1电气控制系统的发展历程
1960年代美国GE公司开始研发矿用电动轮自卸车电气控制系统，目前为全世界的电动轮汽车生产厂家配套电控系统占有率达90%以上，技术成熟，应用广泛。控制系统已是第四代。第一代系统为E型励磁系统statex，采用磁放大器等分离器件，作为一种开环系统，其控制精度、稳定性和可靠性都存在一定的缺陷，已基本淘汰；第二代系统为GE公司的statexII静态励磁系统，采用了模拟乘法器等集成电路，大规模应用了无触点的逻辑控制系统，作为一种比例积分静态无差恒功率闭环控制系统，其控制精度、稳定性和可靠性都得到了一定的改善和提高，引进的154t电动轮自卸车均采用此系统；1990年代后期，美国GE公司研发了第三代的智能电脑控制系统statexIII，并已大量推广使用，由于极大地简化了过去相对庞大的硬件电路，极大地提高了控制精度、稳定性和可靠性，以及各项功能指标。目前国内新引进的电动轮自卸车基本采用此系统。前三代系统均采用直流调速的模式，而第四代系统则采用了交流IGBT变频技术，从2000年以后开始部分装备大吨位的矿用电动轮自卸车，技术上属于世界先进水平。GE公司的statex直流静态励磁系统在经历了多次的升级后，目前市场上广泛使用的是statexIII系统和少量的statexII系统。
2statexII系统和statexIII系统的区别
statexII系统由FL191励磁盘和FL236逻辑盘两套盘，33块板组成（加装扩展电制动组件后，板数量提升至35块），用于电动轮汽车励磁控制和逻辑控制。而statexIII型微机控制系统仅用5块插件板就能够完成励磁控制、逻辑控制、系统保护、故障显示和信息存储等全部功能，且仅通过修改控制软件配置文件就可加装扩展电制动。statexII系统采用传统的固定逻辑控制电路（FL236盘），逻辑控制关系固定；逻辑信号可接电平检测；逻辑关系可直接从FL236盘各插件板上分析。而statexIII系统采用计算机通过软件进行总线集中控制，CPU根据各种系统反馈信号和总机给定条件进行逻辑判断参数计算，以决定实际工况，总线和接口上的逻辑信号和数据信号是随时段（地址数据访问）而变化的，只能用波形图和时序分析方法进行，提供了故障诊断功能，可根据两位数显盘代码用PTU来查找诊断故障和检测参数和数据。
3控制系统升级的优越性
（1）减少电气故障，节省运行费用。statexIII控制系统作为电控制系统的检测核心，由微机控制通过软件计算来提供车辆牵引制动基准信号，使车辆具有高恒功精度，理想的静态和动态特性，避免了statexII型通过电位计调节设定静动态特性产生的漂移现象，使直流牵引电动机始终处于良好的工况。statexIII控制系统还能提供限流、限压、防误反向、弱磁控制、牵引切除、自动控制、自动制动、扩展制动等速度控制信号，以及接地保护、电动轮转子超速保护、过流、堵转等保护功能，减少电气系统故障，避免了环火、短路等故障的出现，延长了电机的使用寿命。（2）提高对车辆电气故障检修的指导作用。statexIII控制系统具有故障自动跟踪记录、诊断功能，实现对系统运行参数和实际数据的实时监测和记录，进行操作参数的历史数据统计报表，维修人员可以根据系统提供的故障代码进行电气故障的诊断和排除，减少了故障排除的范围，缩短了检修时间。另外管理人员可以查阅历史数据分析发生故障原因或故障征兆，及时处理，合理安排点检定修工作。（3）系统故障率更低。相比statexII系统，statexIII系统仅有5块板，减少了28块板，采用集成芯片设计，避免了零漂移，提升信号输入和输出稳定性，大幅度降低接触不良、数据不稳等故障现象，本身故障率可降低80%以上。（4）经济性。statexII系统和statexIII系统的隔离放大器、换向器、接触器等零部件全都通用，因此从II型升级到III型系统，只需要重制控制柜用FL275盘替换掉FL191励磁盘和FL236盘，重新布线即可，改造费用投资较小。（5）提高总成件耐用性。statexIII系统保护稳定齐全，对轮马达、主发电机和鼓风机等总成件的电压、电流信号调节控制更精准，改善电机运行环境，提高其使用寿命。电动轮自卸车直流牵引电动机价格高、运行环境差，在电动轮汽车检修费用中的占比大，据矿山统计，每台电动轮汽车的总成件检修成本占全车成本的70%以上，因此升级节省的直流牵引电动机维修远远大于改造投入的费用。从以上分析可以看出，statexIII静态励磁系统采用微机控制、监测和故障诊断技术，改善了汽车性能，缩短了技术故障造成的停车时间，减少检修和技术保养工时消耗，根据国外经验可使汽车运营费用节省25%，因此，将154t电动轮自卸车的statexII控制系统改造为statexIII控制系统非常必要且可行。
4实践效果
对154t电动轮汽车进行升级改造，效果相比较改造前，改造后的设备开动率提高6%，电气故障停机小时降低35%，电机总成件检修费用降低30%，设备运输产量提高16%。通过实践改造效果可知，设备改造创造的效益远远高于升级改造的费用，下一步将继续对其它154t电动汽车进行升级改造。
作者:高云虎 弭庆冬 单位:本钢矿业公司