露天采矿用矿卡的电驱动化

二十多年来，西门子移动矿山业务为全球采矿市场上目前可用的一些功率强大的矿用卡车提供电动卡车驱动系统。产品范围从90t卡车的驱动系统到450t卡车的驱动系统。

这些卡车的驱动系统通常包括两个通过齿轮箱集成到卡车后轮中的电动机，一个发电机和一个强大的柴油发动机。转换器和专用软件将这些硬件整合在一个典型的集成系统中，该系统可以在全球采矿行业中将近1000台不同大小和生产商的拖运卡车中找到。

基于西门子IGBT转换器技术的卡车驱动系统可提供高扭矩，使车辆即使在重负载或在柔软的道路上行驶时也能快速加速行驶，即使在静止状态下也是如此。通过高功率输出，驱动系统还可以提供出色的电制动特性，以减少机械制动器的磨损。

有效载荷能力高达450公吨的矿用卡车，配备有西门子驱动系统。它提供4800 kW的功率，安全地对卡车进行加速和减速，提高了生产率。久经考验的牵引电机和独创的变流器技术，以及完善的控制工具和创新的远程监控设备，实现了最大化的系统性能和总拥有成本。

为了实现高的牵引性能，西门子电动驱动系统将所有可用的柴油发动机动力有效地引导至电驱动车轮。与纯机械驱动相比，西门子的电动卡车具有更高的发动机功率利用率，可在失速状态下用力拉动以远离挖矿机，加速坡道的爬坡，并将巨型卡车推至最大速度。

在过去的30年中，电力驱动卡车技术取得了举世瞩目的进步。西门子是交流驱动系统的领先供应商之一同时也是技术的推动者，拥有对卡车辅助架线系统应用的丰富技术和经验。

辅助架线驱动系统的特性使其可以使用架空线提供的电力，以克服并消除柴油机动力的性能限制和成本密集型运行。通过接入架空电线，辅助架线驱动系统可以将卡车的速度提高多达80％，从而实现露天矿中采矿卡车的无排放运行。

在世界上那些可以廉价地产生电能并具有相当低的二氧化碳排放量的地区，这在经济和环境上都是可行的。仅用电力替代柴油燃料的辅助架线系统的矿车具有许多诱人的优势。

UG卡车的电驱动化 

为地下矿用卡车提供电气驱动系统是西门子移动矿山业务在电力驱动交通领域最新发展中所追求的战略的一部分。通常，这些卡车能够运送散装物料，每辆卡车的有效负载能力为20至65公吨。

西门子工程师目前正在开发用于地下采矿车辆的高效电驱动系统产品系列。这些系统的核心是电气组件，这些组件已在露天矿的许多应用中成功使用了很多年。

驱动系统的第一个解决方案是在有效负载能力为60吨的铰接式地下矿卡中实施的。在此特定应用中，使用了四个电机，每个电机驱动一个车轮。除其他优点外，该系统的体系结构还可以精确控制每个车轮的速度和扭矩。因此，其他功能如先进的滑移和打滑控制和电动转向，可实现更精确的转弯并减少轮胎磨损。

挖掘机的电气化和自动化

在当今的采矿环境中，安全地运输最大数量的物料，以最低的吨成本需要采用比以前更高的技术要求。近50年来，采矿OEM一直信任西门子利用新技术来帮助他们做到这一点。这些技术已不断引入到我们的电动索斗式铲土机的交流传动系统中。

新技术包括：

• 操作员辅助功能/无人操作
• 储能
• 数字化
• 设备健康监测

矿山必须寻求每吨物料最低的成本才能保持盈利。这意味着每小时运输最高的可能的有效负载，同时将机器整个使用寿命内的运行成本降至最低。可靠性是苛刻的露天开采的重中之重。露天采矿中的配电系统通常薄弱且过载，从而导致驱动系统端子处出现电压大的波动。期望的机器可用性要高过98％，平均故障间隔时间（MTBF）要高，平均故障修复时间（MTTR）要低。最后，许多矿区位于非常遥远的地区，例如安第斯山脉，加拿大北部的焦油砂或非洲或澳大利亚中部的沙漠。

SIMINE 铲车系统是我们的驱动和自动化解决方案，适用于全系列的电铲，目前在10m³至70m³的设备上使用。将近50年的西门子交流采矿铲斗驱动经验与IGBT（绝缘栅双极晶体管）技术相结合，可确保更可靠的铲斗解决方案，并具有更高的生产率和更低的运营成本。由于采用了交流驱动的采矿铲，它们的运行速度比采用直流驱动的铲车要快。交流感应电动机允许更高的失速转矩，更快的加速度和更高的弱磁速度。这样可以在速度/转矩曲线下获得更大的面积，并缩短机器周期时间。交流鼠笼式感应电动机对于缩短周期时间和削减维护成本至关重要。交流电动机与直流电动机不同，没有电刷或换向器磨损或维护。 IGBT电力及SIBAS数字控制模块无需日常维护。它们来自我们的牵引设备产品线，专为满足牵引和采矿规范而制造。这些模块可以在运动模式之间以及不同的设备型号之间互换。我们支持客户在设备的整个使用寿命中保持所有这些高标准。

索斗式挖掘机的电气化和数字化

许多运行中的采矿拉铲索由具有数百年历史的M-G（电动发电机）驱动技术。交流电动机与直流电动机不同，没有电刷或换向器磨损或维护， 西门子提供了现代化的解决方案，以取代需要高维护成本的换向器和碳刷的效率低下的M-G技术，从而降低了停机时间和运营成本。

已有近40年的时间，西门子移动矿业为采矿索斗铲土机提供交流驱动系统，铲斗容量从25m³至116m³不等。 SIMINE Dragline是我们用于采矿索斗铲土机的电气系统解决方案。 SIMINE Dragline提供的无熔断的动力系统结合了可靠的电子设备和控制装置，这些系统已在数千台西门子供电的机车和交流电铲中得到了证明。 IGBT电力和SIBAS数字控制模块无需日常维护。它们来自我们的牵引设备产品线，专为满足牵引和采矿规范而制造。这些模块可以在运动模式之间以及不同的设备型号之间互换。我们支持客户在设备的整个使用寿命中保持所有这些高标准。

SIMINE Dragline提供嵌入式交流电动机和现代技术的无熔断交流驱动系统。这些驱动系统与多个交错的AFE一起运行，以减少电力系统的线路谐波和线路电压波动。创新，效率，生产率和可靠性是我们广泛的采矿产品系列的关键要素。西门子很荣幸能成为您的采矿合作伙伴，我们的技术可以满足您的要求。

轮式装载机的电气化

西门子移动采矿为专用于露天和硬岩地下采矿的车辆配备了电驱动系统。轮式装载机是大多数矿山运营不可或缺的一部分，并且在频繁的速度和方向变化下运行，特别适合于那些电驱动系统。

现有的轮式装载机通常由柴油机驱动，并与机械或液压传动系统相连。该解决方案仅提供有限的系统效率，并且不允许能量回收。该功能对轮式装载机特别重要，因为轮式装载机由于其周期性的工作特性而具有巨大的能量回收潜力。

西门子移动矿业旨在通过推出针对轮式装载机而优化的SIMINE装载机驱动器解决方案来克服这些限制。这些电驱动系统具有高效的柴电驱动以及无排放的电池驱动功能。模块化驱动系统由电气组件组成，这些电气组件经过专门设计以承受采矿环境中典型的恶劣环境条件。

柴油电动SIMINE装载机通过主动前端技术（AFE）将发电机的电能传递到直流母线。应用该解决方案可以将能量回馈至发动机或能量存储，从而降低能耗。

电池提供电能的SIMINE装载机使用IGBT DC / DC转换器对电池放电和充电，从而最有效地利用能量。

通过直流母线，功能强大的IGBT逆变器将电流提供给高转矩感应或永磁同步电动机。逆变器与智能控制系统相结合，可通过提供高牵引力来确保平稳运行而不会产生变速冲击。

地下采矿用LHD的电气化

西门子移动采矿为专用于硬岩地下采矿的车辆配备了电驱动系统。由于其独特的运行特性，LHD负载牵引转储特别适用于电力驱动系统。 LHD在全球范围内的许多地下矿山中运作，将矿石从渣土堆运到斜槽，竖井或破碎机。现有的电动LHD使用固定速度的感应电动机和液压驱动器在牵引电缆上运行。该解决方案仅提供有限的系统效率，并且不允许能量回馈至矿山电网。

西门子移动矿业致力于通过引入针对LHD优化使用的SIMINE LHD驱动解决方案来克服这些限制。这些全电驱动系统能够为电缆驱动的LHD和电池驱动的LHD供电。模块化驱动系统由电气组件组成，这些电气组件经过专门设计以承受采矿环境中典型的恶劣环境条件。

• 电缆供电的SIMINE LHD通过变压器连接到矿井电网。从那里，使用西门子经过验证的主动前端技术（AFE）将交流电压传输到直流母线。应用此解决方案可将能量存储到矿井网中，从而降低能耗。
• 电池供电的SIMINE LHD使用IGBT DC / DC转换器对电池放电和充电，并最有效地利用能量。

通过直流母线，功能强大的IGBT逆变器为电机提供电流。高扭矩永磁同步技术与单速变速器相结合，可实现高牵引力和平稳运行，而不会产生变速冲击。