MG200/466—BWD型變頻采煤機研制

林松

【摘 要】煤炭行業(yè)的快速發(fā)展，煤炭產量的不斷提高，用戶越來越傾向于調速性能好、功率大的采煤機。MG160/376-BWD型變頻采煤機由于它具有調速性能好、故障率小、維修方便等優(yōu)越性能，受到了用戶的廣大好評，同時變頻調速技術的日益成熟也得到用戶的認可。MG200/466-BWD型變頻采煤機的研制成功，改變了我廠變頻采煤機型號單一的局面，拓展了采煤機的銷售市場。它不僅填補了市場空缺，也為我廠采煤機技術不斷更新奠定了基礎。

【關鍵詞】變頻 采煤機 牽引力 牽引速度

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

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

為了保證其制作的精確，在設計過程中，我們將頂底板與左右側板的對接方式改為子口臺對接，將隔爆腔板都改為坡口焊。從而保證每個隔爆腔的空間尺寸與電氣元件尺寸相匹配。隔爆面是整個電控箱的關鍵，我們根據我廠的加工能力。在設計中，我們與工藝部門進行了多次研討和溝通成功解決電控箱制作過程中的關鍵性問題：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。同時為合理布局電控箱、液壓調高系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等部件，研制了連接框架與行走部進行連接，保證各部件的穩(wěn)定性。

在電氣控制和電氣元件的改進上主要分為四點：

（1）電機的選擇。在本次設計中我們仍然延用了MG160/376-BWD型滑差采煤機的截割電機。為了保證MG200/466-BWD牽引部與MG160/376-BWD型滑差采煤機牽引部的互換，牽引電機采用了與原滑差電磁調速電機尺寸相同的額定電壓為380V功率為30KW三相異步電機作為牽引電機。

（2）隔離開關的選擇。隨著采煤機功率的增加，采煤機的額定電流也相應增加。為此在本次設計改造中選用了GM2-400型隔離開關。GM2-400型隔離開關為采煤機的負荷開關，適用于交流50Hz、額定電壓1140V、額定電流400A的電路中。當采煤機出現堵轉或其他緊急事故狀態(tài)時，能帶負載切斷電動機電源來保護采煤機。

（3）降壓變壓器的選擇。由于MG200/466-BWD型變頻采煤機電控箱是在MG160/376-BWD型變頻采煤機電控箱的基礎上改進的，MG160/376-BWD型采煤機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，在較強磁場下磁感應強度高，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，我們根據負載的大小，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）變頻器的選擇和設置。MG200/466-BWD型采煤機是適用于傾角<35°的煤層，而四象限變頻器在煤層傾角<35°時不能有效發(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。

在本次設計改造中選用了兩臺ABB公司生產的ASC800變頻器。為了把負載可以均勻的分布在兩臺變頻器之間，使采煤機帶負載能力得到提高，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應用而設計，其中該系統(tǒng)是由兩臺ASC800變頻器驅動的，同時由于采用的是剛性耦合，因此主變頻器采用速度控制，從變頻器采用轉矩控制。

在MG200/466-BWD型變頻采煤機中ASC800變頻器驅動的是30KW三相異步電機，所以需要對變頻器的參數重新設置并進行電機的辯識運行，使變頻器建立30KW三相異步電機模型。變頻器的參數設置需要根據電機銘牌參數進行設置。在變頻器的參數設置中主要改動的參數如表1所示。

表1 變頻器參數設置

20.3 MAXIMUM CURRENT 59.2A

99.5 MOTOR NOM VOLTAGE 380V

99.6 MOTOR NOM CURRENT 59.2A

99.7 MOTOR NOM FREQ 50Hz

99.8 MOTOR NOM SPEED 1456

99.9 MOTOR NOM POWER 30KW

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

隨著MG200/466-BWD型變頻采煤機的研制成功，改變了我廠變頻采煤機型號單一的局面，拓展了采煤機的銷售市場。從MG200/466-BWD型變頻采煤機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年采煤機的銷售中，一共售出4臺，產值達到1400多萬，創(chuàng)造了豐厚利潤。因此，MG200/466-BWD型變頻采煤機有著廣大的市場前景和利潤空間，它不僅填補了市場空缺，也為我廠采煤機技術不斷更新奠定了基礎。