矿用车辆及其能量供应方法技术

本发明专利技术涉及矿用车辆及其能量供应方法。矿用车辆(1)具有整流器(27)、DC中间电路(28)、以及逆变器(29a,29b,29c)，通过该逆变器来向交流电马达(30a,30b,30c)供电。至少一个辅助能源(26a,26b)连接到该DC中间电路(28)。DC/DC转换器(33a,33b)被连接在DC中间电路(28)和辅助能源(26a,26b)之间，用于使辅助能源(26a,26b)的电压电平适于DC中间电路(28)、以及用于连接该辅助能源(26a,26b)从而向该DC中间电路(28)供应能量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种矿用车辆，该矿用车辆包括车架；用于移动该车架的驱动设备；至少一个矿用工作装置，其为下列之一钻岩机器、锚杆安装机、喷射混凝土装置、剥落装置、灌注装置、炮眼装药器、测量装置；交流电马达；连接装置，其用于从矿场的电网向其供电；DC中间电路，其使用整流器从矿场的电网向DC中间电路供应电力；逆变器，其用于向交流电马达供应DC中间电路的电能；以及辅助能源，其连接到DC中间电路。本专利技术进一步涉及一种用于矿用车辆的能量供应的方法，该矿用车辆包括车架；用于移动该车架的驱动设备；至少一个矿用工作装置，其为下列之一钻岩机器、锚杆安装机、喷射混凝土装置、剥落装置、灌注装置、炮眼装药器、测量装置；以及至少一个交流电马达，通过整流器、DC中间电路和逆变器来从矿场的电网向所述至少一个交流电马达供电。
技术介绍
在矿场中，钻岩机和其它矿用车辆被用来在预先计划的工作地点根据矿用工作装置的工作循环来执行操作。在执行根据工作循环的诸如钻孔凿钻的必要的任务之后，将矿用车辆移到下一个工作地点并且开始新的工作循环。具体地，在地下矿场中，一般使用如下的矿用车辆，在其中，根据工作循环用于操作的驱动能量是从矿场的电网获得的电力。相比之下，工作地点之间的转移驱动借助于使用内燃机，通常是柴油发动机所获得的驱动能量来执行，其中电缆等则不限制转移驱动。然而，来自内燃机的排气和噪音在矿场中引起问题。此外，内燃机在车辆的车架上需要大量空间，并且需要定期维护。由于内燃机具有热表面并且在车辆和矿场中需要储存和处理可燃性燃料，所以内燃机对矿场的消防安全也具有不利影响。延伸地连接到矿场的电网的矿用车辆也可在矿场中使用。另外，矿用车辆具有电动马达，并且通常使用具有恒定转速的电动马达。另外，工作阶段所需的功率可以采用液压组件进行调整，并且电动马达获得电流和负载功率，所述电流和负载功率由来自矿场的电网的工作阶段的能量消耗量限定。此外，矿用车辆的移动通常受到电网或至少受到与其连接并且在矿用车辆中或在固定的电网处盘绕的线缆的限制。例如，公开US 7053568提出了一种电池驱动式矿用车辆。具体地，该公开描述了电池和交流电马达作为驱动传输组件的使用和定位。与完全取决于电池的这样的矿用车辆相关问题是，因运输电池所引起的额外重量。此外，电池的容量非常有限，并且矿用车辆的电池需要相对经常地充电。公开US 5293947提出了一种矿用车辆，该矿用车辆从架空母线系统接收其电力 供应。矿用车辆还具有开关，该开关用于选择由矿用车辆所使用的能量是从电网还是从诸如电池或柴油机的矿用车辆中的辅助能源获取。当从辅助能源获取能量时，矿用车辆能够短距离移动，而无需将矿用车辆连接到架空电网上
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型矿用车辆以及一种用于其能量供应的方法。本专利技术的矿用车辆的特征在于，该矿用车辆具有DC/DC转换器，该DC/DC转换器位于辅助能源和DC中间电路之间，用于使辅助能源的电压电平适于DC中间电路、以及用于连接辅助能源以便向DC中间电路供应能量，由此，可将不同特性的辅助能源连接到该矿用车辆。此外，本专利技术的方法的特征在于，具有DC/DC转换器，使得辅助能源的电压电平适于DC中间电路，并且使得辅助能源适应于向DC中间电路供应能量，由此，可将不同特性的辅助能源连接到矿用车辆。矿用车辆主要从矿场的电网获得其能量供应。矿用车辆进一步具有整流器、DC中间电路、以及逆变器，其意指矿用车辆具有交流电马达。此外，至少一个辅助能源连接到DC中间电路。DC/DC转换器连接在DC中间电路和辅助能源之间，以便适于DC中间电路和辅助能源的电压电平以及充电/放电电流。这就意味着，不同的辅助能源可被布置到装置的 DC中间电路。辅助能源的功率或充电容量可以变化，或它们可以在化学上不同或其充电电压可以相互不同，或可以使用新的和旧的辅助能源。尽管辅助能源中存在差异，但是借助于DC/DC转换器，将它们布置到DC中间电路仍然变得容易且简单。此外，如果需要，借助于DC/DC转换器，可以使用并联的几个辅助能源。矿用车辆包括下列矿用装置中的一个或多个钻岩机器、锚杆安装机、喷射混凝土装置、剥落装置、灌注装置、炮眼装药器、测量装置，或在小装药量挖掘中使用的凿钻、密封和发射药进给设备。钻岩机器可以是面凿钻装置或在生产孔凿钻中使用的装置，即以扇形方式凿钻钻孔的深孔凿钻装置。矿用工作装置是致动器，该致动器在处理未分离的岩石中使用，并且根据给定的工作循环执行几项连续的操作。通常地，在一个工作地点可使用矿用工作装置进行几项类似操作。这些操作可在挖掘计划中限定，所述挖掘计划诸如凿钻计划、装药计划、或者相应的开采计划。矿用工作装置通常布置到悬臂，利用该悬臂在工作循环期间移动该装置。另一方面，矿用工作装置可布置到矿用车辆中相应的支撑件或支撑结构，所述支撑件或支撑结构在矿用车辆工作循环期间支撑该装置。一个实施例的理念是，连接辅助能源，以当矿用车辆的能量需求超过一定的限度时，可通过DC中间电路对矿用车辆的电动马达供应能量。同时,也可将能量从矿场的电网供应给矿用车辆，这就意味着，辅助能源用作附加能量供应者。通过直接电流电路，即DC中间电路，矿场的电网是矿用车辆的主要能源。交流电马达节能，并且它们的适应性好。此外，借助于整流器、DC中间电路和逆变器，该系统几乎仅采用有效输出功率来给电网加载，与这种布置不存在的情况相比，减少了供应电网的负载。通过逆变器连接到DC中间电路的三相马达对供应网络的相位序列不敏感，因而无需单独的相位序列控制或其改变。此外，能够消除供应电网的频率或其变化对矿用车辆的影响。当采用本解决方案时，还能够减轻因矿场的电网的过电压或欠电压所引起的矿用车辆的电力系统问题。通过连接到中间电路的辅助能源，能够使来自矿用车辆的马达的功率平稳化。因此，在提出的解决方案中，辅助能源使由矿用车辆对电网引起的负载变化变得平稳。以这种方式，在峰值负载情况下，从电网获取的电流能够保持低于以前，因而矿用车辆的有效负载减少。另外，不必针对矿用车辆的峰值功率来对矿用车辆的供电线缆限定规格。在任何情况下，矿场的电网的峰值功率和空载功率的规模会因此而减少。一个实施例的理念是，使得可控整流器适于将至少两个不同电网的电压电平转换成与DC中间电路中的相同。另外，可以在至少两个不同电压的电网中，在矿用车辆内使用类似的交流电马达，而无需在矿用车辆中的分离的机电逆变器，以用以将电网的电压转换成适合于矿用车辆。附图说明在下列附图中，将更详细地描述本专利技术的一些实施例，其中图I是矿用车辆在此情况下为钻岩机的示意侧视图，以及图2是矿用车辆的能量供应布置的图示。在附图中，为了清晰起见，本专利技术的一些实施例简化地示出。在附图中，采用相同的参考标记来标注类似的零件。 具体实施例方式图I示出钻岩机，该钻岩机是装备有一个或多个矿用工作装置2的矿用车辆I的一个实例。钻岩机包括车架3，该车架可借助于驱动设备4移动。驱动设备4包括一个或多个驱动马达5，以及一个或多个功率传输装置6，所述一个或多个功率传输装置用于将驱动功率输送至一个或多个车轮7。驱动功率传输装置可包括机械齿轮系统和机械功率传输构件，或可替代地，驱动功率传输装置可以是液压的或电动的。在车架3上可布置有一个或多个悬臂8，并且悬臂可装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.28 FI 20096403;2010.05.25 FI 201055801.一种矿用车辆，具有 车架(3)； 驱动设备(4)，所述驱动设备用于移动所述车架(3)； 至少一个矿用工作装置(2)，所述至少一个矿用工作装置(2)是下列之一钻岩机器、锚杆安装机、喷射混凝土装置、剥落装置、灌注装置、炮眼装药器、测量装置； 交流电马达(30a, 30b, 30c)； 连接装置，用于从矿场的电网(20)向其供电； DC中间电路(28)，使用整流器(27)从所述矿场的所述电网(20)向所述DC中间电路供应电力； 逆变器(29a，29b, 29c)，所述逆变器用于对交流电马达(30a，30b, 30c)供应所述DC中间电路(28)的电能；以及 辅助能源(26a，26b)，所述辅助能源连接到所述DC中间电路(28)， 所述矿用车辆的特征在于，所述矿用车辆具有DC/DC转换器(33a，33b)，所述DC/DC转换器在所述辅助能源(26a，26b)和DC中间电路(28)之间，用于使所述辅助能源(26a，26b)的电压电平适于所述DC中间电路(28)、以及用于连接辅助能源(26a，26b)以便向所述DC中间电路(28)供应能量，由此，具有不同特性的辅助能源(26a，26b)可连接到所述矿用车辆。2.如权利要求I中所述的矿用车辆，其特征在于，所述的矿用车辆具有至少并联的两个 DC/DC 转换器(33a, 33b)。3.如权利要求I或2中所述的矿用车辆，其特征在于，所述的矿用车辆具有至少两个辅助能源(26a，26b)，所述两个辅助能源并联到所述DC中间电路(28)。4.如前述权利要求中任一项所述的矿用车辆，其特征在于，当所述矿用车辆(I)的能量需求超过一定的限度时，连接所述辅助能源(26a，26b)以便通过所述DC中间电路(28)向所述矿用车辆(I)的所述交流电马达(30a，30b，30c)供应能量，而所述矿用车辆(I)同时还从所述矿场的所述电网(20)接收能量。5.如权利要求I或2中所述的矿用车辆，其特征在于，所述辅助能源(26a，26b)是电池。6.如前述权利要求中任一项所述的矿用车辆，其特征在于，使得所述矿用车辆(I)的所述整流器(27)适于将所述矿场的至少两个不同电压的电网(20)的供应电压转换成与所述DC中间电路(28)中的相同。7.如前述权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：米科·科沃，尤卡·奥萨拉，尤哈·皮波宁，
申请(专利权)人：山特维克矿山工程机械有限公司，
类型：发明
国别省市：