Частотное регулирование в горнодобывающей промышленности - Chastotnik.pro

В добыче полезных ископаемых, основным оборудованием являются шахтные подъемники и краны, включающие в себя шахтные механизмы и подъёмные устройства.

Они отвечают за подъём и спуск руды, бесплодных пород, оборудования, материалов и труда.

Одна из добывающих компаний в Китае использовала способ изменения сопротивления обмотки ротора для регулирования скорости. Такой способ регулирования скорости имеет множество недостатков: во-первых, требуется много времени при обнаружении неисправностей, (так как схема содержит большое количество электромагнитных реле), а при длительной работе существенно возрастает частота отказов, что требует не только высокой стоимости обслуживания, но и влияет на объемы добычи руды; Во-вторых, низкая степень автоматизации, шум при работе, высокие температуры, и трудоемкость для машиниста подъемника; В-третьих, при непрерывных тяжелых нагрузках, поднимающихся с низкой скоростью, сопротивление быстро перегревается, вызывая впоследствии коррозию проводов и высокоэнергетические потери; Также немаловажным фактором является то, что ступенчатое регулирование скорости вызывает большие динамические воздействие на трос и редуктор.

Основной задачей было заменить исходную систему регулирования скорости на систему регулирования скорости переменного тока, которая состоит из устройства регулирования частоты вращения, PLC (программируемый логический контроллер), блока обратной связи и сенсорного экрана.

Схема регулирования частоты включает в себя: ножевой выключатель, выключатель, частотный преобразователь, контактор под преобразователь частоты и блок обратной связи.

Цепь управления состоит из основного ПЛК, вспомогательного ПЛК, сенсорного экрана, вспомогательного реле управления и панели управления. Основной ПЛК и вспомогательный ПЛК компенсируют друг друга, вспомогательное реле управление, основное управление ПЛК и вспомогательное управление ПЛК установлены в одном шкафу управления, а сенсорный экран установлен на панели управления в качестве верхнего компьютера. В качестве сигнала обратной связи используется датчики положения и скорости датчик, установленные в двигателе и подъемном барабане.

Останов, автоматический, ручное управление и режим скольжения.

Остановка: в этом состоянии система перестает работать, все операции являются недействительными, а лебедка находится в состоянии торможения в блоке.

Автоматика: кнопки «Вверх» и «Вниз» автоматически контролируют весь процесс работы подъёма и опускания механизма.

Скольжение: в случае аварии или сбое системы, когда невозможно использовать автоматический или ручной режимы «вверх-вниз», функциональный переключатель должен быть переведен в режим «Скольжение». Лебедка осуществит будет плавно скользить в заданное место с управлением через главный контроллер.

Двухпроводная система управления лебедки имеет следующие характеристики:

Управление ходом осуществляется контроллером, который в основном разделяет процесс подъема на различные интервалы в соответствии с различными скоростями. Преобразование заданного значения частоты ПЧ в соответствии с фактической ситуацией и различными требованиями скорости для каждого интервала и формирование замкнутого цикла, позволяет плавно регулировать скорость подъема подъемника. Система управление ходом не только осуществляет контроль скорости подъёма на протяжении всего процесса подъема, но также отвечает за останов и торможение. Система управления ходом может предотвратить различные аварии подъемника, такие как, раскручивание, перегруз, сгон и опрокидывание. Особенно это касается наклонных шахт с кривыми и поворотами.

Регулярное торможение подъема включает в себя торможение обратной связью, шкивной тормоз и т. д. Торможение обратной связью осуществляется путем введения инверторного соединения в звено постоянного тока. Когда фактическая рабочая скорость крана / подъемника выше заданной рабочей скорости, электродвигатель переменного тока работает как генератор, напряжение постоянного тока увеличивается, отдавая тем самым электроэнергию обратно в сеть. Торможение шкива обычно используется во время остановки. При останове контроллер посылает сигнал остановки преобразователю частоты, а также посылает сигнал на срабатывания тормоза. Во время аварии или сбоя происходит экстренное торможение.

Система использует метод торможения обратной связью. Во время процесса торможения часть энергии торможения возвращается обратно в энергосистему. Это имеет определенный эффект экономии энергии. Процесс торможения показан как:

Всё системное управление обеспечивается программируемым логическим контроллером (PLC), за исключением функции аварийной защиты. Во время экстренного торможения (безопасное торможение) контроллер управляет дисковым тормозом для активации режима вторичного торможения во избежание механического удара.

Частотный преобразователь осуществляет управление по сигналу от датчика обратной связи формирует векторное управление и реализует бесступенчатую регулировку скорости электродвигателя.

После того, как система частотного регулирования была введена в эксплуатацию, подъемный механизм работает более стабильно, шум в кабине управления лебедкой значительно снизился, обеспечив тем самым отличную рабочую среду для оператора.

За счет применения частотного регулирования и оптимизации режима работы приводного механизма в соответствии с технологическими требованиями электродвигатель потребляет электроэнергии ровно столько, сколько требуется для обеспечения перемещения груза. Эффект снижения энергопотребления от применения частотного регулирования в горнодобывающей промышленности виден с первых дней эксплуатации и в большинстве случаев является экономически оправданным.

Применения частотного регулирования в подъемных системах шахт может решить проблемы регулирования скорости, реализовать плавный пуск и останов, уменьшить динамические нагрузки и сделать работу механизмов более стабильной и надежной;

Источник информации: www.vfds.org