FI123823B - Kaivosajoneuvo - Google Patents

Kaivosajoneuvo Download PDF

Info

Publication number
FI123823B
FI123823B FI20116077A FI20116077A FI123823B FI 123823 B FI123823 B FI 123823B FI 20116077 A FI20116077 A FI 20116077A FI 20116077 A FI20116077 A FI 20116077A FI 123823 B FI123823 B FI 123823B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
voltage
transformer
mining vehicle
nominal voltage
nominal
Prior art date
Application number
FI20116077A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20116077A (fi
Inventor
Jukka Osara
Samuli Kouhia
Original Assignee
Sandvik Mining & Constr Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to FI20116077A priority Critical patent/FI123823B/fi
Application filed by Sandvik Mining & Constr Oy filed Critical Sandvik Mining & Constr Oy
Priority to CA2851171A priority patent/CA2851171C/en
Priority to US14/355,600 priority patent/US9481250B2/en
Priority to JP2014537676A priority patent/JP5933020B2/ja
Priority to AU2012331036A priority patent/AU2012331036B2/en
Priority to EP12846588.7A priority patent/EP2773835B1/en
Priority to CN201280053660.5A priority patent/CN103906884B/zh
Priority to PCT/FI2012/051051 priority patent/WO2013064738A1/en
Priority to PL12846588T priority patent/PL2773835T3/pl
Publication of FI20116077A publication Critical patent/FI20116077A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI123823B publication Critical patent/FI123823B/fi
Priority to ZA2014/03125A priority patent/ZA201403125B/en

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/02—Drilling rigs characterised by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting
    • E21B7/025—Rock drills, i.e. jumbo drills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/005—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles without mechanical contact between the collector and the power supply line
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/003—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to auxiliary motors, e.g. for pumps, compressors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B60L9/16—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
    • B60L9/24—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from ac supply lines
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/02—Drilling rigs characterised by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F13/00—Transport specially adapted to underground conditions
    • E21F13/006—Equipment transport systems
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
    • E21F17/04—Distributing means for power supply in mines
    • E21F17/06—Distributing electric power; Cable networks; Conduits for cables
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H02J3/1878—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using tap changing or phase shifting transformers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/40—Working vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

Kaivosajoneuvo
Keksinnön tausta
Keksinnön kohteena on kaivosajoneuvo, jossa on ainakin yksi vaihtojännitteellä toimiva sähkökomponentti, -laite tai -kone, jolla on tietty nimellis-5 jännite, kytkentäkaapeli kaivosajoneuvon sähkönsyöttöä varten, kaapelikela kytkentäkaapelille, kytkinvälineet kaivosajoneuvon kytkemiseksi vaih-tosähköverkkoon ja muuntaja, joka on sovitettu muuntamaan vaihtosäh-köverkon jännitetaso mainituksi nimellisjännitteeksi.
Edelleen keksinnön kohteena on menetelmä kaivosajoneuvon 10 energiansyöttöön, jolla kaivosajoneuvolla on ainakin yksi vaihtojännitteellä toimiva sähkökomponentti, -laite tai -kone, jolla on tietty nimellisjännite, jossa menetelmässä kaivosajoneuvoon syötetään sähköä vaihtosähköverkosta, jolla on tietty jännitetaso ja jossa kaivosajoneuvossa on muuntaja, jolla tarpeen mukaan muunnetaan vaihtosähköverkon jännitetaso mainituiksi nimellisjännitteik-15 si.
Kallionporauslaitteiden käyttölaitteet ovat tyypillisesti sähkökäyttöisiä. Tällöin ainakin työpisteissä työvaiheiden aikana kallionporauslaite on kytkettynä sähköverkkoon. Erityisesti tunnelityömailla ja muissa urakointikohteis-sa kallionporauslaitetta käytetään vain varsin lyhyen aikaa sen koko elinkaa-20 resta ja yhdellä työmaalla tapahtuneen käytön jälkeen kallionporauslaite siirretään käytettäväksi jollakin toisella työmaalla. Siirto työmaalta toiselle onnistuu ainoastaan, mikäli työmaiden sähköverkkojen jännitetaso on sama. Mikäli eri työmailla sähköverkojen jännitetaso on erilainen, tulisi jännitetaso muuntaa muuntajalla kallionporauslaitteen käyttölaitteelle sopivaksi, mutta käytännössä
CO
£ 25 tarvittavan muuntajan koko ja siten sen käsittelyn hankaluus ja aiheuttama ^ kustannus ovat niin suuria, että kallionporauslaitteita käytetään ainoastaan sel- o V laisissa työkohteissa, joissa niitä syöttävän sähköverkon jännitetaso on niiden ^ käyttölaitteelle sopiva. Edelleen kallionporauslaite voitaisiin muuntaa jänniteta- £ soitaan sopivaksi vaihtamalla sähkökomponentit, kuten suojakatkaisijat, kon-
CL
30 taktorit, kaapelit ja moottorit, soveltuviksi syöttävän sähköverkon jännitetasolle, o Myös tämä vaihtoehto on käytännössä aivan liian hankala toteutettavaksi.
Julkaisussa WO2011/080391 on esitetty kallionporauslaite, jossa on o cv sähkökäyttöisiä käyttölaitteita ja välineet kallionporauslaitteen kytkemiseksi sähköverkkoon. Kallionporauslaitteessa on kahden eri jännitetason sähkökäyt-35 töisiä käyttölaitteita ja osa niistä syötetään suoraan sähköverkosta ja osa 2 muuntajan kautta. Kallionporauslaitetta voidaan käyttää kytkettynä jännitetasoltaan ainakin kahteen erilaiseen sähköverkkoon. Muuntajan ei tarvitse olla kooltaan kovinkaan suuri, koska sen kautta tarvitsee syöttää sähköä ainoastaan osalle kallionporauslaitteen käyttölaitteista. Kallionporauslaitteessa tulee kui-5 tenkin käyttää kahden eri jännitetason sähkökäyttöisiä käyttölaitteita.
Keksinnön lyhyt selostus Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudenlainen kai-vosajoneuvo.
Keksinnön mukaiselle kaivosajoneuvolle on tunnusomaista se, että 10 muuntajaan on syötettävissä mainittua nimellisjännitettä pienempi jännite ja mainittua nimellisjännitettä suurempi jännite, jolloin kun muuntajaan syötetään mainittua nimellisjännitettä pienempi jännite, nostaa muuntaja kyseisen jännitteen mainittuun nimellisjännitteeseen ja kun muuntajaan syötetään mainittua nimellisjännitettä suurempi jännite, laskee muuntaja kyseisen suuremman jän-15 nitteen mainittuun nimellisjännitteeseen ja jolloin muuntaja on sovitettu syöttämään mainittu sähkökomponentti, -laite tai -kone sekä silloin kun muuntajaan syötetään mainittua nimellisjännitettä pienempi jännite että silloin kun muuntajaan syötetään mainittua nimellisjännitettä suurempi jännite.
Edelleen keksinnön mukaiselle ratkaisulle on tunnusomaista se, että 20 kun muuntajaan syötetään mainittua nimellisjännitettä pienempi jännite nostetaan muuntajalla kyseinen jännite mainittuun nimellisjännitteeseen ja kun muuntajaan syötetään mainittua nimellis-jännitettä suurempi jännite lasketaan muuntajalla kyseinen suurempi jännite mainittua nimellisjännitteeseen ja muuntajalla syötetään mainittu sähkökomponentti, -laite tai -kone sekä silloin £ 25 kun muuntajaan syötetään mainittua nimellisjännitettä pienempi jännite ja että ^ silloin kun muuntajaan syötetään mainittua nimellisjännitettä suurempi, o V Esitetyssä ratkaisussa kaivosajoneuvossa on vaihtojännitteellä toi- Ϊ? mivia sähkökomponentteja, -laitteita tai -koneita, joilla on tietty nimellisjännite.
Kaivosajoneuvossa on edelleen syöttökaapeli kaivosajoneuvon sähkösyöttöä
CL
30 varten, kaapelikela syöttökaapelille, kytkinvälineet kaivosajoneuvon kytkemi- o seksi vaihtosähköverkkoon ja muuntaja, joka on sovitettu muuntamaan vaih to tosähköverkon jännitetaso mainituksi nimellisjännitteeksi. Muuntajaan voidaan
O
c\j syöttää mainittua nimellisjännitettä pienempi jännite ja mainittua nimellisjänni tettä suurempi jännite sen mukaan mikä on kaivoksen sähköverkon jänniteta-35 so. Kun muuntajaan syötetään nimellisjännitettä pienempi jännite, nostaa 3 muuntaja kyseisen jännitteen mainittuun nimellisjännitteeseen. Kun muuntajaan syötetään mainittua nimellisjännitettä suurempi jännite, laskee muuntaja kyseisen suuremman jännitteen mainittuun nimellisjännitteeseen. Muuntaja on sovitettu syöttämään mainittu sähkökomponentti, -laite tai -kone sekä silloin 5 kun muuntajaan syötetään mainittua nimellisjännitettä pienempi jännite, että silloin kun muuntajaan syötetään mainittua nimellisjännitettä suurempi jännite. Näin kaivosajoneuvon sähkökomponentit, -laitteet tai -koneet voivat olla tiettyä nimellisjännitettä ja silti kaivosajoneuvo voidaan kytkeä jännitetasoltaan erilaisiin sähköverkkoihin. Näin kaivosajoneuvo on helposti siirrettävissä työmaalta 10 toiselle riippumatta niiden sähkösyöttöverkkojen jännitetasosta eli erilaisia sähköverkon jännitetasoja varten ei tarvitse tehdä sähkölaitteiltaan erilaisia kai-vosajoneuvoja. Kaivosajoneuvojen valmistuksessa pystytään näin ollen käyttämään samoja komponentteja ja ratkaisulta useisiin eri käyttötarkoituksiin. Edelleen laite voidaan konfiguroida asiakkaan jännitteelle varsin myöhäisessä 15 valmistusvaiheessa ja asiakas voi myös muuttaa jännitekytkentää haluamakseen.
Kaivosajoneuvo käsittää yhden tai useamman seuraavista kaivos-työlaitteista: kallioporakone, pultituslaite, ruiskubetonointilaite, rusnauslaite (scaling device), injektointilaite, panostuslaite, lastauslaite, mittauslaite tai 20 pienkaivoslouhinnassa käytettävä poraus-, tiivistys-ja panoksensyöttölaitteisto. Kallioporakone voi olla peräänporaamisessa käytettävä laite tai se voi olla tuo-tantoporauksessa käytettävä laite, eli pitkäporauslaite, jolla porataan porareikiä viuhkamaisesti. Kaivostyölaite on irrottamattoman kallion käsittelyssä käytettävä toimilaite, jolla suoritetaan tietyn työkierron mukaisia useita peräkkäisiä toi-25 menpiteitä. Tyypillisesti yhdessä työpisteessä tehdään useita samanlaisia toi-
CO
5 menpiteitä kaivostyölaitteella. Nämä toimenpiteet voivat olla määritellyt lOUhin-
CvJ
^ tasuunnitelmassa, kuten esimerkiksi poraussuunnitelmassa, panostussuunm- T telmassa tai vastaavassa kaivossuunnitelmassa. Kaivostyölaite on normaalisti
CD
sovitettu puomiin, jonka avulla laitetta liikutellaan työkierron aikana. Toisaalta | 30 kaivostyölaite voi olla sovitettu kaivosajoneuvossa olevaan johonkin muuhun vastaavaan tukeen tai tukirakenteeseen, joka voi tukea kaivostyölaitetta sen § työkierron aikana.
^ Kuvioiden lyhyt selostus
Keksinnön eräitä sovellutusmuotoja selitetään tarkemmin oheisissa 35 piirustuksissa, joissa 4 kuvio 1 esittää kaavamaisesti ja sivultapäin nähtynä erästä kallion-porauslaitetta ja kuviot 2 ja 3 ovat kaavioita kallionporauslaitteen sähkönsyöttöjärjes- telystä.
5 Kuvioissa keksinnön eräitä suoritusmuotoja on esitetty selvyyden vuoksi yksinkertaistettuna. Samankaltaiset osat on merkitty kuvioissa samoilla viitenumeroilla.
Keksinnön yksityiskohtainen selostus
Kuviossa 1 on esitetty kallionporauslaite, joka on eräs esimerkki 10 kaivosajoneuvosta 1. Kallionporauslaite on varustettu yhdellä tai useammalla kaivostyölaitteella 2. Kallionporauslaite käsittää alustan 3, jota voidaan liikuttaa ajolaitteiston 4 avulla. Ajolaitteisto 4 käsittää yhden tai useampia ajomoottorei-ta 5 sekä yhdet tai useammat voimansiirtovälineet 6 ajovoiman siirtämiseksi yhdelle tai useammalle pyörälle 7. Ajovoiman siirto voi käsittää mekaanisen 15 vaihteiston ja mekaaniset voimansiirtoelimet tai vaihtoehtoisesti ajovoiman siirto voi olla hydraulinen tai sähköinen. Alustalle 3 voi olla sovitettu yksi tai useampi puomi 8, joka voi olla varustettu jollakin kaivostyölaitteella 2. Kuviossa 1 esitetyssä sovellutuksessa ensimmäinen puomi 8a on porauspuomi, jonka uloimmassa päässä on kallionporausyksikkö 9, joka käsittää syöttöpalkin 10, 20 jota pitkin voidaan liikuttaa kallioporakonetta 11 syöttölaitteen 12 avulla. Kallio-porakone 11 voi käsittää iskulaitteen 13 iskupulssien muodostamiseksi työkaluun sekä pyörityslaitteen 15 työkalun 14 pyörittämiseksi pituusakselin ympäri. Tällaisia porauspuomeja 8a voi olla kallionporauslaitteessa useita. Esimerkin vuoksi on esitetty, että toinen puomi 8b käsittää pultituslaitteen 16, jonka avulla ” 25 voidaan sovittaa ennalta porattuihin porareikiin kalliopultteja, jotka tukevat lou- ™ hittua kalliotilaa. Kolmas puomi 8c on kuvion 1 sovellutuksessa varustettu mit- 0 V tauslaitteella 17, jolla voidaan mitata porattuja porareikiä. Vielä vaihtoehtoisia ^ kaivostyölaitteita 2 ovat esimerkiksi kallion tiivistämisaineen syöttämisessä 1 käytettävät injektointilaitteet, pienkaivoslouhinnassa käytettävät laitteet sekä
CL
30 räjähdyspanosten syöttämisessä käytettävät panostuslaitteet. o Kuviossa 1 on vielä kaavamaisesti havainnollistettu sähköverkko 18,
CD
joka voi olla rakennettu kiinteästi tai se voi koostua muunneltavasta verkosta.
O
cm Sähköverkko 18 on tyypillisesti kolmivaiheinen vaihtosähköverkko. Kun kalli onporauslaite on työpisteessä, käytetään sen kaivostyölaitteita, hydraulijärjes-35 telmää sekä tarvittavia apujärjestelmiä pääosin ulkopuolisesta sähköverkosta 5 saatavalla sähköenergialla. Kallionporauslaite voidaan kytkeä yhdellä tai useammalla kytkentäkaapelilla 19 sähköverkkoon 18. Kytkentäkaapeli 19 on sovitettu kelalle 20 ja se voi olla varustettu sopivalla liittimellä 21, joka voidaan kytkeä sähköverkon 18 syöttöliittimeen. Kallionporauslaite 1 on edelleen varustet-5 tu muuntajalla 22, jonka kautta sähköverkosta 18 syötettävä sähkö johdetaan kallionporauslaitteen 1 eri käyttölaitteille. Muuntajan 22 rakennetta ja kytkentää on selitetty täsmällisemmin kuvioiden 2 ja 3 yhteydessä.
Muuntaja 22 kytketään siis kaivoksen sähköverkkoon 18. Kuvion 2 tapauksessa voi kaivoksen sähköverkon jännite olla esimerkiksi 1000 volttia. 10 Kaivosajoneuvon sähkökomponenttien, -laitteiden tai -koneiden nimellisjännite Un taas voi tällöin olla esimerkiksi 690 volttia. Muuntaja 22 laskee siis sähköverkon jännitteen Ui eli 1000 volttia nimellisjännitteeksi Un eli 690 volttia.
Nimellisjännite Un syötetään siis muuntajalta 22 kaivosajoneuvon sähkökomponenteille, -laitteille tai -koneille. Kuviossa 2 ja 3 on tällaisista esi-15 tetty esimerkkeinä pääsähkökeskus 23 ja kolmivaiheiset sähkömoottorit 24. Sähkömoottorit 24 voivat kuvata esimerkiksi kallionporauslaitteen voimayksi-köitä. Muita vastaavia kaivosajoneuvon komponentteja laitteita tai koneita voivat olla esimerkiksi kompressorin sähkömoottori, vesipumppu, aputoimintojen pistorasia, ohjausmuuntaja, ajolaitteistot, pumput ja muut apulaitteet sekä muut 20 vastaavat sähkökäyttöiset laitteet.
Kuviossa 3 esitetyssä tapauksessa voi nimellisjännite Un olla myös sama kuin kuviossa 2 esitetyssä tapauksessa eli esimerkiksi 690 volttia. Kuviossa 3 esitetyssä tapauksessa sen sijaan sähköverkon jännite U2 voi olla esimerkiksi 525 volttia. Tällöin muuntaja 22 nostaa jännitteen U2 eli esimerkiksi 25 525 volttia nimellisjännitteeseen Un eli esimerkiksi 690 volttia. Kuvion 3 tapa- co 5 uksessa siis sähkökomponenteille, -laitteille tai -koneille syötetään muuntajan c\i . 22 kautta sama nimellisjännite Un kuin kuvion 2 tapauksessa vaikka kaivos- V ajoneuvoa käytetään kuvion 3 tapauksessa jännitteeltään erisuuruisessa kai-
CO
voksen vaihtosähköverkossa kuin kuvion 2 tapauksessa. Kuviot 2 ja 3 kuvaa- | 30 vatkin siis samaa kaivosajoneuvoa, mutta ainoastaan muuntajan 22 sisään- syöttö- ja ulostulokytkennät on toteutettu eri tavalla. n- § Näin ollen siis kun muuntajaan syötetään nimellisjännitettä Un suu- ^ rempi jännite, laskee muuntaja kyseisen suuremman jännitteen nimellisjännit- ^ teeseen Un. Edelleen kun muuntajaan syötetään nimellisjännitettä Un pienempi 35 jännite, nostaa muuntaja kyseisen jännitteen nimellisjännitteeseen Un. Näin 6 ollen kaivosajoneuvon kaikilla sähkökomponenteilla, -laitteilla tai -koneilla voi olla sama nimellisjännite Un. Kun kaivoksen sähköverkon jännite vastaa nimel-lisjännitettä Un, ohitetaan muuntaja eli kaivosajoneuvon sähkökomponentit, -laitteet tai -koneet syötetään suoraan kaivoksen sähköverkosta. Edelleen tie-5 tyillä komponenteilla kuten kolmivaiheisilla vaihtosähkömoottoreilla nimellisjännite on tietty tähtikytkennällä ja vastaavasti kolmiokytkennällä moottoreita voidaan syöttää jännitteellä, joka on edellä mainittu jännite jaettuna luvulla V3. Niinpä tällaisessa tapauksessa voidaan esimerkiksi toimia siten, että nimellis-jännitteen Un tähtikytkennässä ollessa 690 volttia ja sähköverkon jännitteen 10 ollessa 690 volttia, ohitetaan muuntaja 22 ja syötetään siis sähkömoottoreita suoraan sähköverkosta ja kytketään ne tähtikytkentään. Sähköverkon jännitteen ollessa 1000 volttia, lasketaan jännite 690 volttiin muuntajalla 22 ja edelleen käytetään sähkömoottoreita tähtikytkennällä. Sähköverkon jännitteen ollessa 525 volttia nostetaan jännite 690 volttiin muuntajalla 22 ja edelleen käy-15 tetään sähkömoottoreita tähtikytkennällä. Sen sijaan jos sähköverkon jännite on 400 volttia, ohitetaan muuntaja 22 ja kytketään sähkömoottori tai sähkö-moottorit kolmiokytkennällä. Tällä tavalla toimimalla pystytään saamaan aikaan yksinkertainen ja kokonaistaloudellinen ratkaisu kaivosajoneuvon käyttämiseen usean eri jännitetason sähköverkoissa.
20 Luonnollisesti tässä esitetyt jännitetasot ovat vain esimerkkejä ja ratkaisua voidaan soveltaa tarpeen mukaan halutuissa jännitetasoissa. Edelleen tyypillistä on, että esimerkiksi syöttöverkon jännite voi vaihdella jopa kymmeniä voltteja ilman että sähkölaitteiden rakenteisiin tai kytkentöihin tarvitsee tehdä mitään muutoksia.
25 Tyypillisesti esimerkiksi sähkömoottoreita voidaan käyttää samalla 5 teholla taajuudesta riippumatta eli taajuus voi olla esimerkiksi joko 50 hertsiä
C\J
^ tai 60 hertsiä. Eri taajuuksilla laitteen sähkömoottorit kyllä pyörivät eri nopeuk- T" silla, mutta moottoreista otettava teho on taajuudesta riippumaton. Muuntajan
CO
mitoituksen kannalta taajuudella tyypillisesti ei ole merkitystä koska tyypillisesti | 30 muuntajat mitoitetaan toimimaan esimerkiksi taajuusalueella 47 - 63 hertsiä.
Kuvioiden 2 ja 3 suoritusmuodossa muuntajassa 22 on kolme ulosottoa eli a1 § - a3, b1 - b3 ja c1 - c3. Muuntaja 22 voidaan toteuttaa myös kahdella ulos- ^ otolla tai neljällä tai useammalla ulosotolla.
00 Haluttaessa voidaan esimerkiksi kolmen ulosoton muuntajaa käytet- 35 täessä kaivosajoneuvon sähkökomponentit, -laitteet tai -koneet syöttää aina 7 keskimmäistä ulosottoa eli b1 - b3 käyttäen. Jos kaivoksen sähköverkko on nimellisjännitettä suurempi, kytketään se ulosottoon a1 - a3. Jos kaivoksen sähköverkon jännite taas on nimellisjännitettä Un pienempi, kytketään se ulosottoon c1 - c3. Tällöin kuitenkin ulosottojen a1 - a3 ja c1 - c3 välinen muun-5 tosuhde tulee varsin suureksi eli se on esimerkiksi esitetyillä jännitteillä 525, 690 ja 1000 volttia n. 1,90.
Kuvioiden 2 ja 3 mukaisessa ratkaisussa sen sijaan vaihdetaan sitä ulosottoa, josta nimellisjännite syötetään kaivosajoneuvon sähkökomponenteil-le, -laitteille tai -koneille. Niinpä siis kun sähköverkon jännite Ui on esimerkiksi 10 1000 volttia, kytketään se ulosottoon a1 - a3 ja nimellisjännite Un otetaan ulosotosta c1 - c3. Jos sähköverkon jännite on esimerkiksi 525 volttia, syötetään se ulosottoon c1 - c3 ja nimellisjännite Un otetaan ulosotosta b1 - b3. Tällöin muuntajan muuntosuhde eli ulosoton a1 - a3 suhde ulosottoon c1 - c3 on n. 1,45. Käytännössä muuntajan käämilanka mitoitetaan alimman käytettä-15 vän jännitteen mukaan, jolla jännitteellä käämilangassa kulkee siis suurin virta. Tämä vaikuttaa siihen, että käytännössä muuntajan koko ei pienene aivan niin paljon kuin edellä esitetty muuntosuhteiden ero, mutta sillä ratkaisulla on, että vaihdetaan sitä ulosottoa, josta nimellisjännite syötetään kaivosajoneuvon sähkökomponenteille, -laitteille tai -koneille, muuntaja pystytään muodosta-20 maan edellä esitettyä huomattavasti pienemmäksi. Tässä ratkaisussa siis käytetään muuntajassa 22 samaa käämialuetta sekä jännitettä nostettaessa että jännitettä laskettaessa.
Edullisesti muuntaja 22 on yksikäämimuuntaja. Yksikäämimuuntajaa voidaan kutsua myös säästömuuntajaksi tai säästökytketyksi muuntajaksi. Yk-25 sikäämimuuntaja ei pienennä tyypillisesti muutenkin jo varsin heikkoja oikosul- 00 5 kuvirtoja kaivostyömailla. Edelleen yksikäämimuuntajan tyyppiteho on pienem-
C\J
. pi kuin nimellisteholtaan vastaavantehoisen kaksikäämimuuntajan tyyppiteho.
V Joissain tapauksissa tässä hakemuksessa esitettyjä piirteitä voidaan käyttää
CD
sellaisenaan, muista piirteistä huolimatta. Toisaalta tässä hakemuksessa esi-| 30 tettyjä piirteitä voidaan tarvittaessa yhdistellä erilaisten kombinaatioiden muo- ^ dostamiseksi.
§ Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollis- ^ tamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patentti- 00 vaatimusten puitteissa.
8
Muuntajan 22 yhteyteen voidaan sovittaa yksi tai useampia jäähdy-tyspuhaltimia. Jäähdytyspuhaltimen avulla muuntajaa 22 saadaan jäähdytettyä, jolloin muuntajan fyysinen koko saadaan pidettyä pienempänä kuin ilman jäähdytyspuhallusta. Edelleen puhaltimen imu- tai puhallusnopeutta voidaan 5 säätää muuntajan kuormituksen mukaan. Edelleen muuntajan 22 yhteyteen voidaan sovittaa lämpötilan mittaus, jonka avulla muuntajaa voidaan suojata. Lämpötilamittauksen perusteella voidaan esimerkiksi ohjata kaivosajoneuvon ottamaa työtehoa, jos muuntaja uhkaa ylikuormittua. Esimerkiksi kallionporaus-laitteen kyseessä ollen voidaan tarvittaessa pienentää laitteen ottamaa poraus-10 tehoa.
CO
δ
C\J
i o
CD
X
cc
CL
o
CD
δ C\l

Claims (12)

9
1. Kaivosajoneuvo, jossa on ainakin yksi vaihtojännitteellä toimiva sähkökomponentti, -laite tai -kone (23, 24), jolla on tietty nimellisjännite (Un), kytkentäkaapeli (19) kaivosajoneuvon sähkönsyöttöä varten, kaapelikela (20) 5 kytkentäkaapelille (19), kytkinvälineet kaivosajoneuvon kytkemiseksi vaih-tosähköverkkoon ja muuntaja (22), joka on sovitettu muuntamaan vaihtosäh-köverkon jännitetaso (Ui, U2) mainituksi nimellisjännitteeksi (Un), tunnettu siitä, että muuntajaan (22) on syötettävissä mainittua nimellisjännitettä (Un) pienempi jännite (U2) ja mainittua nimellisjännitettä (Un) suurempi jännite (Ui), 10 jolloin kun muuntajaan (22) syötetään mainittua nimellisjännitettä (Un> pienempi jännite (U2), nostaa muuntaja kyseisen jännitteen mainittuun nimellisjännit-teeseen (Un) ja kun muuntajaan syötetään mainittua nimellisjännitettä (Un) suurempi jännite (Ui), laskee muuntaja kyseisen suuremman jännitteen (Ui) mainittuun nimellisjännitteeseen (Un) ja jolloin muuntaja (22) on sovitettu syöt-15 tämään mainittu sähkökomponentti, -laite tai -kone (23, 24) sekä silloin kun muuntajaan (22) syötetään mainittua nimellisjännitettä (Un) pienempi jännite (U2) että silloin kun muuntajaan (22) syötetään mainittua nimellisjännitettä (Un) suurempi jännite (Ui).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaivosajoneuvo, tunnettu 20 siitä, että kaivosajoneuvossa (1) on ainakin kaksi sähkömoottoria (24) siten, että kaivosajoneuvon (1) kaikilla sähkömoottoreilla (24) on sama mainittu nimellisjännite (Un)·
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kaivosajoneuvo, tunnettu siitä, että muuntaja (22) on yksikäämimuuntaja. M 25
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kaivosajoneuvo, tunnettu o siitä, että muuntajan (22) ulosotot (a1 - a3, b1 - b3, c1 - c3) on muodostettu ώ siten, että muuntajassa (22) käytetään samaa käämialuetta sekä jännitettä v nostettaessa että jännitettä laskettaessa eli nimellisjännitteen (Un) ulosotto on vaihdettavissa sen mukaan nostetaanko vai lasketaanko jännitettä. X £ 30
5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kaivosajoneuvo, n- tunnettu siitä, että kaivosajoneuvo on kallioporauslaite.
§ 6. Menetelmä kaivosajoneuvon energiansyöttöön, jolla kaivosajo- 5 neuvolla on ainakin yksi vaihtojännitteellä toimiva sähkökomponentti, -laite tai - ^ kone (23, 24), jolla on tietty nimellisjännite (Un), jossa menetelmässä kaivos- 35 ajoneuvoon syötetään sähköä vaihtosähköverkosta, jolla on tietty jännitetaso 10 (U-i, U2) ja jossa kaivosajoneuvossa on muuntaja (22), jolla tarpeen mukaan muunnetaan vaihtosähköverkon jännitetaso (Ui, U2) mainituiksi nimellisjännit-teiksi (Un), tunnettu siitä, että kun muuntajaan (22) syötetään mainittua nimellisjännitettä (Un) pienempi jännite (U2) nostetaan muuntajalla (22) kysei-5 nen jännite mainittuun nimellisjännitteeseen (Un) ja kun muuntajaan (22) syötetään mainittua nimellisjännitettä (Un) suurempi jännite (Ui) lasketaan muuntajalla (22) kyseinen suurempi jännite (Ui) mainittua nimellisjännitteeseen (Un) ja muuntajalla (22) syötetään mainittu sähkökomponentti, -laite tai -kone (23, 24) sekä silloin kun muuntajaan (22) syötetään mainittua nimellisjännitettä (Un) 10 pienempi jännite (U2) ja että silloin kun muuntajaan (22) syötetään mainittua nimellisjännitettä (Un) suurempi (Ui).
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sähkön syötössä ohitetaan mainittu muuntaja (22) silloin kun vaihtosähköverkon jännitetaso vastaa mainittua nimellisjännitettä (Un).
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaivosajoneuvossa käytetään ainakin yhtä kolmivaiheista vaihtosähkö-moottoria (24), jolla on tähtikytkennässä mainittu nimellisjännite (Un) ja ohitetaan sähkönsyötössä muuntaja (22) myös silloin kun vaihtosähköverkon jännitetaso on mainittu nimellisjännite (Un) jaettuna luvulla V3 ja samalla kytketään 20 mainittu sähkömoottori (24) kolmiokytkentään.
9. Jonkin patenttivaatimuksen 6-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaivosajoneuvossa (1) käytetään ainakin kahta sähkömoottoria (24) siten, että kaivosajoneuvon (1) kaikilla sähkömoottoreilla on sama mainittu nimellisjännite (Un).
10. Jonkin patenttivaatimuksen 6-9 mukainen menetelmä, t u n - 5. e 11 u siitä, että käytetään muuntajana (22) yksikäämimuuntajaa. CNJ
^ 11. Jonkin patenttivaatimuksen 6-10 mukainen menetelmä, t u n - ^ nettu siitä, että vaihdetaan nimellisjännitteen (Un) ulosottoa sen mukaan CD nostetaanko vai lasketaanko jännitettä. I 30
12. Jonkin patenttivaatimuksen 6-11 mukainen menetelmä, t u n - 1^ nettu siitä, että kaivosajoneuvo (1) on kallionporauslaite. r-- o CD δ CM 11
FI20116077A 2011-11-01 2011-11-01 Kaivosajoneuvo FI123823B (fi)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20116077A FI123823B (fi) 2011-11-01 2011-11-01 Kaivosajoneuvo
US14/355,600 US9481250B2 (en) 2011-11-01 2012-10-31 Mining vehicle
JP2014537676A JP5933020B2 (ja) 2011-11-01 2012-10-31 鉱山車両
AU2012331036A AU2012331036B2 (en) 2011-11-01 2012-10-31 Mining vehicle
CA2851171A CA2851171C (en) 2011-11-01 2012-10-31 Mining vehicle
EP12846588.7A EP2773835B1 (en) 2011-11-01 2012-10-31 Mining vehicle
CN201280053660.5A CN103906884B (zh) 2011-11-01 2012-10-31 采矿车辆
PCT/FI2012/051051 WO2013064738A1 (en) 2011-11-01 2012-10-31 Mining vehicle
PL12846588T PL2773835T3 (pl) 2011-11-01 2012-10-31 Pojazd górniczy
ZA2014/03125A ZA201403125B (en) 2011-11-01 2014-04-29 Mining vehicle

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20116077A FI123823B (fi) 2011-11-01 2011-11-01 Kaivosajoneuvo
FI20116077 2011-11-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20116077A FI20116077A (fi) 2013-05-02
FI123823B true FI123823B (fi) 2013-11-15

Family

ID=48191426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20116077A FI123823B (fi) 2011-11-01 2011-11-01 Kaivosajoneuvo

Country Status (10)

Country Link
US (1) US9481250B2 (fi)
EP (1) EP2773835B1 (fi)
JP (1) JP5933020B2 (fi)
CN (1) CN103906884B (fi)
AU (1) AU2012331036B2 (fi)
CA (1) CA2851171C (fi)
FI (1) FI123823B (fi)
PL (1) PL2773835T3 (fi)
WO (1) WO2013064738A1 (fi)
ZA (1) ZA201403125B (fi)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI123823B (fi) 2011-11-01 2013-11-15 Sandvik Mining & Constr Oy Kaivosajoneuvo
EP3037297B1 (en) * 2014-12-22 2019-03-06 Sandvik Mining and Construction Oy Mining vehicle and method for its energy supply
US10046944B2 (en) * 2016-01-06 2018-08-14 Caterpillar Global Mining Equipment Llc Underground mining machine
DE102017106619A1 (de) * 2017-03-28 2018-10-04 Ghh Fahrzeuge Gmbh Elektrisch angetriebenes Untertagefahrzeug, insbesondere Fahrlader
DE102019107180A1 (de) * 2019-03-20 2020-09-24 Liebherr-Mining Equipment Colmar Sas System zur Energieversorgung elektrisch betriebener Bergbaumaschinen
WO2024136711A1 (en) * 2022-12-22 2024-06-27 Epiroc Rock Drills Aktiebolag Dc-charging system

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4037531C2 (de) 1990-11-26 2003-11-06 Daimlerchrysler Rail Systems Verfahren zur Steuerung von Gleichrichtern
JP2734207B2 (ja) * 1991-01-17 1998-03-30 株式会社日立製作所 系統電圧制御方法及び装置
CN2117630U (zh) 1991-11-16 1992-09-30 欧阳凡忠 自动电子稳压器
JPH08137561A (ja) 1994-11-07 1996-05-31 Namco Ltd 電源電圧制御装置
JPH10207557A (ja) 1997-01-28 1998-08-07 Yoshihiko Matsunaga 交流安定化電源及びそれを用いた減電圧始動器
CN2445505Y (zh) 2000-09-20 2001-08-29 李渊明 车辆配用供电适配器
JP2003125536A (ja) 2001-10-10 2003-04-25 Toshiba Corp 三相配電線の無効電力補償装置
JP2004080965A (ja) 2002-08-21 2004-03-11 Kanaya Denki Seisakusho:Kk 交流電源装置
GB2416248B (en) * 2003-05-02 2007-02-21 George Alan Limpkin Apparatus for supplying energy to a load and a related system
FI117359B (fi) * 2004-01-16 2006-09-15 Sandvik Tamrock Oy Järjestely kaivoksen tiedonsiirtoon ja kaapelikela
US7053568B2 (en) * 2004-09-20 2006-05-30 Oldenburg Group Incorporated Battery-powered vehicle with AC driven traction and pump motors for mining applications
US8058743B2 (en) * 2008-09-30 2011-11-15 GM Global Technology Operations LLC Automotive electrical system for coupling power converters with a transformer
FI122192B (fi) * 2009-12-28 2011-10-14 Sandvik Mining & Constr Oy Kallionporauslaite
RU2509664C1 (ru) 2009-12-28 2014-03-20 Сандвик Майнинг Энд Констракшн Ой Горно-шахтное транспортное средство и способ его электропитания
FI123470B (fi) * 2009-12-28 2013-05-31 Sandvik Mining & Constr Oy Kaivosajoneuvo ja menetelmä sen energian syöttöön
JP5502504B2 (ja) * 2010-01-25 2014-05-28 株式会社東芝 変電所自動制御システム
FI123823B (fi) 2011-11-01 2013-11-15 Sandvik Mining & Constr Oy Kaivosajoneuvo

Also Published As

Publication number Publication date
EP2773835A1 (en) 2014-09-10
JP5933020B2 (ja) 2016-06-08
US9481250B2 (en) 2016-11-01
AU2012331036A1 (en) 2014-04-17
US20140262664A1 (en) 2014-09-18
CA2851171C (en) 2017-06-13
CN103906884A (zh) 2014-07-02
CN103906884B (zh) 2016-09-14
WO2013064738A1 (en) 2013-05-10
JP2015503040A (ja) 2015-01-29
ZA201403125B (en) 2015-07-29
AU2012331036B2 (en) 2015-12-24
EP2773835A4 (en) 2016-02-17
EP2773835B1 (en) 2018-11-28
PL2773835T3 (pl) 2019-07-31
FI20116077A (fi) 2013-05-02
CA2851171A1 (en) 2013-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI123823B (fi) Kaivosajoneuvo
CA2685955C (en) Power transmission system for use with downhole equipment
AU2011304028B2 (en) Stable subsea electric power transmission to run subsea high speed motors
CN100369366C (zh) 电机及由其驱动的绳索传动装置
CN101465592A (zh) 一种变频调速电磁式转矩耦合器及其应用
TW202032003A (zh) 風力機塔轉接件
US10787081B2 (en) Working machine
CN112412330A (zh) 纯电动直驱型旋挖钻机动力系统及多电机协同控制算法
JP2015110890A (ja) 採掘車両及びそのエネルギー供給方法
JP2015512244A (ja) 揚水発電所用電気ユニット
JP2010268595A (ja) 風力発電装置及び風力発電装置への電力ケーブル布設方法
FI122192B (fi) Kallionporauslaite
US11075574B1 (en) Non-conductive shaft generator
US20160348477A1 (en) Kinetic energy storage for wellbore completions
RU2485660C2 (ru) Погружной электродвигатель с повышенным коэффициентом мощности
JP2015232331A (ja) 潮力発電設備
AU2015371343B2 (en) Mining vehicle and method for its energy supply
FI20070814L (fi) Taajuusmuuttajaohjatun moottorikäytön turvakytkentä
KR20200041479A (ko) 해양구조물의 전력 공급 장치
CN203626802U (zh) 一种钻机油改电系统
CN117523812A (zh) 一种顶驱通讯系统和方法
CN203457016U (zh) 直接驱动钻头的永磁同步电机装置
CN102437694A (zh) 石油钻井用混合励磁式叶轮发电机
WO2005042912A1 (fr) Foreuse electrique permettant de forer des puits de petrole et de gaz (variantes)

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 123823

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MM Patent lapsed