Hiiliyritykset ovat suuria sähkönkuluttajia, ja hiilikaivostuotantoyrityksillä sähkönkulutuksen osuus on melko suuri. Tutkimuksen mukaan puhaltimien, vesipumppujen, kompressorien, nostovinssien ja kaasunpumppauslaitteiden sähkönkulutus muodostaa yli 40 % koko hiilikaivostuotannon sähkönkulutuksesta. Muuttuvan taajuuden säätötekniikan kehittäminen voi tehokkaasti ratkaista yhden ohjausprosessin ongelman, kun taas reaaliaikaisuus on heikkoa, automaatioaste on alhainen ja muita ongelmia esiintyy.
Taajuusmuuttajan energiansäästötekniikan soveltaminen hiilikaivosteollisuudessa
I. Taajuussäätötekniikan periaate ja energiansäästörooli
1, taajuussäätötekniikan periaate
AC-taajuusmuuttajan nopeudensäätö on viime vuosikymmeninä kehitetty uusi tekniikka, jolla on erinomainen nopeudensäätökyky, huomattava energiansäästövaikutus ja laaja sovellettavuus kansantalouden eri aloilla. Se on tunnustettu lupaavaksi nopeudensäätötavaksi. AC-taajuusmuuttajan nopeudensäätötekniikka on mikrotietokonetekniikan, tehoelektroniikan ja moottorinsiirtotekniikan kattava sovellus. Perusperiaatteena on, että tehopuolijohdelaitteiden keskeytysvaikutuksen vaikutuksesta käyttötaajuinen vaihtojännite muunnetaan tasasuuntaussillan avulla tasajännitteeksi ja muunnetaan sitten invertteristä taajuudeltaan säädettäväksi vaihtojännitteeksi vaihtovirtamoottorin käyttötehoksi, jotta sähkömoottori saa portaattomaan nopeudensäätöön tarvittavan jännitteen ja virran. Tämä on yksi tehokkaimmista tavoista säätää nopeutta ilman lisäsiirtohäviöitä.
Tätä voidaan käyttää tehokkaana nopeudensäätömenetelmänä ilman lisähäviöitä, jolloin sähkömoottori saa portaattomaan nopeudensäätöön tarvittavan jännitteen ja virran.
2, taajuussäätötekniikan energiansäästörooli
Elektronisen teknologian, tietokonetekniikan, automaattisen ohjaustekniikan ja suuritehoisen teknologian nopean kehityksen myötä vaihtovirtamoottorin taajuusmuuttajan nopeudensäätötekniikka on tehnyt läpimurtoa, ja siitä on tullut merkittävä keino säästää energiaa ja parantaa ympäristöä sekä edistää teknologista kehitystä. Siitä on tullut väistämätön kehitystrendi.
Muuttuvan taajuuden säätötekniikan erityissovelluksia hiilikaivostuotannossa hihnakuljettimia käyttäen esimerkkeinä
1, hihnakuljetin hiilikaivoksen tuotannon energiansäästöongelma
Hihnakuljettimia käytetään laajalti hiilikaivosten kuljetusvälineinä. Hiilikaivoksen tuottavuuden ja tehokkaan työpinnan kehittyessä pitkän matkan, suuren volyymin ja nopeat hihnakuljettimet suunnitellaan, valmistetaan ja otetaan käyttöön yhä enemmän. Näiden suurten koneiden käyttö aiheuttaa kuljettimelle suuren iskukuormituksen, mikä johtaa moottorin epätasaiseen ylikuormitukseen ja muihin ongelmiin.
Siksi hihnakuljettimen käynnistykselle ja käytölle on asetettava seuraavat vaatimukset: jos moottori ylikuormittuu käynnistyksen yhteydessä, virtalähteen on tuotettava 6–7 kertaa enemmän virtaa kuin normaalissa käytössä, mikä johtaa moottorin ylikuumenemiseen liiallisen virran ja liian pitkän käynnistysajan vuoksi; sähköverkko vaikuttaa muiden laitteiden toimintaan suuren virran aiheuttaman liiallisen jännitteen laskun vuoksi; siksi uudentyyppinen käyttöjärjestelmä voi vähentää virtaa moottorin käynnistyessä. Tällä hetkellä suuret hihnakuljettimet vaativat käyttöjärjestelmän tarjoavan säädettävän, tasaisen ja iskuttoman käynnistysmomentin iskujen vähentämiseksi, mikä parantaa koko koneen voimaolosuhteita, pidentää koko koneen käyttöikää ja parantaa laitteen luotettavuutta eli saavuttaa pehmeän käynnistyksen. Pitkän matkan hihnakuljettimissa, jos käynnistys on liian nopea, kiristyslaite ei kiristy, jolloin voimansiirtorulla luistaa, mikä johtaa kuumenemiseen; suurella kaltevuudella varustetuissa hihnakuljettimissa, jos käynnistyskiihtyvyys on liian nopea, materiaalin luistaminen tai vieriminen voi tapahtua; tämä edellyttää hallittavaa käynnistyskiihtyvyyttä sujuvan käynnistyksen saavuttamiseksi. Hihnakuljettimien huollon helpottamiseksi toivomme saavuttavamme alhaisen nopeuden testihihnakäytön.
Yhteenvetona voidaan todeta, että käyttöjärjestelmän on kyettävä mukautumaan käynnistys-, käyttö- ja pysäköintiolosuhteiden vaatimuksiin, jotta hihnakuljetin käynnistyy ja pysähtyy tasaisesti, toimii tehokkaasti, ajaa tasapainoisesti ja toimii turvallisesti. Tällä hetkellä useimmat Kiinan hiilikaivokset käyttävät kuitenkin hydraulikytkimiä hihnakoneiden pehmeän käynnistyksen saavuttamiseksi, jolloin hydraulikytkimen mekaaninen hyötysuhde säädetään nollaan käynnistyksen yhteydessä, jolloin moottori käynnistyy kuormittamattomana.
2, taajuussäätötekniikka hihnakuljetinsovelluksissa
Hihnakuljettimen taajuusmuuttajan automaattinen ohjausjärjestelmä koostuu ohjelmoitavasta ohjaimesta PLC, taajuusmuuttajasta, virranvaihtimesta, virtalähettimestä, ydinhihnan vaa'asta, hihnan nopeusanturista ja moottorin nopeusanturista jne., jotka voidaan tiivistää kolmeen osaan: ilmaisinyksikköön, ohjausyksikköön ja suoritusyksikköön.
Tunnistusyksikkö: Virta-anturi ja lähetin vastaanottavat moottorin virtasignaalin. Hihnan nopeusanturin vastaanottama hihnan nopeussignaali muunnetaan jännitesignaaliksi. Moottorin nopeusanturin vastaanottama nopeussignaali muunnetaan jännitesignaaliksi. Ydinhihnavaaka vastaanottaa virtaussignaalin. Jokainen signaali syötetään ydinmoduuliin.
Ohjausyksikkö: Kun PLC vastaanottaa tunnistussignaalin, se suorittaa päätöksen arvioinnin jälkeen hihnakuljettimen käynnistyksen, tehon tasapainon ja energiansäästönopeuden säätötoiminnon. Samanaikaisesti pääohjausyksiköllä on myös hihnan katkeaminen, hiilipinoaminen, hihnan repeäminen, savun esto, luistaminen, lämpötila ja muut vikasuojaustoiminnot.
Suoritusyksikkö: taajuusmuuttaja vastaanottaa PLC:n taajuuden säätösignaalin moottorille syötetyn jännitteen taajuuden mukaisesti annetun signaalin ulostulon mukaisesti moottorin nopeuden säätöä varten ja suorittaa hihnakuljettimen eri toimintoja. Taajuustekniikan muuntamisen jälkeen hihnakone toteuttaa täysin hihnakuljettimen pehmeän käynnistyksen ja pehmeän pysäytyksen toimintatavan, mikä tekee hihnakoneen suorituskyvystä vakaamman.
Muunnoksen jälkeen järjestelmä voi automaattisesti säätää lähtötaajuutta ja lähtömomenttia kuormituksen muutoksen mukaan, muuttamalla aiempaa moottorin taajuuden vakionopeuden toimintamallia, mikä säästää huomattavasti energiankulutusta.
III. Johtopäätös
Yhteenvetona voidaan todeta, että taajuusmuuttajien käyttö hiilikaivoksissa on saavuttanut hyviä tuloksia. Uusien tehoelektronisten laitteiden kehittämisen ja suorituskyvyn jatkuvan parantamisen myötä taajuusmuuttajan nopeudensäätötekniikan soveltaminen hiilikaivostuotannossa tulee olemaan entistä tärkeämpää ja saavuttamaan merkittävämpiä taloudellisia hyötyjä.