Вугільні підприємства є великими споживачами електроенергії, для підприємств, що виробляють вугільні шахти, частка споживання електроенергії є досить великою. Згідно з опитуванням, споживання електроенергії вентиляторами, водяними насосами, компресорами, підйомними лебідками, газоперекачувальним обладнанням становить понад 40% від загального споживання електроенергії вугільними шахтами. Розробка технології регулювання зі змінною частотою може ефективно вирішити проблему єдиного процесу керування, хоча реальний час низький, ступінь автоматизації низький, та інші проблеми.
Застосування технології енергозбереження перетворювачів частоти у вугільній промисловості
I. Принцип та енергозберігаюча роль технології регулювання частоти
1, принцип технології регулювання частоти
Регулювання швидкості за допомогою перетворювача частоти змінного струму – це нова технологія, розроблена в останні десятиліття, яка характеризується відмінними характеристиками регулювання швидкості, вражаючим ефектом енергозбереження та широким застосуванням у різних галузях національної економіки. Технологія регулювання швидкості за допомогою перетворювача частоти змінного струму – це комплексне застосування мікрокомп'ютерної технології, технології силової електроніки та технології передачі двигунів. Основний принцип полягає в тому, що під впливом переривчастого впливу силових напівпровідникових приладів робоча частота змінної напруги перетворюється на постійну напругу за допомогою випрямного мосту, а потім перетворюється інвертором на частотно-регульовану змінну напругу, яка використовується як приводна потужність двигуна змінного струму, завдяки чому електродвигун отримує напругу та струм, необхідні для плавного регулювання швидкості, що є одним з ефективних способів регулювання швидкості без додаткових втрат зміщення.
Це може бути використано як високоефективний метод регулювання швидкості без додаткових втрат зміщення, водночас, щоб електродвигун отримував напругу та струм, необхідні для безступінчастого регулювання швидкості.
2, енергозберігаюча роль технології регулювання частоти
Зі швидким розвитком електронних технологій, комп'ютерних технологій, технологій автоматичного керування та технологій високої вихідної потужності, технологія регулювання швидкості перетворювачів частоти двигунів змінного струму досягла проривного прогресу, ставши основним засобом економії енергії та покращення навколишнього середовища, а також сприяння технологічному прогресу, що стало неминучою тенденцією розвитку.
Конкретні застосування технології регулювання зі змінною частотою у видобутку вугілля з використанням стрічкових конвеєрів як прикладів
1, проблема енергозбереження стрічкового конвеєра у видобутку вугільної шахти
Стрічкові конвеєри широко використовуються як основне обладнання для транспортування вугільних шахт. З розвитком високопродуктивних вугільних шахт та ефективної робочої поверхні все частіше проектуються, виготовляються та вводяться в експлуатацію високошвидкісні стрічкові конвеєри для перевезення великих відстаней та великих обсягів. Використання цих великих машин призводить до того, що конвеєр має велике ударне навантаження, що призводить до нерівномірної потужності двигуна, перевантаження двигуна та інших проблем.
Отже, до запуску та роботи стрічкового конвеєра пред'являються такі вимоги: якщо двигун безпосередньо перевантажений під час запуску, джерело живлення повинно забезпечувати струм у 6-7 разів більший, ніж під час нормальної роботи, що призведе до перегріву двигуна через надмірний струм та занадто тривалий час запуску; електромережа вплине на роботу іншого обладнання через надмірне зниження напруги через великий струм; тому новий тип системи приводу може зменшити струм під час запуску двигуна. Наразі великі стрічкові конвеєри вимагають, щоб система приводу забезпечувала регульований, плавний, безударний пусковий момент для зменшення удару, тим самим покращуючи силовий режим усієї машини, подовжуючи термін служби всієї машини, підвищуючи надійність обладнання, тобто досягаючи плавного пуску. На стрічкових конвеєрах на великі відстані, якщо пуск занадто швидкий, натяжний пристрій не затягнеться, що призведе до прослизання ролика передачі, що призведе до перегріву; на стрічкових конвеєрах з великим нахилом, якщо пускове прискорення занадто швидке, це призведе до прослизання або кочення матеріалу; це вимагає контрольованого пускового прискорення для досягнення плавного пуску. Для полегшення технічного обслуговування стрічкових конвеєрів ми сподіваємося досягти низькошвидкісної роботи випробувальної стрічки.
Підсумовуючи, система приводу повинна мати можливість адаптуватися до вимог запуску, експлуатації та умов паркування, щоб стрічковий конвеєр запускався та зупинявся плавно, працював ефективно, збалансовувався та працював безпечно. Однак наразі більшість вугільних шахт у Китаї використовують гідравлічні з'єднувачі для досягнення плавного пуску стрічкових машин, встановлюючи механічний коефіцієнт корисної дії гідравлічного з'єднувача на нуль під час запуску, завдяки чому двигун запускається без навантаження.
2, технологія частотного регулювання в застосуваннях стрічкових конвеєрів
Система автоматичного керування частотним регулюванням стрічкового конвеєра складається з програмованого контролера PLC, перетворювача частоти, струмового обмінника, передавача струму, ядерних вагів для стрічки, датчика швидкості стрічки та датчика швидкості двигуна тощо, які можна розділити на три частини: блок детектування, блок керування та блок виконання.
Блок детектування: Датчик струму та передавач отримують сигнал струму двигуна. Сигнал швидкості стрічки, отриманий датчиком швидкості стрічки, перетворюється на сигнал напруги. Сигнал швидкості, отриманий датчиком швидкості двигуна, перетворюється на сигнал напруги. Ядерний конвеєрний вага отримує сигнал потоку. Кожен сигнал подається на основний модуль.
Блок керування: Коли ПЛК отримує сигнал виявлення, після прийняття рішення виконує запуск стрічкового конвеєра, балансування потужності, регулювання швидкості енергозбереження. Водночас, головний блок керування також має функції захисту від обриву стрічки, штабелювання вугілля, розриву стрічки, диму, ковзання, температури та інші несправності.
Виконавчий блок: перетворювач частоти отримує сигнал керування частотою від ПЛК, відповідно до заданого вихідного сигналу відповідної частоти напруги, що подається на двигун, для регулювання швидкості двигуна та виконання різних функцій стрічкового конвеєра. Після перетворення частотної технології стрічковий конвеєр повністю реалізує режим плавного пуску та плавної зупинки, що забезпечує стабільнішу роботу стрічкового конвеєра.
Після перетворення система може автоматично регулювати вихідну частоту та вихідний крутний момент відповідно до зміни навантаження, змінюючи попередній режим роботи двигуна з постійною швидкістю, що значно заощаджує споживання енергії.
III. Висновок
Підсумовуючи, застосування перетворювачів частоти у вугільних шахтах досягло хороших результатів. З розробкою нових силових електронних пристроїв та постійним покращенням продуктивності, застосування технології регулювання швидкості за допомогою перетворювачів частоти у видобутку вугільних шахт відіграватиме більшу роль та досягне значних економічних вигод.