Угольные предприятия являются крупными потребителями электроэнергии. Доля потребления электроэнергии в угольной промышленности довольно велика. Согласно исследованию, более 40% электроэнергии, потребляемой вентиляторами, водяными насосами, компрессорами, подъемными лебедками и газоперекачивающим оборудованием, приходится на долю всего потребления электроэнергии в угольной промышленности. Развитие технологии частотно-регулируемого регулирования позволяет эффективно решать проблемы управления отдельными процессами, в то время как оперативная работа неэффективна, уровень автоматизации низок, и существуют другие проблемы.
Применение энергосберегающей технологии преобразователей частоты в угольной промышленности
I. Принцип и энергосберегающая роль технологии частотного управления
1. Принцип технологии управления частотой
Регулирование скорости преобразователя частоты переменного тока является новой технологией, разработанной в последние десятилетия, с ее превосходными характеристиками регулирования скорости, замечательным эффектом энергосбережения и широкой применимостью в различных областях народного хозяйства, и признано в качестве перспективного способа регулирования скорости. Технология регулирования скорости преобразователя частоты переменного тока является всесторонним применением микрокомпьютерной технологии, технологии силовой электроники и технологии трансмиссии двигателей. Основной принцип заключается в том, что под прерывающим эффектом силовых полупроводниковых приборов напряжение переменного тока рабочей частоты преобразуется в напряжение постоянного тока с помощью выпрямительного моста, а затем преобразуется от инвертора в регулируемое по частоте переменное напряжение в качестве мощности привода двигателя переменного тока, так что электродвигатель получает напряжение и ток, необходимые для бесступенчатого регулирования скорости, является одним из эффективных способов регулирования скорости без дополнительных потерь смещения.
Это может быть использовано как высокоэффективный метод регулирования скорости без дополнительных потерь перемещения, в то же время, так что электродвигатель получает напряжение и ток, необходимые для бесступенчатого регулирования скорости.
2. Энергосберегающая роль технологии управления частотой
Благодаря быстрому развитию электронных технологий, компьютерных технологий, технологий автоматического управления и технологий высокой выходной мощности технология регулирования скорости преобразователя частоты двигателя переменного тока достигла прорывного прогресса, став основным средством экономии энергии и улучшения окружающей среды, а также содействием технологическому прогрессу, превратилась в неизбежную тенденцию развития.
Конкретные применения технологии частотно-регулируемого управления в угольной промышленности на примере ленточных конвейеров
1. Ленточный конвейер в проблеме энергосбережения при добыче угля
Ленточные конвейеры широко используются в качестве основного оборудования для транспортировки угля. С развитием угольных шахт всё чаще проектируются, изготавливаются и вводятся в эксплуатацию ленточные конвейеры с высокой производительностью и эффективностью рабочей поверхности, рассчитанные на большие расстояния, большие объёмы и высокую скорость. Использование этих крупногабаритных машин приводит к тому, что конвейер испытывает большую ударную нагрузку, неравномерность выходной мощности двигателя, что приводит к перегрузке двигателя и другим проблемам.
Поэтому к запуску и работе ленточного конвейера предъявляются следующие требования: если двигатель напрямую перегружен при запуске, источник питания должен обеспечивать ток в 6-7 раз больше, чем при нормальной работе, так что двигатель будет перегреваться из-за чрезмерного тока и слишком длительного времени запуска; Электросеть повлияет на работу другого оборудования из-за чрезмерного снижения напряжения из-за большого тока; Поэтому новый тип приводной системы может уменьшить ток при запуске двигателя. В настоящее время для больших ленточных конвейеров требуется, чтобы приводная система обеспечивала регулируемый, плавный, безударный пусковой момент для уменьшения удара, тем самым улучшая силовое состояние всей машины, продлевая срок службы всей машины, повышая надежность оборудования, то есть для достижения плавного пуска. В ленточных конвейерах большой протяженности, если запуск слишком быстрый, натяжное устройство не затянется, так что приводной ролик проскальзывает, что приводит к возгоранию; Для ленточных конвейеров с большим наклоном, если стартовое ускорение слишком быстрое, вызовет проскальзывание или прокатку материала; Это требует контролируемого стартового ускорения для достижения плавного пуска. Для облегчения обслуживания ленточных конвейеров мы надеемся добиться тестовой эксплуатации ленты на низкой скорости.
Подводя итог, можно сказать, что система привода должна быть способна адаптироваться к условиям запуска, эксплуатации и стоянки, обеспечивая плавный запуск и остановку ленточного конвейера, его эффективную работу, сбалансированность и безопасность. Однако в настоящее время на большинстве угольных шахт Китая для плавного пуска ленточных конвейеров используются гидравлические муфты, которые снижают механический КПД гидромуфты до нуля при запуске, что позволяет двигателю запускаться без нагрузки.
2. Технология частотного управления в ленточных конвейерах
Система автоматического управления частотой вращения ленточного конвейера состоит из программируемого контроллера ПЛК, преобразователя частоты, токового обменника, датчика тока, ядерных конвейерных весов, датчика скорости ленты и датчика скорости двигателя и т. д., которые можно разделить на три части: блок обнаружения, блок управления и исполнительный блок.
Блок обнаружения: датчик тока и преобразователь регистрируют сигнал тока двигателя. Сигнал скорости ленты, регистрируемый датчиком скорости ленты, преобразуется в сигнал напряжения. Сигнал скорости, регистрируемый датчиком скорости двигателя, преобразуется в сигнал напряжения. Радиоактивные конвейерные весы регистрируют сигнал расхода. Каждый сигнал поступает в основной модуль.
Блок управления: ПЛК получает сигнал обнаружения и принимает решение, запуская ленточный конвейер, выполняя функции балансировки мощности и регулировки скорости для энергосбережения. Кроме того, главный блок управления выполняет функции защиты от обрыва ленты, укладки угля, разрыва ленты, дыма, проскальзывания, температуры и других неисправностей.
Исполнительное устройство: преобразователь частоты получает сигнал управления частотой от ПЛК, в соответствии с заданным выходным сигналом соответствующей частоты, подаваемым на двигатель, для регулировки скорости двигателя и выполнения различных функций ленточного конвейера. После преобразования частоты ленточная машина полностью реализует режим плавного пуска и плавной остановки ленточного конвейера, что обеспечивает более стабильную работу ленточной машины.
После преобразования система может автоматически регулировать выходную частоту и выходной крутящий момент в соответствии с изменением нагрузки, изменяя предыдущий шаблон работы двигателя с постоянной скоростью, что значительно экономит потребление электроэнергии.
III. Заключение
Подводя итог, можно сказать, что применение преобразователей частоты на угольных шахтах дало хорошие результаты, а с развитием новых силовых электронных устройств и постоянным повышением производительности применение технологии управления скоростью с помощью преобразователей частоты на угольных шахтах будет играть все большую роль и принесет еще более значительные экономические выгоды.