ipc2003216@vip.126.com +0086 18033075072
Uporaba elektronskega krmilnega sistema s spremenljivo frekvenčno povratno zanko IPC v rudniškem vitlu 380 V/660 V
Uporaba elektronskega krmilnega sistema s spremenljivo frekvenčno povratno zanko IPC v rudniškem vitlu 380 V/660 V
Uporaba elektronskega krmilnega sistema s spremenljivo frekvenčno povratno zanko IPC v rudniškem vitlu 380 V/660 V
  • Uporaba elektronskega krmilnega sistema s spremenljivo frekvenčno povratno zanko IPC v rudniškem vitlu 380 V/660 V
  • Uporaba elektronskega krmilnega sistema s spremenljivo frekvenčno povratno zanko IPC v rudniškem vitlu 380 V/660 V
  • Uporaba elektronskega krmilnega sistema s spremenljivo frekvenčno povratno zanko IPC v rudniškem vitlu 380 V/660 V

Uporaba elektronskega krmilnega sistema s spremenljivo frekvenčno povratno zanko IPC v rudniškem vitlu 380 V/660 V

Ta članek opisuje predvsem uporabo sistema IPC s spremenljivo frekvenco in povratno zanko za energijo, ki se uporablja v vitlih za vrtine. Ta sistem uporablja poseben pretvornik serije PH7 za dvižno industrijo in opremo za povratno zanko za energijo serije PFH za težka dela ter rekonstruira originalni način regulacije hitrosti rotorja z uporom, ki lahko regenerirano energijo dvižnega motorja dovaja nazaj v omrežje.


1. Uvod

Dvigovanje v rudnikih je pomemben del rudarskega proizvodnega procesa. Ruda ali premog, pridobljen iz različnih podzemnih delovnih površin, se s transportno opremo prevaža skozi podzemne rove do podzemnega parkirišča, nato pa se z dvižno opremo dvigne na površje. Dvigovanje in spuščanje osebja ter prevoz materialov in opreme zahtevajo uporabo dvižne opreme. Dvižna oprema je povezovalno središče med podzemnim proizvodnim sistemom rudnika in industrijskim trgom na tleh, pomembna vloga dvigovanja v rudnikih pa je opisana s sliko "grla rudnika", kar je zelo primerno. Rudniška dvigala ali vitli, ki so najpogosteje uporabljena oprema pri dvigovanju v rudnikih, imajo visoke zahteve glede zanesljivosti, varnosti in ekonomičnosti. Električni krmilni sistem s spremenljivo frekvenčno povratno zanko podjetja Jianeng Company, ki ga je izdelalo podjetje Yixin Industrial Co., Ltd., je bil uspešno uporabljen pri prenovi vitla v rudniku srebra Changce v okrožju Yizhang v mestu Chenzhou. Ta članek bo podrobno predstavil njegovo uporabo.

2. Zahteve glede električnega prenosa za rudniške vitel

1. Obremenitvene značilnosti rudniškega vitla

Ko se težek predmet dvigne, mora motor premagati različne upornosti (vključno s težo in trenjem predmeta), kar spada med upornostne obremenitve.

Ko se težek predmet spusti, zaradi svoje sposobnosti spuščanja glede na pospešek gravitacije (potencialna energija), ko je gravitacija težkega predmeta večja od torne upornosti prenosnega mehanizma, je gravitacija (potencialna energija) samega težkega predmeta gonilna sila za spust, motor pa postane prejemnik energije in tako pripada obremenitvi.

2. Zahteve za voznika motorja rudniškega vitla

① Visok zagonski navor in dobre karakteristike regulacije hitrosti;

② Močna preobremenitvena zmogljivost;

③ Pri nizkih frekvencah lahko ustvari velik navor in ne more zdrsniti, ko je obešen;

④ Pri spuščanju motor ustvari veliko količino regenerativne energije, zato mora biti sposoben razumno upravljati z regenerativno energijo motorja.

3. Slabosti tradicionalnih krmilnih sistemov za rudniške vitle

① Visoka poraba energije

Tradicionalna metoda regulacije hitrosti rudniških vitlov je regulacija hitrosti z uporom rotorja navitja motorja. Ta regulacijska enota porabi veliko količino zdrsne moči na uporih, ki so zaporedno povezani z rotorjem (običajno več kot 30 % celotne porabe energije), kar povzroči znatno izgubo električne energije. Z vidika varčevanja z energijo in ekonomije to ni priporočljivo.

② Slaba regulacija hitrosti

Metoda regulacije hitrosti z uporom rotorja spada med stopnjevane regulacije hitrosti, zmanjšanje hitrosti pa se doseže s porabo energije zunanjega upora rotorja. Najpomembneje je, da nižja kot je hitrost, mehkejše so mehanske lastnosti motorja in manjši je izhodni navor. Poleg tega stopnjevana regulacija hitrosti pomembno vpliva na motorje in mehansko opremo, kar povzroča nestabilno delovanje opreme, prekinitveno regulacijo hitrosti, enostavno iztirjenje in visoko stopnjo okvar. Pri 24-urnem neprekinjenem proizvodnem načinu premogovnikov so ekonomske izgube znatne.

③ Slaba zanesljivost sistema

Pogosto odpiranje in zapiranje kontaktorjev (kontaktorji se pogosto odpirajo in zapirajo pri visokih tokovih) pogosto povzroči sintranje kontaktov kontaktorjev in zgorevanje tuljav.

Neustrezni zaščitni ukrepi lahko zlahka privedejo do izgorelosti motorja.

Zavora C je izpostavljena močnim udarcem, zavorne ploščice pa so močno obrabljene, zaradi česar zavora zlahka ne drži trdno in zahteva pogosto vzdrževanje in menjavo.

④ Visoki stroški vzdrževanja

Kontaktorji, ščetke rotorja motorja in drsni obroči pogosto zahtevajo vzdrževanje in zamenjavo, kar je drago.

Reduktor in zavora sta močno obremenjena in pogosto zahtevata vzdrževanje.

Značilnosti metode regulacije hitrosti z uporom rotorja serije C na koncu povzročijo omejeno učinkovitost proizvodnje (pogoste okvare med izklopom in vzdrževanjem), veliko delovno obremenitev pri vzdrževanju ter povečane stroške uporabe in vzdrževanja.

4. Prednosti električnega krmilnega sistema s frekvenčno pretvorbo in povratno zanko za rudniški vitel

① Frekvenčni pretvornik ima dobro regulacijo hitrosti, velik zagonski navor, trde mehanske lastnosti in natančno pozicioniranje.

② Frekvenčni pretvornik deluje gladko, z minimalnim vplivom na reduktor in zavoro, kar zmanjšuje vzdrževanje opreme in podaljšuje življenjsko dobo dvigala.

③ Po uporabi frekvenčnega pretvornika ni več potrebe po uporabi kontaktorjev, motor z navitjem pa je mogoče zamenjati tudi z motorjem s kletko v obliki veverice brez potrebe po vzdrževanju ščetk in drsnih obročev.

④ Frekvenčni pretvornik ima visoko obratovalno učinkovitost in ima popolne funkcije zaščite, spremljanja in samodiagnostike za motor in sistem. V kombinaciji s PLC krmiljenjem lahko znatno izboljša zanesljivost električnega krmilnega sistema rudniškega vitla.

⑤ Funkcija povratne informacije o energiji lahko regenerativno energijo motorja vrne v električno omrežje in s tem znatno prihrani električno energijo.

3. Uporaba elektronskega krmilnega sistema s frekvenčno pretvorbo IPC in povratno zanko pri energetsko varčni prenovi rudniških vitlov (380 V)

Glede na obremenitvene značilnosti in zahteve glede krmiljenja opreme rudniškega vitla je glavna konfiguracija električnega krmilnega sistema s spremenljivo frekvenčno povratno zanko naslednja:

 

projekt

parameter

Opombe

Sistemski frekvenčni pretvornik

PH7-04-075NDC

75 kW/165 A/380 V

1 enota

Naprava za povratno informacijo o energiji sistema

PFH55-4

Nazivni tok: 55A, maksimalni tok: 80A

1 enota

Sistemski PLC

Siemens S7-200

CPU224/AC/DC/Rele

6ES7 214-1BD23-0XB8


sku:
+0086 18033075072 +008615986775944

Description

3. Sistem za varčevanje z energijo pri pretvorbi povratnih informacij o pretvorbi frekvence rudniškega vitla

Po prenovi sistema rudniškega vitla je bil motor dvižnega mehanizma rudniškega vitla opremljen z neskončno spremenljivo hitrostjo, kar je znatno izboljšalo krmilno zmogljivost dvižnega mehanizma in zmanjšalo velik vpliv na motor in mehanske dele. Hkrati bo povratna informacija o energiji povečala regenerativno energijo motorja, ki se bo dovajala nazaj v omrežje, kar bo znatno prihranilo elektriko, znižalo temperaturo okolice med delovanjem opreme na kraju samem in podaljšalo življenjsko dobo električne opreme. Sistem za varčno prenovo ima dve krmilni omarici, ki ju sestavljata frekvenčni pretvornik in PLC. Specifične funkcije kontaktorja in drugih komponent so povzete takole:

1. Po transformaciji sistema se lahko način krmiljenja s spremenljivo frekvenčno povratno zanko motorja prosto preklaplja z originalnim načinom krmiljenja frekvence moči rotorja z zaporedno upornostjo, oba načina krmiljenja pa sta električno medsebojno povezana, da se zagotovi varnost delovanja sistema.

2. Po preoblikovanju sistema se bosta ohranila prvotni način delovanja in navade rudniškega vitla, torej bosta ohranjena krmiljenje prestav in način delovanja prvotnega krmilnika odmične gredi. Na ta način ne bo vplivalo na normalno delovanje upravljavca rudniškega vitla in bo zagotovljena usposobljenost za pregled posebne opreme rudniškega vitla.

3. Električni krmilni sistem s spremenljivo frekvenčno povratno zanko dvižnega mehanizma ima več zaščitnih funkcij, kot so kratek stik, prenapetost, preobremenitev, izguba faze, preobremenitev in previsoka temperatura, da se maksimizira zaščita dvižnega mehanizma rudniškega vitla.

4. Sistem uporablja frekvenčni pretvornik za pogon motorja dvižnega mehanizma. Ko motor poganja potencialno breme, ki ga je treba spustiti, je v stanju regenerativnega generiranja energije. Naprava za povratno zanko energije bo regenerirano energijo motorja v stanju generiranja vrnila nazaj v električno omrežje, kar zagotavlja normalno delovanje sistema s spremenljivo frekvenco in znatno varčuje z električno energijo.


4. Odpravljanje napak v sistemu

① Odpravljanje napak v programih PLC in krmilnih vezjih. Po končani namestitvi opreme je krmilno vezje vklopljeno, glavno vezje pa ni vklopljeno. Izvedite odpravljanje napak v krmilnem vezju in programu PLC, da zagotovite pravilno logično krmiljenje krmilnega vezja in PLC-ja ter normalno delovanje vseh komponent.

② Odpravljanje napak frekvenčnega pretvornika.

Odklopite motor rudniškega vitla od reduktorja in uporabite način krmiljenja V/F za delovanje frekvenčnega pretvornika brez obremenitve. Povlecite motor, da zagotovite stabilno in normalno delovanje motorja ter normalno izhodno napetost in tok frekvenčnega pretvornika.

Odklopite motor rudniškega vitla od reduktorja in uporabite metodo prostega vektorskega krmiljenja PG za frekvenčni pretvornik, da izvedete rotacijsko samoučenje in pridobite parametre motorja. Nato se metoda prostega vektorskega krmiljenja PG uporabi za delovanje v prostem teku, pri čemer se motor vleče in prilagajajo ustrezni parametri, da se zagotovi stabilno delovanje motorja. Izhodna napetost in tok frekvenčnega pretvornika sta normalna.

Priključite motor vitla na reduktor in za frekvenčni pretvornik uporabite prosto vektorsko krmiljenje PG. Za stabilno delovanje motorja zaženite frekvenčni pretvornik z obremenitvijo.

③ Odpravljanje napak v napravi za povratno zanko z energijo.

Izvedite preizkuse spuščanja rudniškega vitla v prostem teku in pri težkem bremenu, pravilno nastavite vrednost napetosti povratne zanke naprave za povratno zanko energije in zagotovite normalno delovanje frekvenčnega pretvornika in sistema za povratno zanko energije.

④ Celotno odpravljanje napak in delovanje sistema.

Celoten sistem je podvržen celovitemu testiranju, da se zagotovi, da se rudniški vitel dviguje in spušča brez obremenitve, dviguje in spušča pod veliko obremenitvijo, da hitrost vsake prestave ustreza zahtevam, da so prestave normalne ter da frekvenčni pretvornik in naprava za povratno zanko o energiji delujeta normalno. Izvajajo se tudi preizkusi delovanja in preklapljanja frekvenčne pretvorbe, da se zagotovi normalno preklapljanje in normalno delovanje z omrežno frekvenco.

4. Učinek uporabe in ocena strank sistema električnega krmiljenja s frekvenčno pretvorbo in povratno zanko IPC pri energetsko varčni prenovi rudniških vitlov

Dejansko delovanje sistema je dokazalo, da uporaba električnega krmilnega sistema IPC s spremenljivo frekvenčno povratno zanko pri energetsko varčni prenovi rudniških vitlov ne spremeni prvotnega načina delovanja rudniških vitlov, originalne ročne zavore pa je praktično nemogoče več uporabljati, kar poenostavi delovanje. Sistem deluje stabilno in zanesljivo, z odlično regulacijo hitrosti ter velikim zagonskim navorom in nizkofrekvenčnim izhodnim navorom; ko je mehanizem spuščen, se presežek električne energije, ki jo ustvari regenerativna energija motorja, vrne v omrežje, kar znatno prihrani energijo. Stranka je zelo zadovoljna z učinkovitostjo elektronskega krmilnega sistema IPC s spremenljivo frekvenčno povratno zanko pri energetsko varčni prenovi rudniških vitlov. Po dejanskih meritvah lahko elektronski krmilni sistem IPC s spremenljivo frekvenčno povratno zanko prihrani več kot 28 % električne energije v primerjavi z originalno metodo regulacije hitrosti z zaporedno upornostjo rotorja navitja motorja rudniškega vitla.

5. Zaključek

Uporaba elektronskega krmilnega sistema s frekvenčno pretvorbo in povratno zanko IPC pri energetsko varčni transformaciji rudniških vitlov je izboljšala raven avtomatizacije opreme vitlov v rudarski industriji in pospešila nadgradnjo industrijske opreme v rudarski industriji. To je imelo zelo pozitivno vlogo pri izboljšanju proizvodnih zmogljivosti rudarske industrije in zagotavljanju njene varne proizvodnje.

Še pomembneje je, da oprema za dvigovanje rudnikov spada med veliko rudarsko opremo, njena poraba energije pa predstavlja znaten delež celotne porabe energije celotne rudarske proizvodnje. V primerjavi s sistemom za regulacijo hitrosti rotorja z navitim motorjem in serijskim uporom lahko električni krmilni sistem s spremenljivo frekvenčno povratno zanko znatno prihrani električno energijo, kar resnično zmanjša proizvodne stroške in ustvari gospodarske koristi za rudarsko industrijo.