การประยุกต์ใช้ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ป้อนกลับความถี่แปรผันของ IPC ในเครื่องกว้านเหมือง 380v/660v
การประยุกต์ใช้ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ป้อนกลับความถี่แปรผันของ IPC ในเครื่องกว้านเหมือง 380v/660v
การประยุกต์ใช้ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ป้อนกลับความถี่แปรผันของ IPC ในเครื่องกว้านเหมือง 380v/660v
  • การประยุกต์ใช้ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ป้อนกลับความถี่แปรผันของ IPC ในเครื่องกว้านเหมือง 380v/660v
  • การประยุกต์ใช้ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ป้อนกลับความถี่แปรผันของ IPC ในเครื่องกว้านเหมือง 380v/660v
  • การประยุกต์ใช้ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ป้อนกลับความถี่แปรผันของ IPC ในเครื่องกว้านเหมือง 380v/660v

การประยุกต์ใช้ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ป้อนกลับความถี่แปรผันของ IPC ในเครื่องกว้านเหมือง 380v/660v

บทความนี้จะอธิบายการประยุกต์ใช้ระบบป้อนกลับพลังงานความถี่แปรผัน IPC ซึ่งใช้ในเครื่องกว้านบ่อน้ำเป็นหลัก ระบบนี้ใช้อินเวอร์เตอร์พิเศษรุ่น PH7 สำหรับอุตสาหกรรมการยก และอุปกรณ์ป้อนกลับพลังงานสำหรับงานหนักรุ่น PFH และปรับโครงสร้างโหมดควบคุมความเร็วความต้านทานแบบอนุกรมของโรเตอร์เดิม ซึ่งสามารถป้อนพลังงานจากมอเตอร์ยกกลับเข้าสู่ระบบไฟฟ้าได้


1. บทนำ

การยกเหมืองเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการผลิตเหมืองแร่ แร่หรือถ่านหินที่ขุดได้จากพื้นผิวการทำงานต่างๆ ใต้ดินจะถูกขนส่งโดยอุปกรณ์ขนส่งผ่านอุโมงค์ใต้ดินไปยังลานจอดรถใต้ดิน แล้วจึงถูกยกขึ้นสู่ผิวดินด้วยอุปกรณ์ยก การยกและปล่อยบุคลากร รวมถึงการขนส่งวัสดุและอุปกรณ์ ล้วนต้องใช้อุปกรณ์ยกทั้งสิ้น เป็นศูนย์กลางเชื่อมต่อระบบการผลิตใต้ดินของเหมืองและลานอุตสาหกรรมใต้ดิน บทบาทสำคัญของการยกเหมืองถูกอธิบายด้วยภาพ "คอเหมือง" ซึ่งเหมาะสมอย่างยิ่ง รอกหรือกว้านเหมืองเป็นอุปกรณ์ที่ใช้กันมากที่สุดในงานยกเหมือง มีความต้องการสูงในด้านความน่าเชื่อถือ ความปลอดภัย และความคุ้มค่า ระบบควบคุมไฟฟ้าป้อนกลับความถี่แปรผันของอุตสาหกรรมยกของบริษัทเจี้ยนเหนิงประสบความสำเร็จในการปรับปรุงกว้านในเหมืองเงินฉางเชอ ในเขตอี้จาง บริษัทอีซิน อินดัสเทรียล จำกัด ในเมืองเฉินโจว บทความนี้จะแนะนำการใช้งานโดยละเอียด

2、 ข้อกำหนดการส่งไฟฟ้าสำหรับเครื่องกว้านเหมือง

1. ลักษณะการรับน้ำหนักของเครื่องกว้านเหมือง

เมื่อวัตถุหนักยกขึ้น มอเตอร์จะต้องเอาชนะแรงต้านทานต่างๆ (รวมถึงน้ำหนักและแรงเสียดทานของวัตถุ) ซึ่งจัดอยู่ในภาระต้านทาน

เมื่อวัตถุหนักถูกปล่อยลง เนื่องจากความสามารถในการลดระดับลงตามความเร่งของแรงโน้มถ่วง (พลังงานศักย์) เมื่อแรงโน้มถ่วงของวัตถุหนักมีค่ามากกว่าความต้านทานแรงเสียดทานของกลไกส่งกำลัง แรงโน้มถ่วง (พลังงานศักย์) ของวัตถุหนักเองจะเป็นแรงผลักดันในการลดระดับลง และมอเตอร์จะกลายเป็นตัวรับพลังงาน จึงเป็นส่วนหนึ่งของภาระพลังงาน

2. ข้อกำหนดสำหรับผู้ขับรถมอเตอร์วินช์เหมือง

① แรงบิดเริ่มต้นสูงและคุณลักษณะการควบคุมความเร็วที่ดี

② ความสามารถในการรับน้ำหนักเกินที่แข็งแกร่ง

③ ที่ความถี่ต่ำ สามารถสร้างแรงบิดขนาดใหญ่ได้ และไม่สามารถเลื่อนได้เมื่อถูกแขวนไว้

④ เมื่อลดระดับลง มอเตอร์จะสร้างพลังงานฟื้นฟูจำนวนมาก และต้องสามารถรองรับพลังงานฟื้นฟูของมอเตอร์ได้อย่างเหมาะสม

3. ข้อเสียของระบบควบคุมแบบดั้งเดิมสำหรับเครื่องกว้านเหมือง

① การบริโภคพลังงานสูง

วิธีการควบคุมความเร็วแบบดั้งเดิมสำหรับกว้านเหมืองคือการควบคุมความเร็วแบบต้านทานต่อโรเตอร์แบบอนุกรมของมอเตอร์พัน ระบบควบคุมนี้ใช้พลังงานสลิปจำนวนมากบนตัวต้านทานที่ต่ออนุกรมกับโรเตอร์ (โดยปกติคิดเป็นมากกว่า 30% ของการใช้พลังงานทั้งหมด) ส่งผลให้เกิดการสิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้าจำนวนมาก จึงไม่แนะนำให้ใช้วิธีนี้ ทั้งในแง่ของการประหยัดพลังงานและเศรษฐกิจ

② ประสิทธิภาพการควบคุมความเร็วไม่ดี

วิธีการควบคุมความเร็วแบบต้านทานชุดโรเตอร์เป็นวิธีการแบบปรับความเร็วแบบค่อยเป็นค่อยไป ซึ่งการลดความเร็วลงนั้นทำได้โดยการใช้พลังงานจากความต้านทานภายนอกของโรเตอร์ สิ่งสำคัญที่สุดคือ ยิ่งความเร็วต่ำลงเท่าใด คุณสมบัติทางกลของมอเตอร์ก็จะยิ่งอ่อนลง และแรงบิดขาออกก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น นอกจากนี้ การควบคุมความเร็วแบบค่อยเป็นค่อยไปยังส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อมอเตอร์และอุปกรณ์ทางกล ส่งผลให้อุปกรณ์ทำงานไม่เสถียร การควบคุมความเร็วไม่ต่อเนื่อง ตกรางได้ง่าย และอัตราความล้มเหลวสูง สำหรับการผลิตแบบต่อเนื่อง 24 ชั่วโมงของเหมืองถ่านหินนั้น ก่อให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจอย่างมาก

③ ความน่าเชื่อถือของระบบต่ำ

การเปิดและปิดคอนแทคเตอร์บ่อยครั้ง (คอนแทคเตอร์เปิดและปิดบ่อยครั้งภายใต้สภาวะกระแสไฟฟ้าสูง) มักทำให้คอนแทคเตอร์เกิดการเผาผนึกและคอยล์ไหม้

มาตรการป้องกันที่ไม่เพียงพออาจนำไปสู่ภาวะมอเตอร์ไหม้ได้ง่าย

เบรก C จะต้องรับแรงกระแทกอย่างมาก และผ้าเบรกจะสึกหรอมาก ทำให้เบรกไม่แน่นและต้องบำรุงรักษาและเปลี่ยนบ่อยครั้ง

④ ต้นทุนการบำรุงรักษาสูง

คอนแทคเตอร์ แปรงโรเตอร์มอเตอร์แบบพันขดลวด และแหวนสลิป มักต้องได้รับการบำรุงรักษาและเปลี่ยนใหม่ ซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูง

ตัวลดความเร็วและเบรกได้รับผลกระทบอย่างมากและมักต้องบำรุงรักษา

ลักษณะเฉพาะของวิธีการควบคุมความเร็วความต้านทานแบบซีรีส์โรเตอร์ C ส่งผลให้ประสิทธิภาพการผลิตมีจำกัด (เกิดความล้มเหลวบ่อยครั้งในสถานะปิดระบบและบำรุงรักษา) มีภาระงานบำรุงรักษาหนัก และมีต้นทุนการใช้งานและการบำรุงรักษาที่เพิ่มขึ้น

4. ข้อดีของระบบควบคุมไฟฟ้าป้อนกลับการแปลงความถี่สำหรับเครื่องกว้านเหมือง

① ตัวแปลงความถี่มีประสิทธิภาพในการควบคุมความเร็วที่ดี แรงบิดเริ่มต้นขนาดใหญ่ คุณลักษณะทางกลที่แข็งแกร่ง และการวางตำแหน่งที่แม่นยำ

② ตัวแปลงความถี่ทำงานได้อย่างราบรื่น โดยมีผลกระทบต่อตัวลดและเบรกน้อยที่สุด ช่วยลดการบำรุงรักษาอุปกรณ์และยืดอายุการใช้งานของรอก

③ หลังจากใช้ตัวแปลงความถี่แล้ว ไม่จำเป็นต้องใช้คอนแทคเตอร์อีกต่อไป และมอเตอร์ขดลวดสามารถเปลี่ยนเป็นมอเตอร์กรงกระรอกได้โดยไม่ต้องบำรุงรักษาแปรงและแหวนลื่น

④ ตัวแปลงความถี่มีประสิทธิภาพการทำงานสูง พร้อมฟังก์ชันการป้องกัน การตรวจสอบ และการวินิจฉัยตนเองที่ครบครันสำหรับมอเตอร์และระบบ หากใช้ร่วมกับระบบควบคุม PLC จะช่วยปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบควบคุมไฟฟ้าของกว้านเหมืองได้อย่างมาก

⑤ ฟังก์ชันการตอบรับพลังงานสามารถป้อนพลังงานฟื้นฟูของมอเตอร์กลับไปยังกริดไฟฟ้า ช่วยประหยัดไฟฟ้าได้อย่างมาก

3、การประยุกต์ใช้ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ป้อนกลับการแปลงความถี่ IPC ในการปรับปรุงเครื่องกว้านเหมืองแบบประหยัดพลังงาน (380V)

ตามลักษณะการโหลดและข้อกำหนดการควบคุมของอุปกรณ์วินช์เหมือง การกำหนดค่าหลักของระบบควบคุมไฟฟ้าป้อนกลับความถี่แปรผันมีดังนี้:

 

โครงการ

พารามิเตอร์

หมายเหตุ

ระบบแปลงความถี่

PH7-04-075เอ็นดีซี

75 กิโลวัตต์/165 แอมป์/380 โวลต์

1 หน่วย

อุปกรณ์ป้อนกลับพลังงานระบบ

พีเอฟเอช55-4

กระแสไฟที่กำหนด: 55A, กระแสไฟสูงสุด: 80A

1 หน่วย

ระบบ PLC

ซีเมนส์ S7-200

CPU224/AC/DC/รีเลย์

6ES7 214-1BD23-0XB8


Description

3. ระบบแปลงพลังงานประหยัดพลังงานสำหรับข้อเสนอแนะการแปลงความถี่ของเครื่องกว้านเหมือง

หลังจากการปรับปรุงระบบกว้านเหมือง มอเตอร์ของกลไกการยกของกว้านเหมืองสามารถปรับความเร็วได้อย่างไม่จำกัด ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการควบคุมกลไกการยกและลดผลกระทบต่อมอเตอร์และชิ้นส่วนกลไกอย่างมาก ขณะเดียวกัน พลังงานป้อนกลับจะช่วยเพิ่มพลังงานหมุนเวียนของมอเตอร์ที่ป้อนกลับเข้าสู่ระบบไฟฟ้า ช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้า ลดอุณหภูมิแวดล้อมขณะปฏิบัติงาน และยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ไฟฟ้า ระบบปรับปรุงประหยัดพลังงานประกอบด้วยตู้ควบคุมสองตู้ ประกอบด้วยตัวแปลงความถี่และอุปกรณ์ป้อนกลับพลังงาน PLC โดยสรุปฟังก์ชันเฉพาะของคอนแทคเตอร์และส่วนประกอบอื่นๆ มีดังนี้

1. หลังจากการแปลงระบบ โหมดควบคุมการป้อนกลับความถี่แปรผันของมอเตอร์สามารถสลับได้อย่างอิสระกับโหมดควบคุมความถี่กำลังต้านทานแบบอนุกรมของโรเตอร์เดิม และโหมดควบคุมทั้งสองจะล็อกกันด้วยไฟฟ้าเพื่อให้แน่ใจว่าระบบทำงานอย่างปลอดภัย

2. หลังจากการเปลี่ยนแปลงระบบ โหมดการทำงานและลักษณะการใช้งานดั้งเดิมของเครื่องกว้านเหมืองจะยังคงอยู่ นั่นคือ การควบคุมเกียร์และโหมดการทำงานของชุดควบคุมลูกเบี้ยวเดิมจะยังคงอยู่ ด้วยวิธีนี้ จะไม่ส่งผลกระทบต่อการทำงานปกติของผู้ควบคุมเครื่องกว้านเหมือง และมั่นใจได้ว่าการตรวจสอบอุปกรณ์พิเศษของเครื่องกว้านเหมืองนั้นผ่านการตรวจสอบแล้ว

3. ระบบควบคุมไฟฟ้าป้อนกลับความถี่แปรผันของกลไกการยกมีฟังก์ชั่นการป้องกันต่างๆ มากมาย เช่น ไฟฟ้าลัดวงจร แรงดันไฟเกิน กระแสเกิน การสูญเสียเฟส การโอเวอร์โหลด และอุณหภูมิเกิน เพื่อเพิ่มการป้องกันกลไกการยกของวินช์เหมืองให้สูงสุด

4. ระบบใช้ตัวแปลงความถี่เพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์กลไกการยก เมื่อมอเตอร์ขับเคลื่อนภาระศักย์ไฟฟ้าที่ต้องการให้ลดลง มอเตอร์จะเข้าสู่สถานะการผลิตพลังงานแบบฟื้นฟู อุปกรณ์ป้อนกลับพลังงานจะป้อนพลังงานที่ฟื้นฟูจากมอเตอร์ในสถานะการผลิตกลับเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้า ทำให้ระบบความถี่แปรผันทำงานได้ตามปกติและช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้อย่างมาก


4. การดีบักระบบ

① การดีบักโปรแกรม PLC และวงจรควบคุม หลังจากการติดตั้งอุปกรณ์เสร็จสิ้น วงจรควบคุมจะเปิดขึ้น แต่วงจรหลักจะไม่เปิดขึ้น ดำเนินการดีบักวงจรควบคุมและโปรแกรม PLC เพื่อให้มั่นใจว่าการควบคุมตรรกะของวงจรควบคุมและ PLC ถูกต้อง และส่วนประกอบทั้งหมดทำงานได้ตามปกติ

② การดีบักตัวแปลงความถี่

ถอดมอเตอร์กว้านออกจากตัวลดความเร็ว และใช้โหมดควบคุม V/F สำหรับการทำงานแบบไม่มีโหลดของตัวแปลงความถี่ ลากมอเตอร์เพื่อให้แน่ใจว่ามอเตอร์ทำงานได้อย่างเสถียรและเป็นปกติ และแรงดันและกระแสไฟฟ้าขาออกของตัวแปลงความถี่อยู่ในเกณฑ์ปกติ

ถอดมอเตอร์กว้านเหมืองออกจากตัวลดความเร็ว และใช้ระบบควบคุมเวกเตอร์อิสระ PG สำหรับตัวแปลงความถี่เพื่อเรียนรู้การหมุนด้วยตนเองและรับค่าพารามิเตอร์ของมอเตอร์ จากนั้นใช้วิธีการควบคุมเวกเตอร์อิสระ PG สำหรับการทำงานแบบไม่มีโหลด โดยลากมอเตอร์และปรับพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องเพื่อให้มอเตอร์ทำงานได้อย่างเสถียร แรงดันและกระแสไฟฟ้าขาออกของตัวแปลงความถี่อยู่ในเกณฑ์ปกติ

เชื่อมต่อมอเตอร์วินช์เข้ากับตัวลดรอบ และใช้การควบคุมเวกเตอร์อิสระ PG สำหรับตัวแปลงความถี่ ใช้งานตัวแปลงความถี่พร้อมโหลดเพื่อให้มอเตอร์ทำงานได้อย่างเสถียร

③ การแก้ไขข้อบกพร่องของอุปกรณ์ป้อนกลับพลังงาน

ดำเนินการทดสอบการลดโหลดแบบไม่มีโหลดและโหลดหนักบนเครื่องกว้านเหมือง ตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าการทำงานป้อนกลับของอุปกรณ์ป้อนกลับพลังงานอย่างถูกต้อง และตรวจสอบการทำงานปกติของตัวแปลงความถี่และระบบป้อนกลับพลังงาน

④ การแก้ไขข้อบกพร่องโดยรวมและการทำงานของระบบ

ระบบทั้งหมดได้รับการทดสอบโดยรวมเพื่อให้มั่นใจว่าวินช์เหมืองสามารถยกและลดระดับได้โดยไม่มีภาระ และยกและลดระดับได้ภายใต้ภาระหนัก ความเร็วของเฟืองแต่ละเฟืองเป็นไปตามข้อกำหนด การเปลี่ยนเกียร์เป็นปกติ และอุปกรณ์ป้อนกลับพลังงานและตัวแปลงความถี่ทำงานได้ตามปกติ และทำการทดสอบการทำงานและการสลับเปลี่ยนความถี่เพื่อให้มั่นใจว่าการสลับและความถี่กำลังไฟฟ้าทำงานเป็นปกติ

4. ผลการใช้งานและการประเมินลูกค้าของระบบควบคุมไฟฟ้าป้อนกลับการแปลงความถี่ IPC ในการปรับปรุงเครื่องกว้านเหมืองเพื่อการประหยัดพลังงาน

การทำงานจริงของระบบได้พิสูจน์แล้วว่าการนำระบบควบคุมไฟฟ้าป้อนกลับความถี่แปรผันของ IPC มาใช้ในการปรับปรุงกว้านเหมืองเพื่อประหยัดพลังงาน ไม่ได้เปลี่ยนแปลงรูปแบบการทำงานเดิมของกว้านเหมือง และแทบจะไม่สามารถใช้เบรกมือแบบเดิมได้อีกต่อไป ทำให้การทำงานง่ายขึ้น ระบบทำงานได้อย่างเสถียรและเชื่อถือได้ ด้วยประสิทธิภาพการควบคุมความเร็วที่ยอดเยี่ยม แรงบิดเริ่มต้นสูงและแรงบิดความถี่ต่ำ เมื่อลดระดับกลไกลง ไฟฟ้าส่วนเกินที่เกิดจากการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากมอเตอร์จะถูกป้อนกลับไปยังกริด ช่วยประหยัดพลังงานได้อย่างมาก ลูกค้าพึงพอใจกับประสิทธิภาพของระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ป้อนกลับความถี่แปรผันของ IPC ในการปรับปรุงกว้านเหมืองเพื่อประหยัดพลังงานเป็นอย่างมาก หลังจากการวัดจริง ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ป้อนกลับความถี่แปรผันของ IPC สามารถประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้มากกว่า 28% เมื่อเทียบกับวิธีการควบคุมความเร็วแบบต้านทานของมอเตอร์พันรอบกว้านเหมืองแบบดั้งเดิม

5、 บทสรุป

การประยุกต์ใช้ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ป้อนกลับการแปลงความถี่ IPC ในการแปลงกว้านเหมืองแบบประหยัดพลังงานได้ช่วยยกระดับระบบอัตโนมัติของอุปกรณ์กว้านในอุตสาหกรรมเหมืองแร่ และเร่งการพัฒนาอุปกรณ์อุตสาหกรรมในอุตสาหกรรมเหมืองแร่ ระบบนี้มีบทบาทเชิงบวกอย่างมากในการปรับปรุงกำลังการผลิตของอุตสาหกรรมเหมืองแร่และสร้างความมั่นใจด้านความปลอดภัยในการผลิต

ที่สำคัญยิ่งกว่านั้น อุปกรณ์กว้านยกของเหมืองจัดอยู่ในกลุ่มอุปกรณ์การทำเหมืองขนาดใหญ่ และการใช้พลังงานของอุปกรณ์นี้คิดเป็นสัดส่วนที่สำคัญของการใช้พลังงานทั้งหมดในการผลิตทั้งหมด เมื่อเทียบกับระบบควบคุมความเร็วแบบต้านทานของโรเตอร์แบบมอเตอร์พันแผล ระบบควบคุมไฟฟ้าป้อนกลับความถี่แปรผันสามารถประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้อย่างมาก ลดต้นทุนการผลิตได้อย่างแท้จริงและสร้างประโยชน์ทางเศรษฐกิจให้กับอุตสาหกรรมเหมืองแร่