Steenkoolbedrijven zijn grote stroomverbruikers. Het aandeel van elektriciteit in de productie van steenkoolmijnen is vrij groot. Volgens het onderzoek is het elektriciteitsverbruik van ventilatoren, waterpompen, compressoren, hijslieren en gaspompen goed voor meer dan 40% van het totale elektriciteitsverbruik van de productie van steenkoolmijnen. De ontwikkeling van technologie voor variabele frequentieregeling kan het proces van enkelvoudige besturing effectief oplossen, terwijl realtime besturing, de automatiseringsgraad en andere problemen beperkt zijn.
Toepassing van energiebesparende technologie met frequentieomvormers in de kolenmijnindustrie
I. Het principe en de energiebesparende rol van frequentieregeltechniek
1. Het principe van de frequentieregeltechniek
Snelheidsregeling met AC-frequentieomvormers is een nieuwe technologie die de afgelopen decennia is ontwikkeld. Deze technologie heeft uitstekende prestaties op het gebied van snelheidsregeling, een opmerkelijk energiebesparingseffect en brede toepasbaarheid in diverse sectoren van de nationale economie. De technologie wordt erkend als een veelbelovende manier van snelheidsregeling. De technologie voor snelheidsregeling met AC-frequentieomvormers is een uitgebreide toepassing van microcomputertechnologie, vermogenselektronica en motortransmissietechnologie. Het basisprincipe is dat, onder invloed van vermogenshalfgeleiders, de werkfrequentie van de wisselspanning via een gelijkrichtbrug wordt omgezet in gelijkspanning. Vervolgens wordt de wisselspanning van de omvormer omgezet in de frequentie-instelbare wisselspanning die dient als aandrijfvermogen van de wisselstroommotor. De elektromotor verkrijgt zo de spanning en stroom die nodig zijn voor traploze snelheidsregeling. Dit is een van de meest efficiënte manieren van snelheidsregeling zonder extra verplaatsingsverlies.
Dit kan worden gebruikt als een zeer efficiënte snelheidsregelingsmethode zonder extra verplaatsingsverlies, zodat tegelijkertijd de elektromotor de spanning en stroom krijgt die nodig zijn voor traploze snelheidsregeling.
2. De energiebesparende rol van frequentieregeltechnologie
Met de snelle ontwikkeling van elektronische technologie, computertechnologie, automatische regeltechnologie en technologie met een hoog uitgangsvermogen, heeft de technologie voor de snelheidsregeling van frequentieomvormers voor wisselstroommotoren een doorbraak bereikt en is het een belangrijk middel geworden om energie te besparen en het milieu te verbeteren. Bovendien is het bevorderen van technologische vooruitgang een onvermijdelijke ontwikkelingstrend geworden.
Specifieke toepassingen van variabele frequentieregeltechnologie in de kolenwinning met behulp van transportbanden als voorbeelden
1. Energiebesparend probleem bij de productie van een transportband in de kolenmijn
Transportbanden worden veel gebruikt als belangrijkste transportmiddel in kolenmijnen. Met de ontwikkeling van hoge productiviteit en efficiënte werkoppervlakken in kolenmijnen worden transportbanden voor lange afstanden, grote volumes en hoge snelheden steeds vaker ontworpen, geproduceerd en in gebruik genomen. Het gebruik van deze grote machines zorgt ervoor dat de transportband een grote stootbelasting heeft, wat leidt tot een ongelijkmatig motorvermogen, wat leidt tot overbelasting van de motor en andere problemen.
Daarom zijn de volgende vereisten voor het starten en bedienen van de transportband: als de motor direct overbelast wordt bij het starten, moet de voeding 6-7 keer meer stroom leveren dan bij normaal gebruik, waardoor de motor oververhit raakt door overmatige stroom en een te lange opstarttijd; Het elektriciteitsnet zal de werking van andere apparatuur beïnvloeden door overmatige spanningsdaling als gevolg van grote stroom; Daarom kan het nieuwe type aandrijfsysteem de stroom verminderen wanneer de motor start. Momenteel vereisen grote transportbanden dat het aandrijfsysteem een instelbaar, soepel, schokvrij startkoppel biedt om de impact te verminderen, waardoor de krachtconditie van de hele machine wordt verbeterd, de levensduur van de hele machine wordt verlengd, de betrouwbaarheid van de apparatuur wordt verbeterd, dat wil zeggen, om een zachte start te bereiken. Bij transportbanden over lange afstanden zal het spanmechanisme niet worden aangedraaid als de start te snel is, waardoor de transmissierol slipt, wat resulteert in een verhittingsbrand; Bij transportbanden met een grote helling zal een te snelle startversnelling leiden tot materiaalslip of rollen; Dit vereist een regelbare opstartversnelling om een soepele start te bereiken. Om het onderhoud van transportbanden te vergemakkelijken, willen we een testbandbedrijf met lage snelheid realiseren.
Kortom, het aandrijfsysteem moet zich kunnen aanpassen aan de eisen van start-, bedrijfs- en parkeeromstandigheden, zodat de transportband soepel start en stopt, efficiënt loopt, in balans is en veilig werkt. Momenteel gebruiken de meeste kolenmijnen in China echter hydraulische koppelingen om een zachte start van de transportbandmachines te realiseren, waarbij de mechanische efficiëntie van de hydraulische koppeling bij het opstarten op nul wordt ingesteld, zodat de motor onbelast start.
2. Frequentieregeltechnologie in transportbandtoepassingen
Het automatische besturingssysteem met frequentieregeling in de transportband bestaat uit een programmeerbare PLC-controller, frequentieomvormer, stroomwisselaar, stroomtransmitter, nucleaire bandweegschaal, bandsnelheidssensor en motorsnelheidssensor, enz. Deze kunnen worden samengevat in drie delen: detectie-eenheid, controle-eenheid en uitvoeringseenheid.
Detectie-eenheid: De stroomsensor en de zender registreren het motorstroomsignaal. Het door de bandsnelheidssensor geregistreerde bandsnelheidssignaal wordt omgezet in een spanningssignaal. Het door de motorsnelheidssensor geregistreerde snelheidssignaal wordt omgezet in een spanningssignaal. De nucleaire bandweegschaal registreert het stroomsignaal. Elk signaal wordt naar de kernmodule gestuurd.
Besturingseenheid: Zodra de PLC het detectiesignaal ontvangt, worden na beoordeling van de beslissing de start van de transportband, de vermogensbalans en de energiebesparende snelheidsaanpassing voltooid. Tegelijkertijd beschikt de hoofdbesturingseenheid ook over functies voor het breken van de band, het stapelen van kolen, het scheuren van de band, rookdetectie, slipdetectie, temperatuurdetectie en andere storingsbeveiligingsfuncties.
Uitvoeringseenheid: de frequentieomvormer ontvangt het frequentieregelsignaal van de PLC, op basis van de gegeven signaaluitvoer van de bijbehorende frequentie van de aan de motor toegevoegde spanning, om de motorsnelheid aan te passen en de verschillende functies van de transportband te voltooien. Na de conversie van de frequentietechnologie realiseert de transportband de softstart- en softstopmodus van de transportband volledig, wat resulteert in stabielere prestaties.
Na de conversie kan het systeem automatisch de uitgangsfrequentie en het uitgangskoppel aanpassen op basis van de belastingsverandering, waardoor het vorige constante snelheidspatroon van de motorfrequentie wordt gewijzigd en er aanzienlijk op het energieverbruik wordt bespaard.
III. Conclusie
Samenvattend kan gezegd worden dat de toepassing van frequentieregelaars in kolenmijnen goede resultaten heeft opgeleverd. Met de ontwikkeling van nieuwe vermogenselektronische apparaten en de voortdurende verbetering van de prestaties zal de toepassing van snelheidsregeltechnologie met behulp van frequentieregelaars in de productie in kolenmijnen een grotere rol spelen en aanzienlijkere economische voordelen opleveren.