟，国内外已在露天开采设备如：拉铲、单斗挖掘机等设备上使用交流变频调速技术，它除了具有卓越的调速性能外，还有非常显著的节电效果，是矿山设备技术改造和产品更新换代的理想设备。变频调速系统有如下特点：(1)节能效果显著，整机更加整洁，便于维护。(2)调速范围宽、精度高，系统实现稳定长期的低速运行，改善了定位的准确性。(3)内部设置转矩及电流调节器，智能化电动机控制，速度给定无超调，动态速降小，特别适用于挖掘机提升机构等负载波动较大的场合。(4)采用鼠笼型电动机，维护简单方便。软起动和制动，减小了机械冲击，延长传动机构 寿命。(5)全数字系统，参数设定灵活方便，保证不会发生漂移。(6)目前，由于变频调速系统价格较高，使整台设备的制造成本居高不下。