کاربرد سیستم کنترل الکترونیکی فیدبک فرکانس متغیر IPC در وینچ معدن 380v/660v
کاربرد سیستم کنترل الکترونیکی فیدبک فرکانس متغیر IPC در وینچ معدن 380v/660v
کاربرد سیستم کنترل الکترونیکی فیدبک فرکانس متغیر IPC در وینچ معدن 380v/660v
  • کاربرد سیستم کنترل الکترونیکی فیدبک فرکانس متغیر IPC در وینچ معدن 380v/660v
  • کاربرد سیستم کنترل الکترونیکی فیدبک فرکانس متغیر IPC در وینچ معدن 380v/660v
  • کاربرد سیستم کنترل الکترونیکی فیدبک فرکانس متغیر IPC در وینچ معدن 380v/660v

کاربرد سیستم کنترل الکترونیکی فیدبک فرکانس متغیر IPC در وینچ معدن 380v/660v

این مقاله عمدتاً کاربرد سیستم بازخورد انرژی فرکانس متغیر IPC را که در وینچ چاه استفاده می‌شود، شرح می‌دهد. این سیستم از اینورتر مخصوص سری PH7 برای صنعت بالابر و تجهیزات بازخورد انرژی سنگین سری PFH استفاده می‌کند و حالت کنترل سرعت مقاومت سری روتور اصلی را بازسازی می‌کند که می‌تواند انرژی احیا شده موتور بالابر را به شبکه بازگرداند.


۱. مقدمه

بالابری معدن بخش مهمی از فرآیند تولید معدن است. سنگ معدن یا زغال سنگ استخراج شده از سطوح مختلف کاری زیرزمینی توسط تجهیزات حمل و نقل از طریق تونل‌های زیرزمینی به پارکینگ زیرزمینی منتقل می‌شود و سپس توسط تجهیزات بالابری به سطح زمین آورده می‌شود. بالا و پایین بردن پرسنل و همچنین حمل و نقل مواد و تجهیزات، همگی نیاز به استفاده از تجهیزات بالابری دارند. این مرکز اتصال سیستم تولید زیرزمینی معدن و میدان صنعتی زمینی است و نقش مهم بالابری معدن با تصویر "گلوگاه معدن" توصیف شده است که بسیار مناسب است. بالابرها یا وینچ‌های معدن به عنوان رایج‌ترین تجهیزات مورد استفاده در بالابری معدن، الزامات بالایی برای قابلیت اطمینان، ایمنی و اقتصادی بودن خود دارند. سیستم کنترل الکتریکی بازخورد فرکانس متغیر صنعت بالابری شرکت جیاننگ با موفقیت در بازسازی وینچ در معدن نقره چانگسه در شهرستان ییژانگ، شرکت صنعتی ییشین در شهر چنژو مورد استفاده قرار گرفته است. این مقاله مقدمه‌ای مفصل در مورد کاربرد آن ارائه می‌دهد.

2، الزامات انتقال برق برای وینچ های معدن

1. مشخصات بار وینچ معدن

وقتی یک جسم سنگین بالا می‌رود، موتور باید بر مقاومت‌های مختلفی (از جمله وزن و اصطکاک جسم) غلبه کند که به بارهای مقاومتی تعلق دارند.

وقتی یک جسم سنگین پایین می‌آید، به دلیل توانایی آن در پایین آمدن بر اساس شتاب گرانش (انرژی پتانسیل)، وقتی گرانش جسم سنگین بیشتر از مقاومت اصطکاکی مکانیزم انتقال باشد، گرانش (انرژی پتانسیل) خود جسم سنگین نیروی محرکه برای پایین آمدن است و موتور دریافت کننده انرژی می‌شود، بنابراین به بار قدرت تعلق دارد.

۲. الزامات مربوط به راننده موتور وینچ معدن

① گشتاور راه اندازی بالا و ویژگی های تنظیم سرعت خوب؛

② ظرفیت اضافه بار قوی؛

③ در فرکانس‌های پایین، می‌تواند گشتاور بزرگی تولید کند و در حالت معلق نمی‌تواند بلغزد.

④ هنگام پایین آمدن، موتور مقدار زیادی انرژی احیاکننده تولید می‌کند و لازم است که بتوان انرژی احیاکننده موتور را به طور معقول مدیریت کرد.

۳. معایب سیستم‌های کنترل سنتی برای وینچ‌های معدن

① مصرف انرژی بالا

روش سنتی کنترل سرعت برای وینچ‌های معدنی، کنترل سرعت با مقاومت سری روتور موتور سیم‌پیچ است. این سیستم کنترل مقدار زیادی توان لغزشی را روی مقاومت‌های متصل به صورت سری با روتور مصرف می‌کند (که معمولاً بیش از 30٪ از کل مصرف انرژی را تشکیل می‌دهد) و منجر به اتلاف قابل توجه انرژی الکتریکی می‌شود. از نظر صرفه‌جویی در مصرف انرژی و اقتصادی، این روش توصیه نمی‌شود.

② عملکرد ضعیف تنظیم سرعت

روش تنظیم سرعت با مقاومت سری روتور، جزو تنظیم سرعت درجه‌بندی شده است و کاهش سرعت از طریق مصرف انرژی مقاومت خارجی روتور حاصل می‌شود. مهمترین نکته این است که هرچه سرعت کمتر باشد، ویژگی‌های مکانیکی موتور نرم‌تر و گشتاور خروجی کوچکتر است. علاوه بر این، تنظیم سرعت درجه‌بندی شده تأثیر قابل توجهی بر موتورها و تجهیزات مکانیکی دارد و منجر به عملکرد ناپایدار تجهیزات، تنظیم سرعت ناپیوسته، خروج آسان از ریل و نرخ خرابی بالا می‌شود. برای حالت تولید مداوم 24 ساعته معادن زغال سنگ، ضررهای اقتصادی قابل توجهی وجود دارد.

③ قابلیت اطمینان ضعیف سیستم

باز و بسته شدن مکرر کنتاکتورها (کنتاکتورها تحت شرایط جریان بالا مرتباً باز و بسته می‌شوند) اغلب باعث پختگی کنتاکت‌های کنتاکتور و سوختن سیم‌پیچ‌ها می‌شود.

اقدامات حفاظتی ناکافی به راحتی می‌تواند منجر به فرسودگی موتور شود.

ترمز C در معرض ضربه قابل توجهی قرار دارد و لنت‌های ترمز به شدت ساییده می‌شوند، که باعث می‌شود ترمز به راحتی محکم نشود و نیاز به نگهداری و تعویض مکرر داشته باشد.

④ هزینه‌های بالای نگهداری

کنتاکتورها، جاروبک‌های روتور موتور سیم‌پیچی شده و حلقه‌های لغزان اغلب نیاز به نگهداری و تعویض دارند که پرهزینه است.

کاهنده سرعت و ترمز به شدت تحت تأثیر قرار می‌گیرند و اغلب نیاز به تعمیر و نگهداری دارند.

ویژگی‌های روش تنظیم سرعت مقاومتی روتور سری C در نهایت منجر به راندمان تولید محدود (خرابی‌های مکرر در حالت‌های خاموشی و تعمیر و نگهداری)، حجم کار سنگین تعمیر و نگهداری و افزایش هزینه‌های استفاده و نگهداری می‌شود.

4. مزایای سیستم کنترل الکتریکی بازخورد تبدیل فرکانس برای وینچ معدن

① مبدل فرکانس دارای عملکرد تنظیم سرعت خوب، گشتاور شروع بزرگ، ویژگی‌های مکانیکی سخت و موقعیت‌یابی دقیق است.

② مبدل فرکانس به طور روان و با حداقل تأثیر بر کاهنده و ترمز کار می‌کند، که باعث کاهش هزینه تعمیر و نگهداری تجهیزات و افزایش عمر مفید بالابر می‌شود.

③ پس از استفاده از مبدل فرکانس، دیگر نیازی به استفاده از کنتاکتور نیست و موتور سیم‌پیچی شده را می‌توان بدون نیاز به نگهداری جاروبک‌ها و حلقه‌های لغزان به موتور قفس سنجابی تبدیل کرد.

④ مبدل فرکانس از راندمان عملیاتی بالایی برخوردار است و دارای عملکردهای کامل حفاظتی، نظارتی و خودآزمایی برای موتور و سیستم است. در صورت ترکیب با کنترل PLC، می‌تواند قابلیت اطمینان سیستم کنترل الکتریکی وینچ معدن را تا حد زیادی بهبود بخشد.

⑤ تابع بازخورد انرژی می‌تواند انرژی احیاکننده موتور را به شبکه برق بازگرداند و تا حد زیادی در مصرف برق صرفه‌جویی کند.

۳. کاربرد سیستم کنترل الکترونیکی فیدبک تبدیل فرکانس IPC در نوسازی وینچ‌های معدن با هدف صرفه‌جویی در مصرف انرژی (۳۸۰ ولت)

با توجه به مشخصات بار و الزامات کنترلی تجهیزات وینچ معدن، پیکربندی اصلی سیستم کنترل الکتریکی با بازخورد فرکانس متغیر به شرح زیر است:

 

پروژه

پارامتر

اظهارات

مبدل فرکانس سیستم

PH7-04-075NDC

75 کیلووات/165 آمپر/380 ولت

۱ واحد

دستگاه بازخورد انرژی سیستم

پی‌اف‌اچ۵۵-۴

جریان نامی: ۵۵ آمپر، جریان پیک: ۸۰ آمپر

۱ واحد

سیستم PLC

زیمنس S7-200

CPU224/AC/DC/رله

6ES7 214-1BD23-0XB8


Description

3. سیستم تبدیل انرژی برای بازخورد تبدیل فرکانس وینچ معدن

پس از تغییر سیستم وینچ معدن، موتور مکانیزم بالابر وینچ معدن با سرعت بی‌نهایت متغیر، عملکرد کنترل مکانیزم بالابر را تا حد زیادی بهبود بخشید و تأثیر زیاد بر موتور و قطعات مکانیکی را کاهش داد. در عین حال، بازخورد انرژی، انرژی احیاکننده موتور را که به شبکه بازگردانده می‌شود، افزایش می‌دهد و باعث صرفه‌جویی زیادی در مصرف برق، کاهش دمای محیط کار تجهیزات در محل و افزایش عمر مفید تجهیزات الکتریکی می‌شود. سیستم نوسازی صرفه‌جویی در انرژی دارای دو کابینت کنترل است که شامل یک مبدل فرکانس و یک دستگاه بازخورد انرژی PLC است. عملکردهای خاص کنتاکتور و سایر اجزا به شرح زیر خلاصه می‌شود:

۱. پس از تبدیل سیستم، حالت کنترل فیدبک فرکانس متغیر موتور را می‌توان آزادانه با حالت کنترل فرکانس توان مقاومت سری روتور اصلی جابجا کرد و دو حالت کنترل به صورت الکتریکی به هم متصل می‌شوند تا ایمنی عملکرد سیستم تضمین شود.

۲. پس از تغییر سیستم، حالت و عادات عملکرد اصلی وینچ معدن حفظ خواهد شد، یعنی کنترل دنده و حالت عملکرد کنترل‌کننده بادامک اصلی حفظ خواهد شد. به این ترتیب، بر عملکرد عادی اپراتور وینچ معدن تأثیری نخواهد گذاشت و اطمینان حاصل می‌شود که بازرسی تجهیزات ویژه وینچ معدن واجد شرایط است.

۳. سیستم کنترل الکتریکی با بازخورد فرکانس متغیر مکانیزم بالابر دارای عملکردهای حفاظتی متعددی مانند اتصال کوتاه، اضافه ولتاژ، اضافه جریان، قطع فاز، اضافه بار و افزایش دما است تا حداکثر حفاظت از مکانیزم بالابر وینچ معدن را فراهم کند.

۴. این سیستم از یک مبدل فرکانس برای به حرکت درآوردن موتور مکانیزم بالابر استفاده می‌کند. هنگامی که موتور بار بالقوه‌ای را که قرار است پایین آورده شود، به حرکت در می‌آورد، موتور در حالت تولید برق احیاکننده قرار می‌گیرد. دستگاه بازخورد انرژی، انرژی احیاشده موتور را در حالت تولید به شبکه برق بازمی‌گرداند و عملکرد عادی سیستم فرکانس متغیر را تضمین می‌کند و در مصرف برق صرفه‌جویی زیادی می‌کند.


۴. اشکال‌زدایی سیستم

① اشکال‌زدایی برنامه‌های PLC و مدارهای کنترل. پس از اتمام نصب تجهیزات، مدار کنترل روشن می‌شود و مدار اصلی روشن نمی‌شود. اشکال‌زدایی مدار کنترل و برنامه PLC را انجام دهید تا از کنترل منطقی صحیح مدار کنترل و PLC و عملکرد عادی همه اجزا اطمینان حاصل شود.

② اشکال‌زدایی مبدل فرکانس.

موتور وینچ معدن را از کاهنده جدا کنید و از حالت کنترل V/F برای عملکرد بدون بار مبدل فرکانس استفاده کنید. موتور را بکشید تا از عملکرد پایدار و عادی موتور اطمینان حاصل شود و ولتاژ و جریان خروجی مبدل فرکانس طبیعی باشد.

موتور وینچ معدن را از کاهنده جدا کنید و از روش کنترل بردار آزاد PG برای مبدل فرکانس استفاده کنید تا خودآموزی چرخشی را انجام داده و پارامترهای موتور را بدست آورد. سپس، روش کنترل بردار آزاد PG برای عملکرد بدون بار، کشیدن موتور و تنظیم پارامترهای مربوطه برای اطمینان از عملکرد پایدار موتور استفاده می‌شود. ولتاژ و جریان خروجی مبدل فرکانس طبیعی است.

موتور وینچ را به کاهنده سرعت متصل کنید و از کنترل برداری بدون PG برای مبدل فرکانس استفاده کنید. مبدل فرکانس را با بار راه اندازی کنید تا از عملکرد پایدار موتور اطمینان حاصل شود.

③ اشکال‌زدایی دستگاه بازخورد انرژی.

آزمایش‌های کاهش بار بدون بار و بار سنگین را روی وینچ معدن انجام دهید، مقدار ولتاژ عملکرد بازخورد دستگاه بازخورد انرژی را به درستی تنظیم کنید و از عملکرد طبیعی مبدل فرکانس و سیستم بازخورد انرژی اطمینان حاصل کنید.

④ اشکال‌زدایی و عملکرد کلی سیستم.

کل سیستم تحت آزمایش‌های کلی قرار می‌گیرد تا اطمینان حاصل شود که وینچ معدن بدون بار بالا و پایین می‌رود، تحت بار سنگین بالا و پایین می‌رود، سرعت هر دنده مطابق با الزامات است، تعویض دنده‌ها طبیعی است و مبدل فرکانس و دستگاه بازخورد انرژی به طور عادی کار می‌کنند. و آزمایش‌های کار و سوئیچینگ تبدیل فرکانس را انجام دهید تا از سوئیچینگ عادی و عملکرد عادی فرکانس برق اطمینان حاصل شود.

۴، اثر کاربرد و ارزیابی مشتری از سیستم کنترل الکتریکی بازخورد تبدیل فرکانس IPC در نوسازی صرفه‌جویی در انرژی وینچ‌های معدن

عملکرد واقعی سیستم ثابت کرده است که استفاده از سیستم کنترل الکتریکی بازخورد فرکانس متغیر IPC در بازسازی صرفه‌جویی در مصرف انرژی وینچ‌های معدنی، حالت عملکرد اصلی وینچ‌های معدنی را تغییر نمی‌دهد و اساساً دیگر نمی‌توان از ترمز دستی اصلی استفاده کرد که این امر عملیات را ساده می‌کند. این سیستم با عملکرد تنظیم سرعت عالی و گشتاور راه‌اندازی بزرگ و خروجی گشتاور با فرکانس پایین، به طور پایدار و قابل اعتمادی کار می‌کند. هنگامی که مکانیزم پایین می‌آید، برق اضافی تولید شده توسط تولید برق احیا کننده موتور به شبکه بازگردانده می‌شود و در مصرف انرژی صرفه‌جویی زیادی می‌کند. مشتری از اثربخشی سیستم کنترل الکترونیکی بازخورد فرکانس متغیر IPC در بازسازی صرفه‌جویی در مصرف انرژی وینچ‌های معدنی بسیار راضی است. پس از اندازه‌گیری واقعی، سیستم کنترل الکترونیکی بازخورد فرکانس متغیر IPC می‌تواند بیش از 28٪ انرژی الکتریکی را در مقایسه با روش تنظیم سرعت مقاومت سری روتور موتور وینچ معدنی اصلی، صرفه‌جویی کند.

۵. نتیجه‌گیری

استفاده از سیستم کنترل الکترونیکی بازخورد تبدیل فرکانس IPC در تبدیل صرفه‌جویی در انرژی وینچ‌های معدنی، سطح اتوماسیون تجهیزات وینچ را در صنعت معدن بهبود بخشیده و ارتقاء تجهیزات صنعتی در صنعت معدن را تسریع کرده است. این امر نقش بسیار مثبتی در بهبود ظرفیت تولید صنعت معدن و تضمین تولید ایمن آن داشته است.

مهمتر از همه، تجهیزات بالابر معدن جزو تجهیزات معدنی در مقیاس بزرگ هستند و مصرف انرژی آنها بخش قابل توجهی از کل مصرف انرژی کل تولید معدن را تشکیل می‌دهد. در مقایسه با سیستم کنترل سرعت مقاومتی سری روتور موتور سیم‌پیچی شده، سیستم کنترل الکتریکی با بازخورد فرکانس متغیر می‌تواند به میزان زیادی در مصرف برق صرفه‌جویی کند، هزینه‌های تولید را به طور واقعی کاهش دهد و مزایای اقتصادی برای صنعت معدن ایجاد کند.