礦用汽車電氣系統冷卻氣的優化

郭 欣

（河北鋼鐵集團礦業公司,河北 邯鄲 056021）

0 引言

電動輪礦車是現代礦山運輸的一種大型礦用設備,它廣泛應用在鐵礦運輸，煤礦開采、港口碼頭，電站建設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境中進行作業，必然會造成電動輪的進氣系統各種電氣零件出現塵土堆積的現象，灰塵的堆積造成了電氣元件的熱量不能及時的散出，從而導致電氣元件的提前損壞。電動輪礦車是采用柴油機提供動力，帶動發電機發出電流，最后由輪邊電動機驅動作業的大型機械設備。具有結構先進合理,性能穩定可靠,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電氣報警的現象，有的甚至造成了電氣元件的燒毀，嚴重影響了設備的正常運行。

1 電動輪礦車電氣系統的主要結構及其冷卻氣工作原理

電動輪礦車電氣系統的主要結構部件由電氣柜，發電機，輪邊電動機組成，其中電氣柜內有控制電動輪運行的各種電氣元件，發電機位于電氣柜的后方，由專用氣道與電氣柜進行連通，倆臺電動機分別位于發動機的后側方。有專用空氣通道與發動機進行連通。

工作原理；當電動輪進行工作時，空氣經過電氣柜前后倆側的專用矩形通道進入電氣柜帶走電器元件產生的熱量，然后經過發動機轉子風扇的帶動，吹走發動機內部的灰塵和熱量，最后經過輪邊電動機的風道帶走輪邊電機碳刷摩擦產生的碳刷顆粒和摩擦產生的熱量經過礦車尾部排放到外部。

2 電動輪電氣系統常見故障原因及分析

（1）雨雪天氣電氣故障報警燈報警；當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，大量的濕氣進入電器系統的電氣柜，而電氣柜內的主要工作電器元件為調節電阻，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800伏，要求跨度大，控制精準度高，所以電氣元件工作時會產生大量的熱量，必須及時的散出去。當帶有濕氣的空氣遇見電氣元件產生的大量熱量時就會在電器元件表面凝結成了小水珠，從而導致電氣元件產生的熱量不能及時的散出，于是就在電器柜內部產生了一種悶熱潮濕的環境。由于電器元件的熱量不能及時的散出必然導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設備，存在惡劣的作業環境，空氣中懸浮著大量灰塵顆粒必然會經過電氣柜的矩形通道進入電氣柜的內部，在電氣柜內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行清理，造成電氣元件的熱量不能散出，從而導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，造成發動機以及輪邊電機的熱量不能及時散出，從而導致使用壽命降低，軸承，碳刷等零件的磨損程度加快。發動機主要由發動機定子，轉子和轉子連接的風扇組成。輪邊電機主要由定子，轉子，碳刷盒和碳刷組成。其中轉子風扇作用是將進出電氣柜的冷卻氣通過專用的連接氣道吹進發動機和輪邊電機，為發電機進行冷卻，將輪邊電機碳刷磨損的顆粒吹出電動輪礦車。發電機轉子風扇轉速怠速700r∕s，最高能夠達到1900r∕s，平均轉速1300r∕s，如果電器柜進入發電機的空氣溫度太高，就不能將發電機和輪邊電機產生的熱量散出。高溫氣體通過輪邊電機加速了碳刷和轉子銅頭的磨損速度，將碳刷的使用壽命平均縮短三分之一。

根據分析認為；如果進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，發電機以及輪邊電機產生很大的危害，發電機有效功率的下降，使用壽命的縮短，維修保養頻率的增加，輪邊電機碳刷的磨損加劇，造成設備使用率和完好率的下降。

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

3 電動輪電器系統冷卻氣的優化的改進方案

對進入電氣柜的冷卻氣進行濾清，過濾到空氣中的各種雜質，保證進入電氣柜內空氣的清潔度是消除各種故障的關鍵，因此決定制作電氣柜專用冷卻氣濾清裝置代替原來的進氣矩形氣道，該優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。其中過濾外殼上開有百葉窗，此百葉窗不僅保障了進入電氣柜的氣量，而且能夠在雨雪天氣有效隔離雨水進入到電氣柜氣道內部。固定架可以有效的將過濾石棉網固定到電器柜上面，過濾石棉網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入到電氣柜內部的冷卻氣的純度。

4 總結

該優化方案經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，其中發電機的有效效率大大提高，輪邊電機碳刷的更換周期得到了延長，發電機和輪邊電機產生的熱量也進行了有效的排出，為設備的有效運行提供了堅實的基礎，提高了設備的整體使用壽命，減少了故障率，為機械設備的長遠降本增效做出了一定的貢獻。

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