礦用汽車電氣系統(tǒng)冷卻氣的優(yōu)化

郭 欣

（河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)公司,河北 邯鄲 056021）

0 引言

電動輪礦車是現(xiàn)代礦山運(yùn)輸?shù)囊环N大型礦用設(shè)備,它廣泛應(yīng)用在鐵礦運(yùn)輸，煤礦開采、港口碼頭，電站建設(shè)等大型工程施工工程上。由于電動輪礦車長期在高濃度灰塵的環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)，必然會造成電動輪的進(jìn)氣系統(tǒng)各種電氣零件出現(xiàn)塵土堆積的現(xiàn)象，灰塵的堆積造成了電氣元件的熱量不能及時的散出，從而導(dǎo)致電氣元件的提前損壞。電動輪礦車是采用柴油機(jī)提供動力，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)出電流，最后由輪邊電動機(jī)驅(qū)動作業(yè)的大型機(jī)械設(shè)備。具有結(jié)構(gòu)先進(jìn)合理,性能穩(wěn)定可靠,操縱輕便靈活的特點，在遇見雨雪潮濕的天氣的時候就會出現(xiàn)電氣報警的現(xiàn)象，有的甚至造成了電氣元件的燒毀，嚴(yán)重影響了設(shè)備的正常運(yùn)行。

1 電動輪礦車電氣系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)及其冷卻氣工作原理

電動輪礦車電氣系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)部件由電氣柜，發(fā)電機(jī)，輪邊電動機(jī)組成，其中電氣柜內(nèi)有控制電動輪運(yùn)行的各種電氣元件，發(fā)電機(jī)位于電氣柜的后方，由專用氣道與電氣柜進(jìn)行連通，倆臺電動機(jī)分別位于發(fā)動機(jī)的后側(cè)方。有專用空氣通道與發(fā)動機(jī)進(jìn)行連通。

工作原理；當(dāng)電動輪進(jìn)行工作時，空氣經(jīng)過電氣柜前后倆側(cè)的專用矩形通道進(jìn)入電氣柜帶走電器元件產(chǎn)生的熱量，然后經(jīng)過發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子風(fēng)扇的帶動，吹走發(fā)動機(jī)內(nèi)部的灰塵和熱量，最后經(jīng)過輪邊電動機(jī)的風(fēng)道帶走輪邊電機(jī)碳刷摩擦產(chǎn)生的碳刷顆粒和摩擦產(chǎn)生的熱量經(jīng)過礦車尾部排放到外部。

2 電動輪電氣系統(tǒng)常見故障原因及分析

（1）雨雪天氣電氣故障報警燈報警；當(dāng)遭遇雨雪天氣的時候，空氣中水蒸氣的含量增加，造成空氣濕度大，大量的濕氣進(jìn)入電器系統(tǒng)的電氣柜，而電氣柜內(nèi)的主要工作電器元件為調(diào)節(jié)電阻，晶閘管，二極管，可控硅等組成，要求控制低電壓控制高電壓，最低24伏，最高可達(dá)800伏，要求跨度大，控制精準(zhǔn)度高，所以電氣元件工作時會產(chǎn)生大量的熱量，必須及時的散出去。當(dāng)帶有濕氣的空氣遇見電氣元件產(chǎn)生的大量熱量時就會在電器元件表面凝結(jié)成了小水珠，從而導(dǎo)致電氣元件產(chǎn)生的熱量不能及時的散出，于是就在電器柜內(nèi)部產(chǎn)生了一種悶熱潮濕的環(huán)境。由于電器元件的熱量不能及時的散出必然導(dǎo)致縮短其正常的使用壽命，造成過早的報廢。而長期附著在電器元件表面的小水滴會造成腐蝕從而導(dǎo)致其直接報廢。

（2）冷卻空氣中存在大量灰塵顆粒。由于電動輪屬于礦山作業(yè)設(shè)備，存在惡劣的作業(yè)環(huán)境，空氣中懸浮著大量灰塵顆粒必然會經(jīng)過電氣柜的矩形通道進(jìn)入電氣柜的內(nèi)部，在電氣柜內(nèi)部沉降下來附著在電氣元件的表面。專用電氣清洗液都很難進(jìn)行清理，造成電氣元件的熱量不能散出，從而導(dǎo)致電氣元件的使用壽命會大大的縮短，造成電氣元件提前報廢。

（3）冷卻空氣氣溫度太大，造成發(fā)動機(jī)以及輪邊電機(jī)的熱量不能及時散出，從而導(dǎo)致使用壽命降低，軸承，碳刷等零件的磨損程度加快。發(fā)動機(jī)主要由發(fā)動機(jī)定子，轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子連接的風(fēng)扇組成。輪邊電機(jī)主要由定子，轉(zhuǎn)子，碳刷盒和碳刷組成。其中轉(zhuǎn)子風(fēng)扇作用是將進(jìn)出電氣柜的冷卻氣通過專用的連接氣道吹進(jìn)發(fā)動機(jī)和輪邊電機(jī)，為發(fā)電機(jī)進(jìn)行冷卻，將輪邊電機(jī)碳刷磨損的顆粒吹出電動輪礦車。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子風(fēng)扇轉(zhuǎn)速怠速700r∕s，最高能夠達(dá)到1900r∕s，平均轉(zhuǎn)速1300r∕s，如果電器柜進(jìn)入發(fā)電機(jī)的空氣溫度太高，就不能將發(fā)電機(jī)和輪邊電機(jī)產(chǎn)生的熱量散出。高溫氣體通過輪邊電機(jī)加速了碳刷和轉(zhuǎn)子銅頭的磨損速度，將碳刷的使用壽命平均縮短三分之一。

根據(jù)分析認(rèn)為；如果進(jìn)入電氣柜的冷卻氣體中含有大量濕氣和灰塵顆粒將對電氣柜電氣元件，發(fā)電機(jī)以及輪邊電機(jī)產(chǎn)生很大的危害，發(fā)電機(jī)有效功率的下降，使用壽命的縮短，維修保養(yǎng)頻率的增加，輪邊電機(jī)碳刷的磨損加劇，造成設(shè)備使用率和完好率的下降。

因此解決上述問題的根本關(guān)鍵就是；在保證冷卻氣進(jìn)氣氣量的基礎(chǔ)上，凈化進(jìn)入電器柜的空氣，對空氣進(jìn)行濾清，清除空氣中夾雜的水蒸濕氣和各種微小的灰塵顆粒，從而達(dá)到對電動輪礦車電氣系統(tǒng)的冷卻氣優(yōu)化作用。

3 電動輪電器系統(tǒng)冷卻氣的優(yōu)化的改進(jìn)方案

對進(jìn)入電氣柜的冷卻氣進(jìn)行濾清，過濾到空氣中的各種雜質(zhì)，保證進(jìn)入電氣柜內(nèi)空氣的清潔度是消除各種故障的關(guān)鍵，因此決定制作電氣柜專用冷卻氣濾清裝置代替原來的進(jìn)氣矩形氣道，該優(yōu)化方案的的主要作用是濾除空氣中的水蒸氣，隔離灰塵顆粒，保證冷卻氣的氣量和清潔度，該優(yōu)化濾清裝置主要有三部分組成，分別是固定外殼，固定架和過濾石棉網(wǎng)。其中過濾外殼上開有百葉窗，此百葉窗不僅保障了進(jìn)入電氣柜的氣量，而且能夠在雨雪天氣有效隔離雨水進(jìn)入到電氣柜氣道內(nèi)部。固定架可以有效的將過濾石棉網(wǎng)固定到電器柜上面，過濾石棉網(wǎng)主要濾除空氣中的微小灰塵和顆粒，對水蒸氣氣道吸附作用，從而有效的保證了進(jìn)入到電氣柜內(nèi)部的冷卻氣的純度。

4 總結(jié)

該優(yōu)化方案經(jīng)試驗后取得了良好的效果，不僅電氣柜電氣元件表面附著的灰塵顆粒明顯減少，在雨雪天氣，故障燈報警的頻率也大大的下降，而且對電氣元件的使用壽命得到了有效的保障，其中發(fā)電機(jī)的有效效率大大提高，輪邊電機(jī)碳刷的更換周期得到了延長，發(fā)電機(jī)和輪邊電機(jī)產(chǎn)生的熱量也進(jìn)行了有效的排出，為設(shè)備的有效運(yùn)行提供了堅實的基礎(chǔ)，提高了設(shè)備的整體使用壽命，減少了故障率，為機(jī)械設(shè)備的長遠(yuǎn)降本增效做出了一定的貢獻(xiàn)。

[1]周惠潮,孫曉峰.常用電子器件及典型應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社,2007(04).

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