[发明专利]采掘车辆及其能量供应方法

说明书

技术领域

本发明涉及采掘车辆及用于采掘车辆的能量供应的方法。

背景技术

在矿场中，钻岩机和其它采掘车辆用于在预先计划的工作点，根据开采工作装置的工作循环执行操作。根据工作循环，完成必要的作业，如钻孔的钻凿之后，采掘车辆移动到下一个工作点，新的工作循环开始。尤其是在地下矿井中，通常使用采掘车辆，其中用于根据工作循环的操作的驱动能量是来自矿井的电网的电能。相比而言，工作点之间的转移驱动器借助于通过内燃机、典型地是柴油机获得的驱动能进行，因此电缆等等不会限制转移驱动。然而，来自燃烧发动机的排气和噪声在矿井中造成问题。另外，燃烧发动机需要在车架上的较大空间，并且必需定期维护。燃烧发动机对于矿井的防火安全也具有不利影响，因为其具有热的表面且还需要在车辆和矿井中储存和处理可燃性燃料。

持续地与矿场的电网相连的采掘车辆在矿井中也有使用。该采掘车辆则具有电动马达，并且通常使用具有恒定转速的电动马达。工作阶段所需功率则可以利用液压部件来调节，并且电动马达从矿场的电网获取电流以及由工作阶段的能耗限定的负载功率。此外，采掘车辆的运动则典型地受约束于电网或至少电缆，所述电缆连到电网并盘绕在采掘车辆中或固定电网上。

例如，美国专利US7053568提出一种电池驱动的采掘车辆。公布文本中特别描述了电池和作为传动部件的交流电马达的使用和定位。

美国专利US5293947提出了一种采掘车辆，其从架空总线系统接收电力供给。采掘车辆还具有开关，用以选择采掘车辆所用能量是从电网获得还是从采掘车辆内的辅助能量源，诸如电池或柴油马达获得。当从辅助能量源获取能量时，采掘车辆能够移动短的距离，而无需将采掘车辆连接到架空的电网。

申请WO2010/061058中公开了一种在工作点与外部电网相连的采掘车辆。当车辆在工作点时，车辆的储能器在由挖掘计划定义的工作循环过程中充电。工作循环完成后，从储能器获得的电力用在转移驱动中。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的采掘车辆以及用于其能量供应的方法。

本发明由独立权利要求的特征限定。本发明的实施方式在从属权利要求中呈现。

在所提出的解决方案中，采掘车辆具有车架、用于移动车架的驱动设备和至少一个开采工作装置。采掘车辆还具有从矿场的电网向开采工作装置供能的连接和向驱动设备供能的能量源。使用发电机对能量源充电，用于驱动发电机旋转的机械能从矿场的电网中获得，从而在充电过程中，采掘车辆被连接到矿场的电网。在充电过程中，来自矿场的电网的电能被转换成机械能，该机械能用于驱动发电机旋转。虽然在充电过程中，采掘车辆被连接至矿场的电网，但是所提出的解决方案提供了在矿场的电网和发电机之间的电气隔离，因此无需使用隔离变压器或者任何其它用于执行电气隔离的电气装置。因此，能够将采掘车辆中使用的部件数量最小化。此外，开采工作装置的电压必须进行调整，以匹配矿场的电网电压。至于发电机和能量源的电压，它们彼此匹配就足以；它们的电压无需进行调整以匹配矿场的电网电压。

在一个实施方式中，来自矿场的电网的能量首先转换为动能，该动能转换为压力能，压力能此后转换为动能，以驱动发电机旋转。采掘车辆可包括用于压力能的液压系统。液压系统驱动开采工作装置，也可连接到驱动设备。采掘车辆可包括由能量源供能的液压泵，且此液压泵可以用作液压马达以驱动发电机旋转，以便用于对能量源充电。

根据一个实施方式，在全功率钻凿过程中，矿场的电网和采掘车辆的能量源均向开采工作装置供能。

根据另一个实施方式，由矿场的电网供能的电动马达为开采工作装置提供液压，该电动马达以及由能量源供能的电动马达设有用于确定它们的温度的装置，由此所述马达被用于供给最大功率，直至达到它们的最高温度。当已经达到最高温度时，电动马达的功率被降低以防止超出其最高温度。

根据另一个实施方式，在充电过程中，采掘车辆连接到矿场的电网而且不移动。