WK系列大型矿用挖掘机中的主从控制
WK-10B型挖掘机推压系统故障及工作原理讲解
发电机电压接近恒压输出,使电动机在额定转速 下迅速发出较大的转矩,以满足负载的要求.电
动机以最大允许的输山功率进行挖掘.当外界负
载超过电动机过载能力时,电流截止环节起作用,
电流负反馈信号通过磁性触发器使发电机电压
迅速降低,电动机以低速大转距进行挖掘,直至
不能负捆负载力矩的要求,此时,电动机将堵转.
WK-10B 型挖掘机特性的实现 为适应挖掘机的作业特点,WK-10B 的推压系 统采用了电压连续负反馈,以保证当负载超过截 止点后能自动限制电枢电流,从而获得理想丰满 度的机械特性. 推压系统通过电位器 2W21、电阻 2R21、 2R22
上了大学，她不会再那样了，不会那样为了一个人可以让自己就
所组成的支路,取得与 2 台串联电动机电枢两靖 电压成正比的电压信号,通过磁性触发器的电压
负反馈绕组反馈到信号综合端:在电位器 2W33 上
取得与电枢电流成正比的电流信号,通过磁性触
发器的电流截止负反馈绕组(即在整流桥中串入
稳压管 2WG35),也反馈到信号综合端,构成电压
WK-10B 型挖掘机推压系统故障及原理讲解 --------------WK-10B 型挖掘机推压系统故障分析 WK-10B 型挖掘机的电气控制是具有典型挖 土特性的 F-D 控制系统.在挖掘机的提升、推压、
回转和行走 4 大部分中,推压系统运转的好坏直 接反映挖掘机特性的优良.黑岱沟露天矿的
WK-10B 型挖掘机在作业时常出现以下现象:
连续负反馈和电流截止负反馈环节.
WK-10B 型挖掘机推压系统修复调试 通过以上对推压系统电气原理的分析,考虑 应该是电流反馈丢失或失效原因导致推压发电 机换向火花大并且挖掘无力的现象. 停机检查推压系统电流反馈回路,更换电流 反馈截止稳压管.对推压系统进行电气滑试,以
WK-35挖掘机说明书(机械部分)
一、设备用途WK-35挖掘机是我公司新近开发的大型矿用机械正铲式挖掘机。
在露天矿山单斗—汽车开采工艺系统中，它可与载重量为172t～263t的矿用自卸汽车相配套，适用于年产量1500万吨以上的大型露天煤矿、铁矿及有色金属矿山的剥离和物料采装作业。
为了适应国内外露天矿山采装设备大型化发展的趋势，我公司在现有矿用挖掘机系列产品的基础上，总结几十年设计、生产大型矿用挖掘机所积累的成功经验和失败的教训，结合消化、吸收国内外先进的设计和制造技术，采用国际先进的技术手段、技术方法、技术标准、工艺和材料处理方法以及最新发展的、已经被实践证明为成熟的交流变频和PLC控制技术，适时开发出了采用交流变频电机驱动的齿轮-齿条推压式大型矿用挖掘机。
该机从整体上提高了产品的技术水平和可靠性，为国内外广大露天矿山用户提供了综合性价比更高的产品。
二、设备简介WK-35挖掘机推压机构采用齿轮-齿条推压方式，铲斗采用焊接结构，斗体采用高强度钢板与高锰钢铸造斗唇焊接而成。
斗杆采用双梁、变截面和变板厚组合式高强度斗杆，推压齿条采用高锰钢铸造齿条。
起重臂采用单梁箱形焊接结构，根脚与回转平台采用大跨距销轴联接。
推压机构采用硬齿面圆柱齿轮传动，并配有力矩限制装置。
双脚支架前压杆和后拉杆采用板梁焊接结构。
绷绳装置采用四根等长的死绷绳结构。
回转平台采用箱形焊接结构。
提升机构采用硬齿面圆柱齿轮传动装置，提升钢丝绳采用单卷筒双钢丝绳缠绕方式。
回转机构采用立式硬齿面圆柱齿轮传动加一级行星齿轮传动装置，回转立轴采用简支梁支承结构。
辊盘的辊子采用圆锥形结构。
底架和履带架采用焊接结构。
履带行走装置采用多支点支承型式，驱动方式采用左、右履带单独驱动。
行走减速机采用硬齿面圆柱齿轮传动加二级行星齿轮传动，其第一级行星传动可与回转一级行星齿轮传动完全互换。
驱动轮、张紧轮、支重轮等采用合金钢或高锰钢铸件或锻件，履带板采用高锰钢铸件。
主要承载焊接结构件：如铲斗、斗杆、起重臂、双脚支架、回转平台、底架和履带架等均采用焊接性能好，低温冲击韧性高的低合金高强度调质或正火钢板和耐磨钢板。
WK55挖掘机的运行与维护机电一体化技术毕业论文
准能公司WK-55挖掘机的运行与维护摘要： WK-55挖掘机是重工新近开发的大型矿用机械正铲式挖掘机。
它可与载重量为220t～363t的矿用自卸汽车相配套，适用于年产量2000万吨以上的大型露天矿山的岩石剥离和物料采装作业。
WK-55型大型矿用挖掘机的机械部分包括：铲斗、斗杆、起重臂与推压机构、开斗机构、提升机构、回转机构、回转平台、中央枢轴、辊盘、底架、行走机构、履带装置、压气操纵系统、润滑系统与润滑室、机棚与其通风除尘装置、司机室与其空调、梯子、栏杆、走台、配重、活地板、附件等主要部分。
关键词：挖掘机；露天煤矿；起重臂；回转机构；润滑系统。
前言1、本文叙述了设计WK-55型挖掘机主机与主要配套件的技术参数、结构原理和维护方法，容比较详尽，可作为WK-55型挖掘机的使用、维护、修理和安装调试的指导文件，也可作为WK-55型挖掘机操作与维修人员技术培训时的参考。
2、本文根据在原WK-55型挖掘机基础上并作了进一步改进的WK-55型挖掘机设计图纸与文件编写而成。
编写中还参考了各主要配套件的相应技术文件。
3、本文可与太重编制的《WK-55型挖掘机机械维修手册》配合使用，作为用户编制WK-55型挖掘机配件计划的依据。
4、由于产品的不断改进，因此挖掘机的实际状况与本文所述有所差异。
目录前言 (4)一、设备总体说明 (6)二、铲斗 (11)三、起重臂与推压机构 (20)四、开斗机构 (38)五、回转机构 (41)六、润滑系统 (57)七、附录设备的主要技术参数和性能参数 (61)八、参考文献 (64)致词 (65)一、设备总体说明WK-55型矿用机械正铲式挖掘机依靠提升、推压、回转、行走和开斗五大传动机构协同作业，完成了挖掘机对挖掘对象的切入（推压）、装满铲斗（提升）、转移（回转）、卸载（开斗）和纵深挖掘（行走）等工作。
该机具有铲斗容量大、工作围大、生产效率高、主要结构件和易损件寿命长、易于维护保养、故障率低等特点。
WK系列使用说明书
安 全该机电设备是在工业强电流的条件下使用的。
在操作中，该设备上有些裸露零件带电，同时有些零件能够运动或转动，都是很危险的。
因此，未经许可拆下所需的罩盖，不合理的使用，不正确的操作或不合适的维护，均会造成严重的人身伤害或损坏设备性能。
为了设备的安全，必须保证：——仅允许有资格的人员对这些机械和设备进行作业。
——无论何时，在上述有资格的人员对该机械和设备进行作业时，他们都应备有这些机械和设备的操作说明书或其它产品文件，以便按说明书的要求执行。
——严禁没有资格的人员对该机械和设备进行作业或在其附近进行作业。
目 录一、概述 （1）二、主要技术参数 （1）三、操作 （1）四、调整 （2）五、注意事项 （3）WK接线图 （5）一、概述整体控制式阀门电动装置（以下简称WK）是在DZW开关型电动装置的基础上，增加了电气控制部分，即WK型功率控制部分，将机械传动与电气控制合为一体，具有现场操作和远方操作控制等功能，现场调试极为方便，适用于对开环控制系统中各类阀门进行开关操作和控制。
电控部分由薄膜按键面板、功能板和交流接触器等组成，电控部分通过插件及紧固螺栓和电动装置连接，可方便拆卸或更换；也可实现分体控制。
二、主要技术参数电源：AC380V 50Hz 三相三线制阀位信号：输出4～20mA（或0～20mA）防护等级：IP55环境温度：-20℃～+60℃输出功率：0.030～15kW三、操作WK可分别在“远方”或“就地”状态下操作，当每次接通电源后均处于“远方”状态，如果需要进行“就地”操作时，按一下“就地”按键，将“远方”状态切换至“就地”状态，此时，“远方”状态指示的绿色发光管熄灭，“就地”状态指示的红色发光管亮，远方操作的“开、关、停”按键不起作用，只能在就地操作面板上操作“开、关、停”按键。
在开启阀门过程中，红灯闪，绿灯亮；在关闭阀门过程中，绿灯闪，红灯亮；阀门处于“全开”位置，红灯亮，绿灯灭；阀门处于“全关”位置，绿灯亮，红灯灭。
WK-35矿用变频挖掘机电气系统
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用了大量 国内外先进 的设计 、 工艺 、 制造和西 门子 交流变频调速系统 ，其中 Ａ Ｅ乃是 目前世界上领 Ｆ 先 的控 制技 术 。
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源环 ， 一个 接地环 。
Ｉ Ｆ 整流Ｉ＃Ｆ 整涮Ｉ 提升Ｉ 提升Ｉ ＃ Ｅ Ａ Ｉ ＡＥ ２ ｌ ＃ Ｉ ２ ＃ Ｉ 推压 』 转 Ｉ ＣＥ 回 ［ ＋ Ｐ Ｌ
回馈单元 Ｉ回馈单元 逆变器０ １ 逆变器Ｉ Ｉ 逆变器Ｉ Ｉ 逆变剁Ｉ＂ ０ ２ １０
图 ６ － ５矿用变频挖掘机调速 系统通讯框图 ＷＫ ３
图 １ＷＫ ３ ． － ５型挖掘机与矿用大汽车配套示意图
１ ＷＫ ３ ． 一 ５型 矿 用 变 频 挖 掘 机 电 气传 动 系统 示 意 图见 图 ２ 其 电气 系统 主要 设备 、 频 电机 、 ． 变 变
频器 技 术参数 均见 图 ２所 示。
性， 更好地满足矿山高效装载 、 降低单位生产成本 的要 求 。 在工作装 置 、 中部平 台、 下部 等承载结 构部
关键词 ： 挖掘机
ＷＫ ３ 一 ５型 矿 用 机 械 正 铲 式 挖 掘 机 是 我 公 司 最 新 研 制 的 大 型 露 天 矿 的 采 装 设 备 ， 它 与
１２ ２４ 矿用大汽车配套使用 ，可以满足三千万 ７ —５ ｔ 吨级大型露天煤矿 、铁矿及有色金属矿山的剥离 和 采装 作业 。同时 也 为新 建矿 山建设 提 供 了一种
２ ．高压开关柜： ＿ ３ 高压电缆进线到负荷开关 ， 输出
二路 ， 路通 过熔 断器 到辅 助 变 压器 、 一路 通过 一 另 真 空断路 器到 主变压 器 。 ５２ Ｐ Ｃ可编 程逻 辑控制 器 ．． Ｌ Ｐ Ｃ是 系 统实 现 自动 控制 的核 心 ，本 系 统选 Ｌ
WK-10B电铲直流控制回路的特点
WK-10B电铲直流控制回路的特点WK-10B型挖掘机是比较大型的露天采掘设备,它可用于各种露天矿的开采以及建筑、水电等土石方工程。
为了减小输电线路上的损失和改善高压主电机供电的直流电动机来拖动的。
而各发电机的原理机是750KW的6KW的交流异步电动机。
1、电动机的励磁电路据直流电动机的工作特性知,为了防止“飞车”和负载过大烧毁电动机的事故,直流电动机工作之前必须采优先励磁的供电方式。
为此,WK-10B电铲的各直流电动机的励磁电路除行走电动机之外,都是直接接到直流电源的两端。
只要是直流电压表有指示,则提升、推压、回转电动机都已加上了励磁。
为了提高电铲的工作效率,必须加快电铲的非生产时间,为此提升电动机在下放铲斗时,采用了弱磁升速法,以加快铲斗的下放速度。
这样在提升电动机的励磁电路中加入了弱磁和强磁的控制环节。
LZCI合时,串接于励磁回路程中的电阻头小,使励磁电流加大,此时为满磁状态。
LZCI释放时,励磁电阻加大,电流减小,此时为弱磁状态。
而LZC1、LZC2同时吸合时,励磁电阻进一步减小,电流更大,此时为强磁状态。
电铲在挖掘作业时,行走作业必须停止。
这时行走电动机是没有励磁的。
只有行走作业时,4ZC1吸合,这时行走电动机才有励磁。
在电铲爬坡时,为加大行走电动机的转矩,用5HK转换开关来短接4DR1电阻,使行走电动机励磁电流加大,强磁加大了行走电机的转矩。
为节省一个滑环,行走电动机的励磁绕级与行走左右转变的电磁阀共用一个滑环。
所以它不直接接-X2,而是接-X22。
2、开斗电动机电路开斗电动机通过ZK51供电。
在挖掘作业时,5DR2、5DR3全部接入开斗电动机的电枢电路,由于电枢电流较小(约6A左右),故仅产生很小的电磁转矩,它只能随铲杆的伸缩拉紧开斗的钢丝绳。
需要开斗时,司机按压开头按钮1LK-2,使5ZC接触哭有电接通,短接了电阻5DR2,使开斗电动机电枢电流加大(约50A左右),产生足够在转矩,把斗底拉开。
太重WK-20挖掘机简介资料
图(1).红线为直流传动系统中 的电动机控制特性曲线， 黑线为变频调速电动机控制特 性曲线。
太原重工股份有限公司
3、推压驱动线路
315KW推 压 电 动 机由
500KW逆变器驱动，根据
推压机构负载特点，在 90%的额定速度范围内均 可提供最大的推压力，电
图(2).红线为直流电动机 动 机 控 制 特 性 曲 线 如 图 控制特性曲线， （2）所示。 黑线为变频电动机控制特 性曲线。
s t k Pa
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主要工作尺寸
•最大挖掘半径 ~21.2 m
•最大挖掘高度
•最大卸载半径 •最大卸载高度 •最大清道半径
~14.4 m
~18.7 m ~ 9.1 m ~15.3 m
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主要结构尺寸
• 起重臂仰角 •起重臂长度 •斗杆有效长度 •起重臂支脚距回转中心的距离 •起重臂支脚距停机平面的高度 •天轮外缘距回转中心的距离 •天轮上缘距停机平面的高度 •平台尾部回转半径 •配重箱底面距停机平面的高度 •底架梁底面距停机平面的高度 •履带装置的长度 •履带装置的最大宽度 •司机水平视线距停机平面的高度 45 0 15.5 m 9.16 m 3.36 m 4.0 m 15.45 m 16.08 m 7.950 m 2.23 m 0. 62 m 8.72 m 8.15 m 7.8 m
起重臂头部结构
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起重臂本体
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推压盘式制动器
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盘式制动器结构分解图
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开斗机构
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提升机构
• 采用双电机驱动 • 钢绳和卷筒的固定为螺栓压板结构，使 钢绳安装拆卸非常方便 • 传动齿轮均为硬齿面，提高了传动精度 和可靠性 • 提升减速箱与平台采用焊接联结，减少 了维护量 • 采用盘式制动器，可靠性高、维护量小
WK一35电铲电气控制特点以及日常维护的点滴经验
WK一35电铲电气控制特点以及日常维护的点滴经验摘要：简述WK-35电铲电控系统，动力系统，变频器的基本原理，变频器主电路，变频器的控制方式。
从西门子变频柜内部各组成部件的结构、功能、以及运行特点等方面入手，通过对各部分的介绍，了解装置的结构特点以及部件的组成，各电路板的用途，易损件及日常维护，目的是对电气维修起到帮助促进的作用，让大家尽快的熟悉与掌握维修技术。
关键词：电控 PLC 变频器1 引言WK-35电铲广泛用于黑代购露天矿、哈尔乌素露天矿、神华北电露天矿、大唐锡林矿业、新疆等大型露天矿，其先进性、可靠性越来越被用户所认可。
由于电铲在工作时灰尘、振动较大，而电气连接点又很多，既有电气的连接也有光纤的连接，既有动力回路的连接也有控制回路的连接，这些连接点很容易发生接触不良出现故障。
本文通过对电控原理以及6SE70变频器电气控制系统的分析以及日常维护的叙述，希望对处理电铲电气故障时起到点滴的促进作用。
2 控制系统、原理及控制方式2.1 电控系统WK一35电铲的电控系统由“综合监控HMI+PLC+变频传动”组成。
HMI综合监控系统检测和显示电铲的运行状态，PLC实现整铲运行的时序逻辑控制，公用直流母线变频传动驱动各机构协调动作，实现电铲的可控运行。
2.2 动力系统由矿山采场变电所提供的高压(6 kV)电源，经过高压集电器、高压控制柜及主变压器降压后，接至两套AFE整流回馈柜。
两套AFE整流回馈柜并联运行，并联后的直流输出母线作为公用直流母线，为各机构逆变器提供直流电源，逆变器通过电动机给电铲各机构提供动力，形成AFE整流／回馈公用直流母线变频调速系统。
能量再生式(回馈式)公用直流母线。
控制系统通过模拟量输入模块获取轴承及电机绕组的温度等信控制系统以PLC为核心，采用PROFIBUS DP现场总线；经逻辑比较与数据运算后，通过相同的路径对现场总线控制。
CPU通过PROFIBUSDP现场总线进行控制。
挖掘机电气控制成套设备WK-4型
挖掘机电控专线：400-87-19-199，为您的挖掘机打造一站式服务WK-4型挖掘机电气控制成套设备1、型号及含义W：矿用挖掘机K：电气控制设备2、用途WK-4/3型矿用电气控制成套设备，系与太原重型机械厂生产的WK-4型矿用挖掘机和抚顺挖掘机厂生产的WD-4型矿用挖掘机专用配套，采用磁放大器励磁，用以控制单斗容量为4m³的正铲之提升、推压、回转及行走等电动机，并可控制通风机、开斗电动机、空气压缩机和照明等设备。
3、结构特征WKK-4/3型控制屏，外壳由型钢焊接而成。
该屏由磁放大器屏和接触器、继电器屏组成。
为开启式结构，便于维修。
WGG-0407型高压开关柜，柜体由矩形钢管和薄钢板弯制焊接而成，底部进出线，前后开门，便于维修，柜内装有隔离开关、熔断器、真空接触器和过压吸收装置，有可靠的机械和电气联锁。
WKK-4-II控制箱，箱体由薄钢板弯制焊接而成，悬挂安装，底部进出线，按钮、转换开关和信号灯装于箱门上。
其他散装配件的结构分别见本身的产品说明书。
型号名称每套数量额定电压（V）额定电流（A）控制电压（V）WKK-4/24/3 控制屏1 460 478 380/220 WGG-0407 高压开关柜 1 6000 100 220 WKK-4-II 控制箱 1 380 15 380/220 SD1-3 低压受电器 1 500 40、150LKW-41T （右）主令控制器 1 32 0.15LKW-41Y （左）主令控制器 1 32 0.15LKW-51 脚踏主令控制器 1 32 0.15ZX2-4 电阻箱 1 32QJM3-1W 气压调节器 1 压力0.3~0.7MPa5、外形尺寸及安装尺寸型号名称外形尺寸宽×深×高（mm）安装尺寸宽×深(mm)安装孔（mm）WKK-4/2、4/3 控制屏1400×565×2250 690×260×440 6-Ф13 WGG-0407 高压开关柜750×950×2000 590×750 4-Ф22 WKK-4-II 控制箱355×185×556 200×60 4-Ф13 SD1-3 低压受电器Ф48×400LKW-41T （右）主令控制器180×250×295 120 2-Ф12 LKW-41Y （左）主令控制器180×250×295 120 2-Ф12 LKW-51 脚踏主令控制器360×460×225 270×250 4-Ф12 QJM3-1W 气压调节器222×115×205 188×70 2-Ф9 6、订货须知订货时请说明产品型号、名称和数量；并请注明配套主机型号和电源电压。
WK-35电铲电气三级控制系统简述
系统有 很高 的 电磁兼 容 性和抗 振 动 、 抗 冲击 能力 ， 可
以用 于恶劣环 境 条件 的温度 范 围为一 ２ ５～＋ ７ ０℃， 有
器 驱动 ，而右 行走 电动 机与前 提升 电动机共 用 一个
柜 。两 套 Ａ Ｆ Ｅ滤 波整 流 回馈 柜 并联 运行 ， 通 过 主变 压器降压后 的 ６ ６ ０ Ａ Ｃ经 滤 波 整 流后 的直 流输 出通 过直 流母 排并 联作 为公用 直流母 线 ，为各机 构逆 变 器 同时提供 ９ ９ ０ Ｖ Ｄ Ｃ，各 机 构 逆 变 器 通 过 将 ９ ９ ０
及诊 断系统 （ 如 图 ２所示 ） 。 安装有 Ｓ Ｔ Ｅ Ｐ ７的个人 电 脑通过与 Ｓ ７ — ３ ０ ０连 接 能够 完成 电铲 的所 有 控制 任
变频调速传动是现代电气传动的主要发展方向。
相 比其它调速方 式 ， 它在提高产 品质量 ， 故 障维修 ， 生 产过 程 自动化等方 面 ， 都有着相 当大 的优势 。它 以工
术， 因此 电铲便 能够 实现 原地扭 转改 变行走 方 向 ， 增 加 了 电铲 的灵 活性 。 回转机 构采用 一 台逆变 器驱 动两 台 电动机 。 由 于 ２台电动 机 的 电源来 自同一个 逆 变器 ， 所 以两 台
求 有 所改 变 时 ， 只需 要 在 ｓ ７ — ３ ０ ０系 统 中的 Ｉ ／ Ｏ模 块
上 的接线端子上接人相应的信号线和通过 ｓ Ｔ Ｅ Ｐ ７
软 件修 改程 序 即可 ，不需 要诸 如继 电器 之类 的物 理 电子 器件 和 大量 而又 繁 杂的硬 接线 路 ，因此减 小 了
WK系列大型矿用挖掘机的电气调速和控制系统
出力相同 ，在 ２ 台逆变器之间采用转矩主从控制技 术 ， 一台逆变器作为 主装置 ， 即： 采用速度闭环控制
种情 况采 用功 率元件 为 ＩＢ Ｇ Ｔ的 Ａ Ｅ整流 回馈 系 Ｆ 统 ， 以保 证 电数 ： 、６ ３ ＡＣ ６０—６０Ｖ、 、 ９ ２套 主从并 联 。
套 起 重 机 和 焦 炉 机 械 设 备 电 气控 制 系统 。
主 、 变压 器 为干式 环氧 树脂 浇注 ， 辅 具有 抗震 性
能好、 免维护等优点 ； 外壳 为钢质焊接整体结构 ； 变
压 器绕 组埋有 热敏 电阻 ， 具有 过热保 护与报 警功 能 。
嚣大米自ｊ 厂夏不
２３ Ａ Ｅ整 流／ ． Ｆ 回馈 系统
辅 助 变 压 器 、变 频 驱 动 电机 、 Ｆ Ａ Ｅ变 频驱 动 系统 、
机 理想 的 电控 系统 。
Ｐ Ｃ控制 及综 合 监控 系统 、 Ｌ 辅助 电气 系统 、 加热 及通 风装 置 、 限位保 护 、 明及 通讯 系统 、 照 电缆等 。
２２ 高压供 电 ．
１ 进 线 电源 ： （ ０ｋ Ｖ Ｃ ＋Ｐ ５ ｚ ） ６ｋ １ ） Ａ ３ Ｅ ０Ｈ 。
２ 高低压集 电环 。６ｋ １ ） Ａ ） （ ０ｋ Ｖ Ｃ电源经 尾部 高
压电源引入箱接 至高低压集电环。 其中， 高压集电环
为 ３ 电源环 和 １ 个 个接地 环 ，每个 环上有 ２ 高压 个
电刷与 之滑接 ， 以确保高 压 电源 的可靠 连接 。
３高压开关柜。 ） 高压开关柜设有主隔离开关 、 真 空接触器 、 高压熔断器 、 监测保护装置、 压敏电阻、 避
・
３ ４・
路 大 术 仪 不
２１ ０ ２年 第 ４期
WK-4电动挖掘机电气故障的分析与处理
WK-4电动挖掘机电气故障的分析与处理摘要：本文主要以WK-4电动挖掘机为列，分析了位移控制给定、绕组部位、电压负反馈回路、电流负反馈和比较电位几种常见的电气故障及处理方法。
对维修电工有一定的实用价值。
关键词：电动挖掘机；给定；反馈；故障；处理1引言WK-4电动挖掘机在我公司生产中是非常重要的矿山设备，要使电动挖掘机在工作中正常运转，有较高的生产效率。
就要能出现故障能及时排除，尽量减少停机时间，保障设备利用率。
对电器控制中的各种故障现象要从理论上去分析判断。
2 WK-4电动挖掘机的总体概况WK-4电动挖掘机的电器控制是采用无触点控制，它是利用磁放大器磁路中导磁率随电场强度变化的特性，实现弱信号对强信号的控制，去控制发电机电压，从而控制电动机按生产机械需要运转、调速。
电动挖掘机的磁放大器是由多个工作绕组和多个控制绕组组成的。
控制绕组分为给定绕组、位移绕组、电压反馈绕组和电流反馈绕组。
它的工作原理是：在交流电压不变的情况下，负载电流的大小取决于工作回路的总阻抗： Z=X2+R2。
这里的负载电流指发电机励磁电流。
这个总阻抗除负载即发电机他励绕组阻抗外，还取决于工作绕组的电感量：Z=2πfL。
根据电磁感应定律，工作绕组的电感量和铁芯导磁率成正比，即铁芯导磁率越高，工作绕组的电感量越大。
而铁芯导磁率的高低在一定范围内又和铁芯中的电场磁场强度的大小成近似反比。
所以只要控制了电场强度，就能控制导磁率。
改变工作绕组的电感量，也就改变了工作回路的阻抗。
达到控制工作回路中电流大小的目的。
电场强度的控制是由一个匝数较多的控制绕组产生直流恒定磁场实现的。
另外电压负反馈绕组和电流负反馈绕组在一定范围和一定的时间内又对给定绕组所能产生的电场强度进行控制。
为了消除磁放大器的零点漂移，又采用了位移绕组对磁放大器的磁饱和程度进行调节，使得整个系统工作在综合安全信号之中。
所以，只要某个控制回路发生故障，就会使整个工作导流失调，造成电铲不能正常作业。
WK-12C型挖掘机产品说明书—正文
1 设备的用途及作业环境1.1 用途WK-12C型挖掘机属于矿用机械正铲式挖掘机。
本机适用于年产量1000×104 t级以上的露天矿山使用，可与90～110 t级矿用汽车或100 t级的铁路自翻车配套使用。
WK-12C型挖掘机主要用来剥离和采掘露天矿山的岩石及矿石，也可以用于水电建设工程中的土石方挖掘作业。
为了适应挖掘不同的物料，本机配有8 m3、10 m3、12 m3、14 m3、16 m3多种规格的铲斗。
用户在购买设备时应根据矿山的情况进行相应的选择。
推荐使用的铲斗容量见表1。
表1物料的松散密度 ＜ 1.2 t/m3 1.2～1.8 t/m3 1.8～2.5 t/m3推荐使用的铲斗容量 14、16 m310、12 m38、10 m31.2 作业环境条件1.2.1 工作场地的环境温度为-39.4～39.6℃。
1.2.2 工作场地的海拔高度不高于2000m。
1.2.3 挖掘机供电电压波动值不超过±10 ％。
1.2.4 挖掘机作业平面的横向和纵向坡度不大于3 °。
1.2.5 当矿岩的坚固系数f＞3、或挖掘坚硬的永久冻土时，应先对矿岩进行松碎爆破。
1.2.6为了保证挖掘机的铲装效率、减少机器损坏和降低设备的使用成本。
挖掘物爆破后块度长、宽、高的平均值d为：d ≤ ( 0.15 ～ 0.2 )×( E ) /3式中：d — 爆破后矿岩块度的最大长度( m )E — 使用的铲斗容积( m3 )即：当使用8 m3 的铲斗时，爆破后挖掘物料的最大边长为0.4～0.5 m。
当使用10 m3 的铲斗时，爆破后挖掘物料的最大边长为0.5～0.7 m。
当使用12 m3 的铲斗时，爆破后挖掘物料的最大边长为0.6～0.8 m。
当使用14 m3 的铲斗时，爆破后挖掘物料的最大边长为0.7～0.9 m。
当使用16 m3 的铲斗时，爆破后挖掘物料的最大边长为0.8～1.0 m。
2 主要技术性能参数2.1 主要性能参数（见表2） 表2序 号 项 目 名 称 数 值 单位 备 注1 斗容量12 m32 斗容量范围8～16 m33 最大提升力 1110 kN4 名义提升速度 1.5 m/s5 最大推压力 541 kN6 名义推压速度 0.58 m/s7 履带最大牵引力 2565 kN8 名义行走速度 0.89 km/h9 回转平台匀速转速 2.6 r/min10 工作循环时间 29 s 回转90° 卸载11 爬坡能力 13 °12 履带接地平均单位压力 253 kPa13 工作重量 ～490 t14 配重 ～75 t15 理论生产率 1490 m3/h2.2 主要工作尺寸（见表3和图1） 表3序 号 项 目 名 称 数 值 单位 备 注1 最大挖掘半径 ～18.9 m2 最大挖掘半径时的挖掘高度 ～8.00 m3 最大挖掘高度 ～13.53m4 最大挖掘高度时的挖掘半径 ～17.10m5 最大卸载半径 ～16.25m6 最大卸载半径时的卸载高度 ～5.98 m7 最大卸载高度 ～8.60 m8 最大卸载高度时的卸载半径 ～15.58m9 停机平面上的最大挖掘半径 ～13.00m2.3 主要结构尺寸（见表4和图1）表4 T序 号 项 目 名 称 数 值 单位 备 注1 起重臂的仰角 45 °2 起重臂的长度 13.00 m3 斗杆的长度 9.25 m续表4图 号 项 目 名 称 数 值 单位 备 注4 起重臂跟脚距回转中心的距离 3.00 m5 起重臂跟脚距停机平面的距离 3.43 m6 顶部滑轮外缘距回转中心的距离 13.50 m7 顶部滑轮上缘距停机平面的高度 13.80 m8 平台尾部回转半径 7.35 m9 配重箱底面距停机平面的高度 2.16 m10 底架梁底面至停机平面的高度 0.51 m11 履带装置的最大长度 8.40 m12 履带装置的宽度 7.10 m13 标准履带板的宽度 1.40 m14 司机水平视线距停机平面的高度 ～7.10 m15 除尘装置顶部到停机平面的高度 8.66 m16 三脚支架顶部中心到停机平面的高度 10.58 m17 机棚的宽度 6.60 m2.4 主要电气参数（见表5）表5序 号 项 目 名 称 数 值 单位 备 注1 输入电压 6 kV2 主变压器容量 1000 kVA3 辅助变压器容量 160 kVA4 推压电动机的额定功率（690 V时） 250 kW5 推压电动机的峰值功率 330 kW6 提升电动机的额定功率（690 V时） 2×350 kW7 提升电动机的峰值功率 2×460 kW8 回转电动机的额定功率（690 V时） 2×160 kW9 回转电动机的峰值功率 2×210 kW10 行走电动机的额定功率（690 V时） 2×130 kW11 行走电动机的峰值功率 2×170 kW12 开斗电动机的功率 11 kW图1 WK-12C型挖掘机主要工作尺寸和结构尺寸图2 WK-12C型挖掘机外形3 主要结构介绍3.1 结构简介WK-12C型挖掘机的机械部分由工作装置、上部机构、下部机构组成（见图3）。
WK系列矿用挖掘机提升卷筒控制方式
第6期（总第205期）2017年12月机械工程与自动化MECHANICAL ENGINEERING&AUTOMATION文章编号：1672-6413(2017)06-0204-01W K系列矿用挖掘机提升卷筒控制方式+范喜斌，乔建强，马兵(太原重工股份有限公司技术中心，山西太原030024)摘要：阐述了 WK系列矿用挖掘机提升卷筒三种不同控制方式的基本原理，并详细分析了不同控制方式以及在实践应用中存在的不足，通过对比提出了 一种大大降低操作中的安全隐患、增加操作可靠性和及时性的 控制方式。
关键词：挖掘机提升卷筒；P L C;控制方式中图分类号：TD422. 2 文献标识码：B〇引言W K系列矿用挖掘机的提升卷筒由两套变频器控 制两台异步电动机同步运转，通过双输人的“分流式”提升减速机来驱动两根长度相同的提升钢丝绳在卷筒 上有序缠绕，从而实现铲斗的提升或下放动作。
在 W K系列矿用挖掘机的提升卷筒上首次安装提升钢丝 绳，或提升钢丝达到使用寿命后需重新更换时，都需要 控制提升卷筒向前、向后及停止等滚动动作，从而完成 提升钢丝绳的绳头在提升卷筒上的固定，以及钢丝绳 在提升卷筒上的有序缠绕及缠绕圈数。
W K系列矿用 挖掘机提升卷筒在更换提升钢丝绳这种特殊工况中，提升卷筒的电气控制共有提升主令控制、就地控制箱 控制和提升卷筒遥控控制三种形式，本文通过对这三 种控制方式的权衡解析比较，得出了一种值得推广的 最优控制方式。
1提升主令控制提升主令7立于W K系列矿用挖掘机机棚顶部司 机室内的联动台上，是操作人员操作提升机构动作的 控制器件。
由于挖掘机机棚是一个相对密闭的空间，只有少量的出风口，而提升卷筒位于挖掘机机棚内部，操作人员在司机室是无法观察到在提升卷筒上安装维 修提升钢丝绳人员的实时状态，只能通过对讲机相互 沟通完成相关的提升卷筒操作，如果出现沟通语言上 的偏差或对讲设备故障时，容易造成安全事故；提升主 令通过提升手柄从零位向前或向后的行程，输出一个 0h lO V D C或0〜一10 V D C区间的电压信号，对 应到提升卷筒就是从零速到正向最大速度或从零速到 负向最大速度。
WK-20型挖掘机教材
目录第一章WK-20型挖掘机概述第一节WK-20型挖掘机的用途第二节WK-20型挖掘机结构简介第三节WK-20型挖掘机主要技术参数及尺寸第二章WK-20型挖掘机的工作装置第一节铲斗及斗杆组件第二节动臂及推压机构第三节推压制动器第四节推压机构的维护第五节开斗机构第三章WK-20型挖掘机的提升机构第一节提升机构的组成与功用第二节提升机构制动器第三节提升机构的维护第四章WK-20型挖掘机回转机构第一节回转机构的组成与功用第二节回转平台组件第三节双脚支架组件第四节中央枢轴第五节辊盘装置第五章WK-20型挖掘机第一节行走机构的组成与功用第二节行走制动器第三节下部总装第四节底架装置第五节履带装置第六章WK-20型挖掘机压气操纵系统第一节第七章WK-20型挖掘机润滑系统第一节机棚组件第一节机棚第二节司机室第三节通风除尘装置第一章WK-20型挖掘机概述第一节WK-20型挖掘机的用途第二节WK-20型挖掘机结构简介1、WK-20型矿用挖掘机机械部分包括：铲斗、斗杆、起重臂与推压机构、开斗机构、提升机构、回转机构、回转平台、中央枢轴、辊盘、底架、行走机构、履带装置、上部其余组件、下部其余组件、压气操纵系统、润滑系统及润滑室、机棚及其通风除尘装置、司机室及其空调、梯子、栏杆、走台、配重等主要部分。
2、WK-20型挖掘机电气部分包括：供电、高压集电环、避雷器、高压开关柜、主变压器、辅助变压器、低压集电环、变频驱动电机、AFE变频驱动系统、PLC控制及综合监控系统、辅助电气系统、加热及通风装置、限位保护、照明系统、电缆等。
第三节WK-20型挖掘机主要技术参数及尺寸表一主要性能参数序号项目名称数值单位1 标准铲斗容量20 m32 斗容范围16～34 m33 最大提升力2028 kN4 提升速度0.96 m/s5 最大推压力1120 kN6 推压速度0.47 m/s7 履带最大牵引力3250 kN8 平地行走速度 1.08 km/h9 连续爬坡角度13 °10 履带板平均接地比压245 kPa11 工作循环时间（＝90时）30 s12 工作重量～731 t13 配重～135 t14 理论生产率2400 m3/h15 最大挖掘半径21200 mm16 最大挖掘半径时的挖掘高度8840 mm17 最大挖掘高度14400 mm18 最大挖掘高度时的挖掘半径20300 mm19 停机地面上的最大挖掘半径15280 mm20 最大卸载半径18700 mm21 最大卸载半径时的卸载高度5600 mm22 最大卸载高度9100 mm23 最大卸载高度时的卸载半径18400 mm24 最大挖掘深度5510 mm表二主要结构尺寸序号项目名称数值单位1 起重臂长度15500 mm2 起重臂对停机面的倾角45 °3 起重臂顶部滑轮直径2160 mm4 斗杆长度9160 mm5 顶部滑轮上缘至停机面高度16080 mm6 顶部滑轮外缘至回转中心的距离15450 mm7 起重臂根脚中心至回转中心的距离3360 mm8 起重臂根脚中心高度4000 mm9 机棚尾部回转半径7950 mm10 机棚宽度8550 mm11 双脚支架顶部至停机面高度11260 mm12 除尘装置顶部至地面高度8930 mm13 机棚顶至地面高度7500 mm14 司机水平视线至地面高度7800 mm15 配重箱底面至地面高度2230 mm16 履带部分长度8720 mm17 履带部分宽度8150 mm18 履带板宽度1500 mm19 底架下部距地面高度620 mm表三电气系统参数序号项目名称数值单位1 输入电压6000/10000 V2 应承受的最小短路容量8 MV A3 主变压器2000 kV A4 辅变压器250 kV A5 提升电动机额定功率（690V）2×560 kW6 提升电动机峰值功率2×700 kW7 推压电动机额定功率（690V）315 kW8 推压电动机峰值功率394 kW9 回转电动机额定功率（690V）2×200 kW10 回转电动机峰值功率2×230 kW11 行走电动机额定功率（690V）2×400 kW12 行走电动机峰值功率2×500 kW13 开斗电动机功率11 kW表四逆变器参数提升/行走机构推压/行走机构回转机构数量 2 1 1型号6SE7038-6WK60 6SE7035-7WK60 6SE7038-6WK60 额定功率800 500 800额定电压690 690 690额定电流860 570 860基本负载电流738 519 783短时电流1170 775 1170中间回路额定电流1023 678 1023逆变器风机12.8 4.5 12.8DC24V 4.2 4.2 4.2。
太重系列电铲全参数介绍(WK4-WK75)
4m3挖掘机概述A、第一台4m3挖掘机生产于1961年，至今仍在内蒙古平庄煤矿发挥作用；B、4m3挖掘机早期产品有：D-4和WK-4二种型号,销售量约560台；C、4m3挖掘机主导产品有：WK-4A、WK-4B、WK-4C三种型号,销售量约226台；WK-4C是4m3挖掘机的新一代改良产品，将逐渐替代WK-4A，可广泛应用于冶金、煤炭等中小型露天矿的采掘和剥离以及石油、化工、水电、建材等行业的土石方工程。
主要性能参数标准斗容4-5m3主电机功率250kW提升速度0.855m/s 最大挖掘半径14.3m推压速度0.53m/s 最大挖掘高度10.1m行走速度0.43km/h 最大卸载半径12.65m最大提升力480kN 最大卸载高度 6.3m最大推压力230kN 挖掘深度 3.2m最大爬坡角度12度工作重量202t平均比压243kPa 理论生产率572m3/h10m3挖掘机概述A、10m3挖掘机第一代：WK-10，第二代：WK-10A，首台WK-10生产于1977年；B、10m3挖掘机主导产品为：WK-10B,10m3挖掘机销售量约62台；C、W P-6是WK-10B的派生产品；WP-6长臂挖掘机W P-6是以WK-10B为基础进行变型设计，主要增加了它的起重臂长度，同时标准斗容由10m3缩小为6m3，主要适用于铁路运输方式的露天矿深部开采的需要，供上装车的使用。
该产品的性能参数和作业范围同国外同类产品基本相当，填补了国内空白。
主要性能参数标准斗容6m3主电机功率750kW起重臂长度22m 最大挖掘半径24.25m斗杆长度13.2m 最大挖掘高度23.4m行走速度0.69km/h 最大卸载半径21.1m最大提升力686kN 最大卸载高度17.7m最大推压力392kN 挖掘深度 3.6m最大爬坡角度12度工作重量498t平均比压255kPa 理论生产率640m3概述W K-8是太原重工近年来设计生产的8m3矿用挖掘机,首台产品的供货单位是攀枝花钢铁公司，具有国际先进水平。
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采
掘
图 10 有重合度啮合插值多项式阶数
Fig 10 Interpolation polynomial order of engagement
with contact ratio
动提升卷筒进行工作，因此要求 2 台电动机同时启动
位综合监控系统＋PLC＋基础变频传动组成 3 级控制
图 2 WK 系列大型挖掘机控制系统
Fig 2 Control system of WK series large excavators
proportional coefficient of the high speed zone and the processing of feedback signals are proposed to solve the 图 1 WK 系列大型挖掘机变频传动调速电气系统
Fig 1 Working principle of variable frequency and speed regulation electric system of WK series large excavators
系统 (见图 2)。
上位综合监控系统检测和显示挖掘机的运行状态，PLC 实现整机运行的时序逻辑控制，变2 提升机构传动系统
掘作业的主要机构，通过卷筒装置上的钢丝绳牵引铲斗作上下运动 (见图 3)。
提升机构采用双电动机并联图 3 WK-20 型挖掘机Fig 3 WK-20 excavator
提升机构的 2 台电动机之间为硬轴联接，属于具有机械耦合的双电动机传动，2 台电动机的转速完
采掘机，必须保证 2 台电动机出力相同，作功相等。
2.2 控制方案的比较
2.2.1 利用变频系统电动机特性软化功能实现电动
图 7 从传动装置控制系统框图
Fig 7 Block diagram of control system of slave transmission
主从控制的关键技术是如何把主传动的转矩信号
(K153、K165 或 K168) 高速和精确地传送到从传动变
要对 PLC 进行软件编程才能实现控制，适合在已经
图 6 主传动装置控制系统框图
Fig 6 Block diagram of control system of master transmission
图 4 WK-20 型挖掘机提升机构
Fig 4 Lifting unit of WK-20 excavator
图 5 2 台电动机的机械特性曲线
Fig 5 Mechanical characteristic
curve of two motors
图 8 提升电动机控制图
Fig 8 Control diagram of lifting motors
对于这种齿轮传动的系统，按照西门子推荐的。