applicazione del sistema di controllo elettronico a feedback di frequenza variabile IPC nell'argano da miniera 380 V/660 V
applicazione del sistema di controllo elettronico a feedback di frequenza variabile IPC nell'argano da miniera 380 V/660 V
applicazione del sistema di controllo elettronico a feedback di frequenza variabile IPC nell'argano da miniera 380 V/660 V
  • applicazione del sistema di controllo elettronico a feedback di frequenza variabile IPC nell'argano da miniera 380 V/660 V
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applicazione del sistema di controllo elettronico a feedback di frequenza variabile IPC nell'argano da miniera 380 V/660 V

Questo articolo descrive principalmente l'applicazione del sistema di feedback energetico a frequenza variabile IPC utilizzato negli argani da pozzo. Questo sistema adotta l'inverter speciale della serie PH7 per il settore del sollevamento e le apparecchiature di feedback energetico per impieghi gravosi della serie PFH, e ricostruisce la modalità di controllo della velocità originale con resistenza in serie del rotore, che può reimmettere in rete l'energia rigenerata del motore di sollevamento.


1. Introduzione

Il sollevamento in miniera è una parte importante del processo di produzione mineraria. Il minerale o il carbone estratto da vari fronti di lavoro sotterranei viene trasportato tramite mezzi di trasporto attraverso gallerie sotterranee fino al parcheggio sotterraneo, per poi essere sollevato in superficie da mezzi di sollevamento. Il sollevamento e l'abbassamento del personale, così come il trasporto di materiali e attrezzature, richiedono l'utilizzo di mezzi di sollevamento. Rappresentano il fulcro che collega il sistema di produzione sotterraneo della miniera e il piazzale industriale a terra, e l'importante ruolo del sollevamento in miniera è descritto con l'immagine della "gola della miniera", il che è molto appropriato. Essendo le attrezzature più comunemente utilizzate nel sollevamento in miniera, i paranchi o gli argani da miniera hanno elevati requisiti di affidabilità, sicurezza ed economicità. Il sistema di controllo elettrico a retroazione a frequenza variabile del settore sollevamento della Jianeng Company è stato utilizzato con successo nella ristrutturazione dell'argano nella miniera d'argento di Changce, nella contea di Yizhang, della Yixin Industrial Co., Ltd. nella città di Chenzhou. Questo articolo fornirà un'introduzione dettagliata alla sua applicazione.

2、 Requisiti di trasmissione elettrica per gli argani minerari

1. Caratteristiche di carico dell'argano da miniera

Quando un oggetto pesante si solleva, il motore deve superare varie resistenze (tra cui il peso e l'attrito dell'oggetto), che appartengono ai carichi di resistenza.

Quando un oggetto pesante viene abbassato, grazie alla sua capacità di scendere in base all'accelerazione di gravità (energia potenziale), quando la gravità dell'oggetto pesante è maggiore della resistenza di attrito del meccanismo di trasmissione, la gravità (energia potenziale) dell'oggetto pesante stesso è la forza motrice per la discesa e il motore diventa il destinatario dell'energia, appartenendo quindi al carico di potenza.

2. Requisiti per il conducente del motore dell'argano della miniera

① Elevata coppia di spunto e buone caratteristiche di regolazione della velocità;

② Elevata capacità di sovraccarico;

③ A basse frequenze, può generare una coppia elevata e non può scivolare quando è sospeso;

④ Durante l'abbassamento, il motore genera una grande quantità di energia rigenerativa ed è necessario essere in grado di gestire ragionevolmente l'energia rigenerativa del motore.

3. Svantaggi dei sistemi di controllo tradizionali per gli argani minerari

① Elevato consumo energetico

Il metodo tradizionale di controllo della velocità per gli argani da miniera è il controllo della velocità tramite resistenza in serie del rotore del motore di avvolgimento. Questo sistema di controllo consuma una grande quantità di potenza di scorrimento sulle resistenze collegate in serie al rotore (che di solito rappresenta oltre il 30% del consumo energetico totale), con conseguente notevole spreco di energia elettrica. Sia dal punto di vista del risparmio energetico che economico, non è consigliabile.

② Scarsa prestazione di regolazione della velocità

Il metodo di regolazione della velocità tramite resistenza in serie del rotore appartiene alla regolazione graduale della velocità, e la riduzione della velocità è ottenuta attraverso il consumo energetico della resistenza esterna del rotore. L'aspetto più importante è che minore è la velocità, più morbide sono le caratteristiche meccaniche del motore e minore è la coppia di uscita. Inoltre, la regolazione graduale della velocità ha un impatto significativo sui motori e sulle apparecchiature meccaniche, con conseguente funzionamento instabile delle apparecchiature, regolazione discontinua della velocità, facile deragliamento e alto tasso di guasti. Per la modalità di produzione continua 24 ore su 24 delle miniere di carbone, si verificano perdite economiche significative.

③ Scarsa affidabilità del sistema

L'apertura e la chiusura frequenti dei contattori (i contattori si aprono e si chiudono frequentemente in condizioni di corrente elevata) causano spesso la sinterizzazione dei contatti del contattore e la bruciatura delle bobine.

Misure di protezione inadeguate possono facilmente portare al burnout del motore.

Il freno C è sottoposto a forti urti e le pastiglie dei freni sono molto usurate, il che fa sì che il freno non aderisca bene e richieda frequenti interventi di manutenzione e sostituzione.

④ Elevati costi di manutenzione

I contattori, le spazzole del rotore del motore avvolte e gli anelli collettori spesso richiedono manutenzione e sostituzione, il che è costoso.

Il riduttore e il freno sono sottoposti a notevoli sollecitazioni e spesso necessitano di manutenzione.

Le caratteristiche del metodo di regolazione della velocità tramite resistenza in serie del rotore C determinano in ultima analisi un'efficienza produttiva limitata (frequenti guasti durante gli stati di arresto e manutenzione), un carico di lavoro di manutenzione elevato e maggiori costi di utilizzo e manutenzione.

4. Vantaggi del sistema di controllo elettrico a retroazione di conversione di frequenza per l'argano della miniera

① Il convertitore di frequenza ha buone prestazioni di regolazione della velocità, elevata coppia di avviamento, caratteristiche meccaniche robuste e posizionamento preciso.

② Il convertitore di frequenza funziona in modo fluido, con un impatto minimo sul riduttore e sul freno, riducendo la manutenzione dell'attrezzatura e prolungando la durata utile del paranco.

3 Dopo aver utilizzato il convertitore di frequenza, non è più necessario utilizzare i contattori e il motore avvolto può anche essere sostituito con un motore a gabbia di scoiattolo senza la necessità di manutenzione delle spazzole e degli anelli collettori

④ Il convertitore di frequenza ha un'elevata efficienza operativa e dispone di funzioni complete di protezione, monitoraggio e autodiagnosi per il motore e il sistema. Se abbinato al controllo PLC, può migliorare notevolmente l'affidabilità del sistema di controllo elettrico dell'argano della miniera.

⑤ La funzione di feedback energetico può restituire l'energia rigenerativa del motore alla rete elettrica, consentendo un notevole risparmio di elettricità.

3、 Applicazione del sistema di controllo elettronico a retroazione di conversione di frequenza IPC nella ristrutturazione a risparmio energetico degli argani minerari (380 V)

In base alle caratteristiche di carico e ai requisiti di controllo dell'attrezzatura dell'argano della miniera, la configurazione principale del sistema di controllo elettrico a feedback di frequenza variabile è la seguente:

 

progetto

parametro

Osservazioni

Convertitore di frequenza di sistema

PH7-04-075NDC

75KW/165A/380V

1 unità

Dispositivo di feedback energetico del sistema

PFH55-4

Corrente nominale: 55A, corrente di picco: 80A

1 unità

PLC di sistema

Siemens S7-200

CPU224/AC/DC/Relè

6ES7 214-1BD23-0XB8


Description

3. Sistema di trasformazione a risparmio energetico per il feedback di conversione della frequenza dell'argano della miniera

Dopo la trasformazione del sistema di verricello minerario, il motore del meccanismo di sollevamento del verricello minerario è stato dotato di velocità infinitamente variabile, migliorando notevolmente le prestazioni di controllo del meccanismo di sollevamento e riducendo l'enorme impatto sul motore e sulle parti meccaniche. Allo stesso tempo, il feedback energetico aumenterà l'energia rigenerativa del motore da reimmettere nella rete, con un notevole risparmio di elettricità, riducendo la temperatura ambiente di funzionamento delle apparecchiature in loco e prolungando la durata utile delle apparecchiature elettriche. Il sistema di ristrutturazione a risparmio energetico è dotato di due quadri elettrici, costituiti da un convertitore di frequenza e da un dispositivo di feedback energetico PLC. Le funzioni specifiche del contattore e degli altri componenti sono riassunte come segue:

1. Dopo la trasformazione del sistema, la modalità di controllo del feedback a frequenza variabile del motore può essere commutata liberamente con la modalità di controllo della frequenza di potenza della resistenza in serie del rotore originale e le due modalità di controllo sono interbloccate elettricamente per garantire la sicurezza del funzionamento del sistema.

2. Dopo la trasformazione del sistema, la modalità operativa e le abitudini originali del verricello da miniera saranno mantenute, ovvero il controllo degli ingranaggi e la modalità operativa del controller a camme originale saranno mantenuti. In questo modo, non verrà influenzato il normale funzionamento dell'operatore del verricello da miniera e verrà garantita la qualificazione dell'ispezione delle attrezzature speciali del verricello da miniera.

3. Il sistema di controllo elettrico a feedback di frequenza variabile del meccanismo di sollevamento è dotato di molteplici funzioni di protezione, quali cortocircuito, sovratensione, sovracorrente, perdita di fase, sovraccarico e sovratemperatura, per massimizzare la protezione del meccanismo di sollevamento dell'argano della miniera.

4. Il sistema adotta un convertitore di frequenza per azionare il motore del meccanismo di sollevamento. Quando il motore aziona il potenziale carico da abbassare, si troverà in uno stato di generazione di energia rigenerativa. Il dispositivo di feedback energetico restituirà alla rete elettrica l'energia rigenerata del motore in stato di generazione, garantendo il normale funzionamento del sistema a frequenza variabile e consentendo un notevole risparmio energetico.


4. Debug del sistema

1. Debug dei programmi PLC e dei circuiti di controllo. Una volta completata l'installazione dell'apparecchiatura, il circuito di controllo viene acceso e il circuito principale viene spento. Eseguire il debug del circuito di controllo e del programma PLC per garantire il corretto controllo logico del circuito di controllo e del PLC e il normale funzionamento di tutti i componenti.

② Debug del convertitore di frequenza.

Scollegare il motore dell'argano da miniera dal riduttore e utilizzare la modalità di controllo V/F per il funzionamento a vuoto del convertitore di frequenza. Trascinare il motore per garantirne un funzionamento stabile e normale e che la tensione e la corrente di uscita del convertitore di frequenza siano normali.

Scollegare il motore dell'argano da miniera dal riduttore e utilizzare un metodo di controllo vettoriale senza PG per il convertitore di frequenza per eseguire l'autoapprendimento rotazionale e ottenere i parametri del motore. Quindi, il metodo di controllo vettoriale senza PG viene utilizzato per il funzionamento a vuoto, trascinando il motore e regolando i parametri corrispondenti per garantirne un funzionamento stabile. La tensione e la corrente di uscita del convertitore di frequenza sono normali.

Collegare il motore dell'argano al riduttore e utilizzare un controllo vettoriale senza PG per il convertitore di frequenza. Far funzionare il convertitore di frequenza sotto carico per garantire un funzionamento stabile del motore.

③ Debug del dispositivo di feedback energetico.

Eseguire test di abbassamento a vuoto e con carico pesante sull'argano della miniera, impostare correttamente il valore della tensione di azione di feedback del dispositivo di feedback energetico e garantire il normale funzionamento del convertitore di frequenza e del sistema di feedback energetico.

④ Il debug e il funzionamento generale del sistema.

L'intero sistema viene sottoposto a test complessivi per garantire che il verricello da miniera venga sollevato e abbassato senza carico, sollevato e abbassato sotto carico pesante, che la velocità di ogni marcia soddisfi i requisiti, che i cambi di marcia siano normali e che il convertitore di frequenza e il dispositivo di feedback energetico funzionino regolarmente. Vengono inoltre eseguiti test di commutazione di lavoro e di conversione di frequenza per garantire la normale commutazione e il normale funzionamento a frequenza di rete.

4. L'effetto dell'applicazione e la valutazione del cliente del sistema di controllo elettrico a retroazione di conversione di frequenza IPC nella ristrutturazione a risparmio energetico degli argani minerari

Il funzionamento effettivo del sistema ha dimostrato che l'applicazione del sistema di controllo elettrico a retroazione di frequenza variabile IPC nella ristrutturazione a risparmio energetico degli argani minerari non modifica la modalità di funzionamento originale degli argani minerari e il freno a mano originale può essere praticamente eliminato, semplificando l'operazione. Il sistema funziona in modo stabile e affidabile, con eccellenti prestazioni di regolazione della velocità, elevata coppia di spunto e coppia di uscita a bassa frequenza; quando il meccanismo viene abbassato, l'elettricità in eccesso generata dalla generazione di energia rigenerativa del motore viene reimmessa nella rete, con un notevole risparmio energetico. Il cliente è molto soddisfatto dell'efficacia del sistema di controllo elettronico a retroazione di frequenza variabile IPC nella ristrutturazione a risparmio energetico degli argani minerari. Dopo misurazioni effettive, il sistema di controllo elettronico a retroazione di frequenza variabile IPC può risparmiare oltre il 28% di energia elettrica rispetto al metodo originale di regolazione della velocità con resistenza in serie del rotore del motore di avvolgimento dell'argano minerario.

5、 Conclusion

L'applicazione del sistema di controllo elettronico a retroazione con conversione di frequenza IPC nella trasformazione a risparmio energetico degli argani minerari ha migliorato il livello di automazione delle attrezzature per argani nell'industria mineraria e accelerato l'ammodernamento delle attrezzature industriali. Ha svolto un ruolo molto positivo nel migliorare la capacità produttiva dell'industria mineraria e nel garantirne la sicurezza produttiva.

Ancora più importante, l'argano di sollevamento minerario è un'attrezzatura mineraria su larga scala e il suo consumo energetico rappresenta una quota significativa del consumo energetico totale dell'intera produzione mineraria. Rispetto al sistema di controllo della velocità con resistenza in serie del rotore del motore avvolto, il sistema di controllo elettrico a retroazione di frequenza variabile consente di risparmiare notevolmente energia elettrica, riducendo significativamente i costi di produzione e generando vantaggi economici per l'industria mineraria.