MT3600B型系列矿用重型汽车采用了柴油发动机——交流发电机——桥式全波整流——全波脉动直流电动机的驱动方式,制动方式采用了能耗制动配合机械制动,将矿车车速从正常运行状态降至5km/h以下此时再介入机械制动从而达到制动的效果。
二、能耗制动
美国GE控制系统的核心是17FL275 电脑板。检测驾驶员的操作输入和系统的反馈信号,计算响应,实施闭合MF,GF,GFR,RP1,RP2接触器建立减速电路,(如果提供多级减速还有RP3, RP4, RP5, RP6, RP7, RP8 ,RP9接触器 )将RG1 、 RG2电阻栅连入马达电路中。多级减速可以通过顺序闭合RP3–RP9接触器来自动调整。17FL275主控板从交流发电机和轮马达的速度传感器接收输入信号,从各种控制设备上接收反馈信号以及驾驶员操作信号。根据这些信号,主控板控制继电器、接触器和其他外部设备完成以下功能:卡车的驱动和动态制动控制等其他功能。
从模拟输入输出板上输出的信号是触发的脉冲信号。这个交流信号的频率和振幅是不变的常数,有正负极之分。从交流发电机三级绕组发出的同步交流信号使触发脉冲的频率与交流发电机发出的交流电频率同步。由驾驶员踩下加速或减速踏板产生触发脉冲然后被电源电路产生的反馈信号偏移。电源电路中的高压电经过FM458电压测量模块的削弱后送到模拟输入输出板,经过CUP板处理来修正需要的驱动或减速信号然后送到模拟输入输出板。
当驾驶员踩下减速踏板降低卡车速度的时候,由踏板上的电位器产生一个信号送到控制系统来建立减速电路得到减速效果。
三.制动电阻散热风机存在的隐患及事故的危害
MT3600B型系列矿用重型汽车在使用过程中曾因散热风机的故障停转导致制动电阻温度积聚升高引发大火。对此我们针对这个生产安全隐患问题进行解决并对制动电路改造升级增加安全防护监控模块。通过这一举措我们不仅节约了成本,也做到了隔绝隐患保障安全生产,在事故之前的规避了火灾事故带来的风险。
之所以导致这类事故的发生是由于MT3600B型系列矿用重型汽车的GE系统是通过电脑控制各种电磁接触器和继电器来控制和调节卡车的推进以及卡车的减速。由于风扇散热设备的低速旋转或故障信号未能及时反馈到17FL275 电脑板, RP1、RP2不能及时断开,无法进行有效的保护,制动电阻栅热量也就不能及时散出,出现过热引起电阻栅和风机的烧毁会造成极大的损失和危险,因此必须彻底解决这种故障的发生。
四、关于MT3600B矿用重型汽车能耗制动控制系统隐患解决措施
1.改造原理及线路分析
当处于制动工况的功率2000kw的巨大制动公率消耗在制动电阻栅上,如果散热风机出现故障,制动电阻栅温度在很短时间内就会由于温度的积聚不散达到燃点进而起火引发大火。散热风机是并联在制动电阻栅上的一段电阻上的,因此动态制动功率越大,流过前制动电阻栅的电流于额达,风机获得的电源电压也高,风机转速也相应越快,起到强散热作业,从而保护了制动电阻栅不被烧损。
在MT3600B型系列矿用重型汽车工作过程中,由于风扇粉尘堆积,使用年限过长等原因,散热风机所处环境相对恶劣,一旦风机出现故障停止转动或者转速偏低,此时电阻栅达不到散热效果,很快就会烧毁。
为了解决卡车这种故障,对其主电路及控制系统进行了认真细致的分析,RP1 和 RP2接触器在制动工况的时候闭合会建立主制动回路。矿车运动带动轮马达的电枢旋转产生电流。这个能量通过电阻变成热能散发出去,可以使矿车制动或减速。
我们在图中RP1、 RP2前端处接入一个转速监控装置对散热风扇BM1、BM2进行监控,当风扇转速低于70转/秒时将,该装置即对电脑板进行反馈,使接触器RP1、RP2断开即可。
需要注意的是在改造时注意的是要使用实时监控装置,这种情况可以改善风机启动时因惯性带来的假性监测 (即在散热风机刚启动时风机是可以正旋转的,工作一段时间后风机突然损毁,但由于惯性叶片还在继续旋转,这时如果采用短时间监控装置,反馈至电脑板的电信号则认为风机处在正常运行状态,这样安装监控装置就起不到真实的作用)。
五.效益分析及成果固化
更换设备风机及电阻栅的消耗(单台):
成本费用投入计算:
1、霍尔开关、电路板制作、屏蔽线束共计2000元/台
2、安装时间约4小时
产生的效益(单台车):
单块电阻价格: 7万元
电阻栅价格: 7万*12块=84万元
散热风机价格: 50万元
合计金额: 134万元
六.总结
1.对电路进行了更改升级,能够实时监控风机的转动速度,减少了制动电阻栅由于过热而引起的烧毁现象,延长了单块电阻的使用寿命,消除了生产安全隐患,保证了散热风机的正常使用也就是保障了矿山正常生产。
2.减轻了维护工人的劳动强度,很大程度上保障了驾驶人员的安全性,此次升级改造将为公司单台减少直接损失134万元,创造了可观的直接和间接的经济效益。
3.经过合理缜密的小组研究并进行多次实际测试,此次改进有着可靠的技术支持,合理的可操作性,此套技术改造已经成熟并可像兄弟矿山推广。
论文作者:张勇1 张武虎2 逯志哲3
论文发表刊物:《科学与技术》2019年19期
论文发表时间:2020/4/28
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