Распечатать

Электропривод

Электромеханические трансмиссии заменят гидромеханику

04.09.2017

Раз в четыре года в Лас-Вегасе собираются специалисты, тесно связанные с горнодобывающей промышленностью. Станислава Флоренцева, главного конструктора электропривода транспортных средств ООО "Русэлпром" интересовали на отраслевой выставке MINExpo новинки в области электромеханической трансмиссии и гибридных силовых установок. Своими впечатлениями от увиденного он поделился с читателями КМ.

Карьерные самосвалы

В сегменте карьерных самосвалов были представлены новинки компаний Caterpillar, Komatsu, Libher и Hitachi, а также «БелАЗ» грузоподъемностью от 90 до 420 тонн. Все машины оснащены электромеханической трансмиссией переменно-переменного тока. Caterpillar, Komatsu и Libher применяет собственные разработки и производство всех  компонентов комплекта тягового электрооборудования (КТОЭ) ЭМТ. Komatsu использует продукцию фирмы General Electric.

Во всех силовых преобразователей применяется жидкостное охлаждение шкафов силовых преобразователей и принудительное воздушное охлаждение радиаторов этих систем охлаждения, синхронных генераторов и тяговых электродвигателей.

Компания Komatsu, разрабатывающая и производящая широкую линейку горнодобывающей техники - карьерные экскаваторы и самосвалы, фронтальные погрузчики - встраивает их в единую цепочку автоматизированного управления карьером. Цель – повышение производительности, экономия топлива, сокращение затрат на обслуживание и ремонт.

Применившая уже на практике автономное вождение самосвалов в карьерах, Komatsu представила на MINExpo новый концепт робота – карьерный самосвал грузоподъемностью до 400 тонн. Машина не имеет кабины для водителя, обладает приводом 4х4 и всеми поворачивающимися колесами. Момент на колеса передается от тяговых электродвигателей через кардан, с расположением дизеля и КТЭО ЭМТ в раме между передними и задними ведущими колесами (рис. 1).

Рис. 1

Компания Libher продемонстрировала новое поколение карьерных самосвалов грузоподъемностью 100 тонн с электромеханической трансмиссией переменно-переменного тока (рис. 2-4).  Ее особенности: асинхронный мотор-генератор, три инвертора с жидкостным охлаждением, два тяговых асинхронных двигателя, отсутствие тормознго чоппера и резисторов электродинамического торможения (аналогичную идею мы предлагали для реализации «БелАЗу» в 2009 году). 

Рис. 2

Особенностью собственной разработки КТЭО для самосвалов компании Hitachi  является применение силовых полумостовых сборок на IGBT транзисторах Hitachi America с интегрированным жидкостным охлаждением, встроенными схемами драйверов с опторазвязкой, снабберами, ламинарными быстро коммутируемыми шинами (подобными серии таких же сборок фирмы Siemens).

Никто из перечисленных фирм тяговым электрооборудованием концерна «Русэлпром» не заинтересовался, в отличии от китайской CRRC. Компания из Поднебесной  проявила серьезный интерес к возможным поставкам наших КТЭО для производимых ею карьерных самосвалов.

Компоненты и КТЭО

В этом сегменте показали свои новые разработки компании Siemens, John Deere, TM4  и STW. Siemens  представил набор компонентов КТЭО, который планирует в следующем году реализовать в составе ЭМТ переменно-переменного тока карьерного самосвала грузоподъемностью  30-40 тонн (рис. 5-6). Причем рассматривает возможность применения гибридной силовой установки: наряду с ДВС и накопителем энергии.

Рис. 5.

Рис. 6.

Американское подразделение John Deere  продемонстрировало набор компонентов КТЭО, интегрированных с насосами  гидросистем (для генераторов), согласующими редукторами для тяговых двигателей (рис. 7), ведущими мостами с большими коэффициентами редукции для транспортных средств, а также серию интегральных интеллектуальных силовых преобразователей с жидкостным охлаждением (рис. 8).

Рис. 7

Семейство таких компонентов КТЭО, как «Лего», легко встраивается в различные транспортные средства в концепции «центрального привода» (реализованного нами в проектах «КТЭО ЭТ-300ЦП», «Гибрид-12» и пр.).  John Deere  использовал ее во фронтальном погрузчике 240 л.с. и серии с/х тракторов 240-350 л.с. Компания также адаптирует ее для другой строительно-дорожной и лесной техники.

Рис. 8.

Подобную идеологию внедряют фирмы STW и TM4, предлагая набор генераторов, тяговых электродвигателей,силовых преобразователей, вспомогательных преобразователей и зарядных устройств. В отличие от John Deere эти фирмы пока не интегрируют свои компоненты с другими системами транспортных средств (насосами, редукторами и пр.).

Транспортные средства на электрическом приводе

Отдельным сегментом следует выделить транспортные средства для подземных работ с чисто электрическим (батарейным) приводом. Причем фирмы, представившие эти транспортные средства, являются и разработчиками и производителями КТЭО, иногда в кооперации. На рис. 9–14 представлены батарейные транспортные средства  GE, Artisan, Aramine, Sandvik.

Рис. 9

Рис. 10

Рис. 11

Рис. 12

Рис. 13

Из увиденного можно сделать вывод, что в области карьерных самосвалов следует ожидать внедрение электромеханических трансмиссий  взамен гидромеханических в самосвалы грузоподъемностью 35 – 75 тонн. Широкое внедрение получат карьерные самосвалы с автоматическим или дистанционным  управлением. Появление более энергоэффективных, надежных и менее дорогих накопителей энергии приведет к активному внедрению гибридных силовых установок в транспортные средства для горнодобывающей промышленности с выраженным циклическим режимом работы – бульдозеры, скреперы, погрузчики, экскаваторы.

Электропривод 17.01.2018 Концерн «Русэлпром» создал энергоэффективные электродвигатели серии 7А с низким уровнем шума и вибрации для крупнейшего российского нефтеперерабатывающего завода – Омского НПЗ. КПД повысился в среднем на 0,7% от общей мощности двигателя, уровень шума составил от 67 до 79 дБА.
Детали & Материалы 15.01.2018 Компания Rittal выпустила профиль для систем несущих рычагов серии CP, используемых при создании эргономичных рабочих мест. Решение позволит точно адаптировать высоту установки управляющего терминала под рост оператора.
Мнение 12.01.2018 Немецкий бизнес более оптимистично оценивает 2017 год и готов вложить в российскую экономику в следующем году почти полмиллиарда евро – это следует из нового опроса Российско-Германской внешнеторговой палаты .
Электропривод 25.12.2017 Компания WEG расширила свое присутствие в Европе, инвестировав 30 млн. евро в строительство завода по производству низковольтных двигателей в Португалии. Промышленная площадка в Санту-Тирсу является на сегодня самым большим заводом WEG в Европе.
Электропривод 25.12.2017 Компания WEG объявила о расширении линейки мотор-редукторов WG20. Максимальный крутящий момент будет повышен с 1550 до 5000 Нм. Данная продукция объединяет в себе обширный опыт компании WEG в создании электродвигателей и их дочерней фирмы WATT Drive в области редукторостроения.
Гидравлика & Пневматика 29.11.2017 В микро-экскаваторе фирмы JCB дизельный двигатель мощностью 14 кВт был заменен 10-киловаттным электродвигателем с литий-титановыми батареями. Системы управления рабочими органами выполнены в виде блоков DDH на основе шестеренных насос-моторов внутреннего зацепления с электрическими сервомоторами.