采矿车辆的制作方法
【专利摘要】一种采矿车辆，包括在交流电压下运行并具有特定的标称电压(UN)的电气部件、装置或机器(23,24)。电力被以特定电压水平(U1,U2)从交流电网(18)馈送至所述采矿车辆。所述采矿车辆还包括变压器(22)，该变压器(22)被布置用以将所述交流电网(18)的电压水平(U1,U2)转换成所述标称电压(UN)。当高于标称电压的电压被馈送至变压器(22)时，变压器(22)将该较高的电压降低至标称电压。当低于标称电压的电压被馈送至变压器(22)时，变压器(22)将该电压升高至标称电压。所述变压器(22)被布置用以在低于标称电压的电压被馈送至变压器(22)时和在高于标称电压的电压被馈送至变压器(22)时都对所述电气部件、装置或机器(23,24)进行馈电。
【专利说明】采矿车辆
【技术领域】
[0001]本发明涉及采矿车辆，该采矿车辆包括:以交流电压运行并具有特定的标称电压的至少一个电气部件、装置或机器；用于对该采矿车辆进行供电的连接电缆；用于该连接电缆的电缆卷筒；用于将该采矿车辆连接至交流电网的连接装置；以及被布置用以将交流电网的电压水平转换成标称电压的变压器。
[0002]此外，本发明涉及对采矿车辆进行供能的方法，该采矿车辆包括以交流电压运行并具有特定的标称电压的至少一个电气部件、装置或机器，由此，该方法包括:从具有特定电压水平的交流电网对该采矿车辆进行供电，该采矿车辆具有变压器，需要时，交流电网的电压水平能够通过该变压器转换成标称电压。
【背景技术】
[0003]岩钻机的运行装置通常是电动的。由此，在工作期间，至少在工作地点，岩钻机被连接至电网。尤其在隧道工作地点或其它承包工程的目标中，仅在岩钻机的生命周期中的短时间内使用该岩钻机，并且在一个工作地点使用了岩钻机之后，岩钻机被转移到另一工作地点。仅在各工作地点处的电网的电压水平相同时，从一个工作地点转移到另一工作地点才是可行的。如果在不同工作地点处的电网的电压水平不同，则应通过变压器来将电压水平转换成适合用于岩钻机的运行装置，但是，实践中，符合要求的变压器的大小以及由此操作困难性和随后的成本非常大，因此岩钻机仅用在对其进行供电的电网的电压水平适合用于其运行装置的工作地点。另外，可通过将电气部件，诸如保护开关、接触器、电缆和马达改变成适合于供电网的电压水平来将岩钻机转换到具有合适的电压水平。实践中，该替代方式的实施也非常困难。
[0004]公开W02011/080391揭露了一种岩钻机，其具有电动的运行装置，以及用于将岩钻机连接至电网的装置。该岩钻机包括具有两种不同的电压水平的电动的运行装置，其中一些运行装置直接由电网馈电，而一些通过变压器馈电。该岩钻机可以在连接至具有不同电压水平的至少两个电网的情形下运行。变压器不必具有非常大的大小，这是因为该岩钻机的仅一些运行装置需要通过该变压器来馈电。然而，必须在岩钻机中使用具有两种不同电压水平的电动的运行装置。
【发明内容】
[0005]本发明的目标是提供一种新颖的采矿车辆。
[0006]根据本发明的采矿车辆的特征在于，低于标称电压的电压和高于标称电压的电压可馈送至变压器，由此，当低于标称电压的电压被馈送至变压器时，变压器将该电压升高至标称电压，而当高于标称电压的电压被馈送至变压器时，变压器将该较高的电压降低至标称电压，且变压器被布置用以在低于标称电压的电压被馈送至变压器时以及在高于标称电压的电压被馈送至变压器时，都对电气部件、装置或机器进行馈电。
[0007]进一步地，根据本发明的解决方案特征在于，当低于标称电压的电压被馈送至变压器时，通过变压器将该电压升高至标称电压，以及当高于标称电压的电压被馈送至变压器时，通过变压器将该较高的电压降低至标称电压，且在低于标称电压的电压被馈送至变压器时以及在高于标称电压的电压被馈送至变压器时，都通过变压器对电气部件、装置或机器进行馈电。
[0008]所呈现的解决方案中，采矿车辆包括在交流电压下运行并具有特定的标称电压的电气部件、装置或机器。采矿车辆还包括对采矿车辆进行供电的供电电缆、用于供电电缆的电缆卷筒、将采矿车辆连接至交流电网的连接装置以及变压器，该变压器被布置用以将交流电网的电压水平转换到标称电压。可以根据矿场的电网的电压水平将低于该标称电压的电压和高于该标称电压的电压馈送至变压器。当低于标称电压的电压被馈送至变压器时，变压器将该电压升高至标称电压。当高于标称电压的电压被馈送至变压器时，变压器将该较高的电压降低至标称电压。该变压器被布置用以在低于标称电压的电压被馈送至变压器时和在高于标称电压的电压被馈送至变压器时，都对电气部件、装置或机器进行馈电。由此，采矿车辆的电气部件、装置或机器可具有特定的标称电压，且采矿车辆仍可连接至具有不同电压水平的电网。由此，采矿车辆可以容易地被从一个工作地点转移到另一工作地点，而不需考虑供电网络的电压水平；换言之，对于电网的不同的电压水平，不需要制造具有不同电气装置的采矿车辆。由此，在采矿车辆的制造中，相同的部件和解决方案可用于多种不同使用目的。此外，装置可以被构造成在制造阶段之后适合用于用户使用的电压，且用户也可根据他(她)们的意愿来改变电压连接。
[0009]采矿车辆包括下面采矿工作装置中的一种或多种:凿岩机、锚杆机、喷浆设备、缩放装置、注射装置、炮眼装药机、装载设备、测量设备、或用在小型装药挖掘中的凿钻、密封和炸药馈送设备。岩钻机可以是面钻设备，或用于产生钻孔的设备，该钻孔设备是钻扇形钻孔的长孔钻孔设备。采矿工作装置是用于操作未脱离岩石的致动器，且采矿工作装置根据给定的工作循环执行多个连续的操作。通常，在单个工作地点，通过采矿工作装置完成多个类似的操作。这些操作可以在挖掘计划中进行限定，挖掘计划诸如钻孔计划、装药计划或相对应的采矿计划。采矿工作装置通常被布置在吊杆上，在工作循环期间，该装置通过该吊杆移动。另一方面，采矿工作装置可以被布置在采矿车辆的相对应的支承件上或支承结构上，其可在装置的工作循环期间支承该装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]本发明的一些实施例将在附图中更详细地解释，附图中:
[0011]图1是岩钻机的侧视图，以及
[0012]图2和3是岩钻机的电源布置的示意图。
[0013]图中，为了清楚起见，本发明的一些实施例被简化示出。图中，相同的附图标记标示相同的部件。
【具体实施方式】
[0014]图1示出岩钻机，其是采矿车辆I的一个示例。岩钻机设有一个或更多个采矿工作装置2。岩钻机包括可通过驱动设备4移动的载架3。驱动设备4包括一个或更多个驱动马达5以及用于将驱动力传递到一个或更多个轮子7的传动装置6。驱动传动装置可包括机械齿轮系统和机械传动件，或者，替代性地是，驱动传动装置可以是液压或电气的。可在载架3上布置一个或更多个吊杆8，吊杆可装备有采矿工作装置2。图1所示的实施例中，第一吊杆8a是钻臂，在钻臂的最外端有岩钻单元9，岩钻单元9包含进给梁10，岩钻机11可通过进给装置12沿进给梁10移动。岩钻机11可以包括:用于在钻具上产生冲击脉冲的撞击装置13，以及用于使得钻具14绕其纵向轴线旋转的旋转装置15。在岩钻机中可存在多个这种钻臂8a。示例性示出的第二吊杆Sb包括锚杆装置16，岩石锚杆可以通过锚杆装置16而被布置在预先钻好的钻孔中，以支撑已挖掘的岩洞。图1的实施例中，第三吊杆8c装备有用于测量钻出孔的测量装置17。其它替代的采矿工作装置2包括用于将密封材料馈送入岩石中的注射装置、用于小型装药挖掘中的装置，以及用于馈送炸药的炮眼装药机。
[0015]图1还示出电网18，电网18可以是固定构造的，或者其可以由可改变的网络构成。电网18通常是三相交流电电网。当采矿车辆在工作地点时，其采矿工作装置、液压系统以及任何所需要的辅助系统主要通过从外部电网获得的电能来驱动。岩钻机可以通过一个或更多个连接电缆19连接至电网18。连接电缆19被布置在卷筒20上并可装备有合适的连接器21，连接器21可以被连接至电网18的供电端子。岩钻机I还设有变压器22，由电网18供应的电力通过变压器22传导到岩钻机1，以用于各种运行装置。结合图2和3更详细描述变压器22的结构和连接。[0016]变压器22由此被连接至矿场的电网18。图2的情形中，矿场的电网的电压可以例如为1000伏。岩钻机的电气部件、装置或机器的标称电压Un则可以例如是690伏。即，变压器22将电网的电压U1, 即，1000伏，降低到标称电压Un,即降低到 690伏。
[0017]标称电压Un由此被从变压器22馈送到采矿车辆的电气部件、装置或机器。图2和
3中，这些的示例为主配电板23和三相电机24。电机24例如可以代表岩钻机的供电单元。采矿车辆的其它相对应的部件、装置或机器例如可以是压缩机的电机、水泵、辅助功能的插座、控制变压器、驱动设备、泵和其它辅助装置以及其它相对应的电动装置。
[0018]图3的情形中，标称电压Un也可与图2所示的情形相同，即例如690伏。相对照的是，图3的情形中，电网的电压U2可以例如是525伏。因此，变压器22将电压U2，例如525伏，升高至标称电压Un，即例如升高至690伏。图3的情形中，虽然图3中，采矿车辆在具有与图2不同的电压的矿场的交流电网中运行，但是与图2情形相同的标称电压Un因此通过变压器22被馈送至电气部件、装置或机器。图2和3因此示出相同的采矿车辆，而仅以不同的方式实施变压器22的输入和输出连接。
[0019]因此，当高于标称电压Un的电压被馈送至变压器时，变压器将该较高的电压降低至标称电压UN。此外，当低于标称电压Un的电压被馈送至变压器时，变压器将该电压提高至标称电压UN。因此，采矿车辆的所有电气部件、装置或机器可具有相同的标称电压UN。当矿场的电网的电压与标称电压队相一致时，可绕开(bypass)变压器，即电气部件、装置或机器由矿场的电网直接馈电。此外，在星形连接下，给定部件(诸如三相交流电机)具有给定的标称电压，而且，相应地，在三角形连接下，电机可被供以如下电压，该电压是所谓的电压除以数字V 3。因此，这种情形中，过程可以是:当在星形连接下标称电压仏是690伏而电网的电压是690伏时，变压器22被绕开，且电机由电网直接馈电并以星形连接来连接。当电网的电压是1000伏时，通过变压器22将电压降低至690伏，而且电机以星形连接运行。当电网的电压是525伏时，通过变压器22将电压升高至690伏，而且电机以星形连接运行。相对照的是，如果电网的电压是400伏，变压器22被绕开，且一个或多个电机以三角形连接来连接。由此，对于在具有多种不同电压水平的电网中运行采矿车辆，可以实现简单且总体上经济的解决方案。
[0020]显而易见地，这里示出的电压水平仅仅是示例，而如果需要的话，该解决方案可以适用于所需要的电压水平。另外，供电网络的电压例如通常可以在数十种电压间变化，而不需要改变电气装置的构造或连接。
[0021]通常，例如，电机可以在相同功率下运行，而与频率无关，换言之，频率可以例如是50赫兹或60赫兹。在不同的频率下，电机显然以不同速度旋转，但电机输出的动力与频率无关。关于变压器的尺寸，通常与频率无关，因为变压器的尺寸被设置成例如在47至63赫兹频率范围内运行。图2和3的实施例中，变压器22具有三个分接点或抽头，即al至a3、bl至b3以及Cl至c3。变压器22也可实施成具有两个分接点或者四个或更多个分接点。
[0022]如果需要的话，当使用具有三个分接点的变压器时，例如，电气部件、装置或机器可以总是通过使用最中间的分接点，即bl至b3，来馈电。如果矿场的电网的电压高于标称电压，则其连接至分接点al至a3。相反，如果矿场的电网的电压低于标称电压，则其连接至分接点Cl至c3。然而，分接点al至a3到cl至c3的变压比变得非常高；例如，在所列举的电压525、690以及1000伏下，变压比是1.90。
[0023]相对照的是，图2和3的解决方案中，标称电压从其馈送至采矿车辆的电气部件、装置或机器的分接点改变了。因此，当电网的电压U1例如是1000伏时，电网被连接到分接点al至a3，且从分接点Cl至c3输出标称电压UN。如果电网的电压例如为525伏，该电压被馈送至分接点Cl至c3，且从分接点bl至b3输出标称电压UN。因此，变压器的变压比，即分接点al至a3与分接点Cl至c3的比率为约1.45。实践中，变压器的绕组线的大小根据所使用的最低电压来设置，在该最低电压下，最高电流在该绕组线中经过。在实践中，这有助于使得变压器的大小不会变得与上述变压比之间的差异一样小得多。改变标称电压从其馈送至采矿车辆的电气部件、装置或机器的分接点允许变压器比上面的变压器做得显著更小。由此，该解决方案中，在电压升高和电压降低时在变压器22中都使用相同的绕组区域。
[0024]优选地，变压器22是单绕组变压器。单绕组变压器也可称为自动变压器或自动降压型变压器。单绕组变压器不降低短路电流，在采矿工作地点，短路电流通常是非常弱的。另外，单绕组变压器的标准功率低于具有相一致标称功率的双绕组变压器的标准功率。一些情形中，本申请公开的特征可单独使用，而与其它特征无关。另一方面，当需要时，本申请公开的特征可以组合以提供各种组合。
[0025]附图和相关的描述仅旨在说明本发明的理念。本发明的细节可在权利要求书的范围内变化。
[0026]对于变压器22，可以布置一个或更多个冷却风扇。冷却风扇使得变压器22被冷却，由此，变压器在物理尺寸上可做得比没有通过吹风来进行冷却的变压器小。此外，可以根据变压器的负载来控制风扇的抽吸和吹风速度。另外，对于变压器22，可以布置温度测量装置，可通过温度测量装置来保护变压器。基于该温度测量装置，如果存在变压器变得过载的风险，则可控制由采矿车辆输出的运行功率。例如，在岩钻机情形中，如果需要，可以降低钻机输出的凿钻功率。
【权利要求】
1.一种采矿车辆，包括:至少一个电气部件、装置或机器(23，24)，所述电气部件、装置或机器以交流电压运行并具有特定的标称电压(Un);连接电缆(19)，所述连接电缆用于对所述采矿车辆进行供电；电缆卷筒(20)，所 述电缆卷筒用于所述连接电缆(19);连接装置，所述连接装置用于将所述采矿车辆连接至交流电网；以及变压器，所述变压器被布置用以将所述交流电网的电压水平(UpU2)转换成所述标称电压(Un)，其特征在于，低于所述标称电压(Un)的电压(U2)和高于所述标称电压(Un)的电压(U1)能够馈送至所述变压器(22)，由此，当低于所述标称电压(Un)的电压(U2)被馈送至所述变压器(22)时，所述变压器将所述电压升高至所述标称电压(Un)，而当高于所述标称电压(Un)的电压(U1)被馈送至所述变压器时，所述变压器将该较高的电压(U1)降低至所述标称电压(Un)，且所述变压器(22)被布置用以在低于所述标称电压(Un)的电压(U2)被馈送至所述变压器(22)时以及在高于所述标称电压(Un)的电压(U1)被馈送至所述变压器(22)时都对所述电气部件、装置或机器(23，24)进行馈电。
2.根据权利要求1所述的采矿车辆，其特征在于:所述采矿车辆(1)包括至少两个电机(24)，使得所述采矿车辆(1)的所有电机(24)都具有相同的标称电压(Un)。
3.根据权利要求1或2所述的采矿车辆，其特征在于:所述变压器(22)是单绕组变压器。
4.根据权利要求3所述的采矿车辆，其特征在于:所述变压器(22)的分接点(a1至a3，b1至b3，c1至c3)形成为使得:当电压被升高时和当电压被降低时，所述变压器(22)都使得相同的绕组区域，换言之，所述标称电压(Un)的分接点能够根据电压是升高或降低而改变。
5.一种根据前述权利要求中的任一项所述的采矿车辆，其特征在于，所述采矿车辆是岩钻机。
6.一种对采矿车辆进行供能的方法，所述采矿车辆包括至少一个电气部件、装置或机器(23，24)，所述电气部件、装置或机器以交流电压运行并具有特定的标称电压(Un)，其中，所述方法包括:从具有特定电压水平(UpU2)的交流电网对所述采矿车辆进行供电，所述采矿车辆具有变压器(22)，需要时，所述交流电网的电压水平(U1, U2)通过所述变压器(22)转换成所述标称电压(Un)，其特征在于，当低于所述标称电压(Un)的电压(U2)被馈送至所述变压器(22)时，通过所述变压器(22)将所述电压升高至所述标称电压(Un)，以及当高于所述标称电压(Un)的电压(U1)被馈送至所述变压(22)时，通过所述变压器(22)将该较高的电压(U1)降低至所述标称电压(Un)，且在低于所述标称电压(Un)的电压(U2)被馈送至所述变压器(22)时以及在高于所述标称电压(Un)的电压(U1)被馈送至所述变压器(22)时，都通过所述变压器(22)对所述电气部件、装置或机器(23，24)进行馈电。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于:当所述交流电网的电压水平与所述标称电压(Un) —致时，绕开电源中的所述变压器(22)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于:在所述采矿车辆中使用至少一个三相交流电机(24)，在星形连接下，所述交流电机(24)具有所述标称电压(UN)，并且当所述交流电网的电压水平是所述标称电压(Un)除以数字V 3且同时在三角形连接下连接所述电机(24)时，也绕开电源中的所述变压器(22)。
9.根据权利要求6至8中的任一项所述的方法，其特征在于:所述采矿车辆(1)使用至少两个电机(24)，使得所述采矿车辆(1)的所有电机都具有相同的标称电压(Un)。
10.根据权利要求6至9中的任一项所述的方法，其特征在于:使用单绕组变压器作为所述变压器(22)。
11.根据权利要求6至10中的任一项所述的方法，其特征在于:根据电压是升高或降低来改变所述标称电压(Un)的分接点。
12.根据权利要求6至11中的任一项所述的方法，其特征在于:所述采矿车辆(1)是岩钻机。
【文档编号】E21F13/00GK103906884SQ201280053660
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年10月31日 优先权日:2011年11月1日
【发明者】尤卡·奥萨拉, 萨穆利·科希亚 申请人:山特维克矿山工程机械有限公司