شرکتهای زغالسنگ مصرفکنندگان بزرگی از برق هستند، برای شرکتهای تولید معادن زغالسنگ، نسبت مصرف برق بسیار زیاد است، طبق بررسی، مصرف برق فنها، پمپهای آب، کمپرسورها، وینچهای بالابر، تجهیزات پمپاژ گاز بیش از 40٪ از کل مصرف برق تولید معادن زغالسنگ را تشکیل میدهد. توسعه فناوری تنظیم فرکانس متغیر میتواند به طور مؤثر فرآیند کنترل واحد را حل کند، در حالی که زمان واقعی ضعیف است، درجه اتوماسیون پایین است و مشکلات دیگری نیز وجود دارد.
کاربرد فناوری صرفهجویی در مصرف انرژی مبدل فرکانس در صنعت معدن زغال سنگ
I. اصل و نقش صرفهجویی در انرژی فناوری کنترل فرکانس
1، اصل فناوری کنترل فرکانس
تنظیم سرعت مبدل فرکانس AC یک فناوری جدید است که در دهههای اخیر توسعه یافته است و با عملکرد عالی در تنظیم سرعت، اثر صرفهجویی قابل توجه در مصرف برق و کاربرد گسترده در زمینههای مختلف اقتصاد ملی، به عنوان یک روش امیدوارکننده برای تنظیم سرعت شناخته میشود. فناوری تنظیم سرعت مبدل فرکانس AC یک کاربرد جامع از فناوری میکروکامپیوتر، فناوری الکترونیک قدرت و فناوری انتقال موتور است. اصل اساسی این است که تحت اثر وقفهای دستگاههای نیمههادی قدرت، ولتاژ AC با فرکانس کار توسط پل یکسوساز به ولتاژ DC تبدیل میشود و سپس از اینورتر به ولتاژ AC با فرکانس قابل تنظیم به عنوان توان محرک موتور AC تبدیل میشود، به طوری که موتور الکتریکی ولتاژ و جریان مورد نیاز برای تنظیم سرعت بدون پله را بدست میآورد، که یکی از روشهای کارآمد تنظیم سرعت بدون تلفات جابجایی اضافی است.
این میتواند به عنوان یک روش تنظیم سرعت با راندمان بالا و بدون تلفات جابجایی اضافی، همزمان مورد استفاده قرار گیرد، به طوری که موتور الکتریکی ولتاژ و جریان مورد نیاز برای تنظیم سرعت بدون پله را بدست آورد.
2، نقش صرفهجویی در مصرف انرژی فناوری کنترل فرکانس
با توسعه سریع فناوری الکترونیک، فناوری کامپیوتر، فناوری کنترل خودکار و فناوری خروجی توان بالا، فناوری تنظیم سرعت مبدل فرکانس موتور AC پیشرفت چشمگیری داشته و به ابزاری اصلی برای صرفهجویی در مصرف انرژی و بهبود محیط زیست تبدیل شده و پیشرفت فناوری را به یک روند توسعه اجتنابناپذیر تبدیل کرده است.
کاربردهای خاص فناوری کنترل فرکانس متغیر در تولید معدن زغال سنگ با استفاده از نوار نقاله به عنوان مثال
1، مشکل صرفه جویی در انرژی تولید نوار نقاله در معدن زغال سنگ
نوار نقالههای تسمهای به طور گسترده به عنوان تجهیزات اصلی حمل و نقل معادن زغال سنگ مورد استفاده قرار میگیرند، با توسعه بهرهوری بالا در معادن زغال سنگ و سطح کار کارآمد، نوار نقالههای تسمهای با مسافت طولانی، حجم زیاد و سرعت بالا بیشتر و بیشتر طراحی، تولید و به بهرهبرداری میرسند. استفاده از این ماشینهای بزرگ، به طوری که نوار نقاله بار ضربهای زیادی دارد، خروجی موتور ناهموار میشود و منجر به اضافه بار موتور و سایر مشکلات میشود که به شدت در معرض آن قرار میگیرند.
بنابراین، الزامات زیر برای شروع و کارکرد نوار نقاله تسمهای وجود دارد: اگر موتور هنگام شروع مستقیماً تحت بار اضافی قرار گیرد، منبع تغذیه باید 6 تا 7 برابر جریان بیشتری نسبت به حالت عادی ارائه دهد، به طوری که موتور به دلیل جریان بیش از حد و زمان راهاندازی بیش از حد طولانی، بیش از حد گرم میشود. شبکه برق به دلیل کاهش ولتاژ بیش از حد به دلیل جریان زیاد، بر عملکرد سایر تجهیزات تأثیر میگذارد. بنابراین، نوع جدید سیستم محرک میتواند هنگام شروع موتور، جریان را کاهش دهد. در حال حاضر، نوار نقالههای تسمهای بزرگ به سیستم محرک نیاز دارند تا گشتاور شروع قابل تنظیم، روان و بدون ضربه را برای کاهش ضربه فراهم کند و در نتیجه وضعیت نیروی کل دستگاه را بهبود بخشد، عمر کل دستگاه را افزایش دهد و قابلیت اطمینان تجهیزات را بهبود بخشد، یعنی برای دستیابی به شروع نرم. نوار نقالههای تسمهای با مسافت طولانی، اگر شروع خیلی سریع باشد، دستگاه سفت کننده سفت نمیشود، به طوری که غلتک انتقال دهنده میلغزد و در نتیجه آتشسوزی ایجاد میشود. برای نوار نقالههای تسمهای با شیب زیاد، اگر شتاب شروع خیلی سریع باشد، باعث لغزش مواد یا پدیده غلتش میشود. این امر برای دستیابی به شروع نرم، نیاز به شتاب راهاندازی قابل کنترل دارد. برای تسهیل تعمیر و نگهداری تسمه نقالهها، امیدواریم به عملیات آزمایشی تسمه نقاله با سرعت پایین دست یابیم.
به طور خلاصه، سیستم محرکه باید بتواند با الزامات شرایط شروع، کارکرد و پارک کردن سازگار شود، به طوری که نوار نقاله به نرمی شروع و متوقف شود، به طور کارآمد کار کند، تعادل را به حرکت درآورد و با خیال راحت کار کند. با این حال، در حال حاضر، اکثر معادن زغال سنگ در چین از کوپلینگهای هیدرولیکی برای دستیابی به شروع نرم ماشینهای تسمهای استفاده میکنند و راندمان مکانیکی کوپلینگ هیدرولیکی را در هنگام راه اندازی روی صفر تنظیم میکنند تا موتور بدون بار شروع به کار کند.
2، فناوری کنترل فرکانس در کاربردهای نوار نقاله
سیستم کنترل اتوماتیک فرکانس در نوار نقاله تسمه ای شامل PLC کنترل کننده قابل برنامه ریزی، مبدل فرکانس، مبدل جریان، فرستنده جریان، مقیاس تسمه هسته ای، سنسور سرعت تسمه و سنسور سرعت موتور و غیره است که می توان آن را در سه بخش واحد تشخیص، واحد کنترل و واحد اجرا خلاصه کرد.
واحد تشخیص: سنسور جریان و فرستنده سیگنال جریان موتور را دریافت میکنند. سیگنال سرعت تسمه دریافت شده توسط سنسور سرعت تسمه به سیگنال ولتاژ تبدیل میشود. سیگنال سرعت دریافت شده توسط سنسور سرعت موتور به سیگنال ولتاژ تبدیل میشود. مقیاس تسمه هستهای سیگنال جریان را دریافت میکند. هر سیگنال به ماژول هسته تغذیه میشود.
واحد کنترل: هنگامی که PLC سیگنال تشخیص را دریافت میکند، پس از تصمیمگیری، عملکرد راهاندازی نوار نقاله، تعادل قدرت و تنظیم سرعت صرفهجویی در انرژی را تکمیل میکند. در عین حال، واحد کنترل اصلی همچنین دارای عملکردهای محافظت در برابر تسمه نقاله، انباشت زغال سنگ، تسمه نقاله پاره کننده، دود، لغزش، دما و سایر عملکردهای محافظت در برابر خطا است.
واحد اجرا: مبدل فرکانس، سیگنال کنترل فرکانس PLC را دریافت میکند، مطابق با خروجی سیگنال داده شده از فرکانس مربوطه ولتاژ اضافه شده به موتور، برای دستیابی به تنظیم سرعت موتور، عملکردهای مختلف نوار نقاله را تکمیل میکند. پس از تبدیل فناوری فرکانس، دستگاه تسمه نقاله به طور کامل حالت عملکرد شروع و توقف نرم نوار نقاله را تحقق میبخشد، به طوری که دستگاه تسمه نقاله از نظر عملکرد پایدارتر است.
پس از تبدیل، سیستم میتواند به طور خودکار فرکانس خروجی و گشتاور خروجی را مطابق با تغییر بار تنظیم کند و الگوی عملکرد سرعت ثابت فرکانس موتور قبلی را تغییر دهد و در مصرف انرژی برق تا حد زیادی صرفهجویی کند.
III. نتیجهگیری
به طور خلاصه، کاربرد مبدلهای فرکانس در معادن زغال سنگ نتایج خوبی به همراه داشته است، با توسعه دستگاههای الکترونیکی قدرت جدید و بهبود مستمر عملکرد، کاربرد فناوری کنترل سرعت مبدل فرکانس در تولید معادن زغال سنگ نقش بیشتری ایفا خواهد کرد و به مزایای اقتصادی قابل توجهتری دست خواهد یافت.