3. Energiesparendes Transformationssystem für die Frequenzumwandlungsrückführung der Grubenwinde
Nach der Umrüstung des Förderanlagensystems verfügt der Motor des Förderanlagenhebemechanismus über eine stufenlose Drehzahlregelung. Dies verbessert die Regelungsleistung des Hebemechanismus erheblich und reduziert die Belastung von Motor und mechanischen Bauteilen. Gleichzeitig erhöht die Energierückspeisung die Rückgewinnungsenergie des Motors ins Netz, was den Stromverbrauch deutlich senkt, die Umgebungstemperatur der Anlagen vor Ort reduziert und die Lebensdauer der elektrischen Ausrüstung verlängert. Das energiesparende Modernisierungssystem besteht aus zwei Schaltschränken mit Frequenzumrichter und Energierückspeisungseinheit (SPS). Die spezifischen Funktionen des Schützes und der übrigen Komponenten sind im Folgenden zusammengefasst:
1. Nach der Systemumwandlung kann der variable Frequenzrückkopplungs-Regelungsmodus des Motors frei mit dem ursprünglichen Leistungsfrequenz-Regelungsmodus über den Rotor-Serienwiderstand umgeschaltet werden. Die beiden Regelungsmodi sind elektrisch miteinander verriegelt, um die Sicherheit des Systembetriebs zu gewährleisten.
2. Nach der Systemumstellung bleiben die ursprüngliche Betriebsweise und die gewohnten Abläufe der Grubenwinde erhalten, d. h. die Getriebesteuerung und die Betriebsweise des ursprünglichen Nockenreglers bleiben unverändert. Dadurch wird der normale Betrieb der Grubenwinde nicht beeinträchtigt und die ordnungsgemäße Durchführung der Sonderprüfung der Grubenwinde sichergestellt.
3. Das elektrische Regelsystem mit variabler Frequenzrückkopplung des Hebemechanismus verfügt über mehrere Schutzfunktionen wie Kurzschluss-, Überspannungs-, Überstrom-, Phasenausfall-, Überlast- und Übertemperaturschutz, um den Schutz des Hebemechanismus der Grubenwinde zu maximieren.
4. Das System nutzt einen Frequenzumrichter zum Antrieb des Hubmechanismusmotors. Beim Absenken der Last arbeitet der Motor im regenerativen Energieerzeugungsmodus. Die Energierückführungseinrichtung speist die dabei zurückgewonnene Energie in das Stromnetz ein und gewährleistet so den reibungslosen Betrieb des Frequenzumrichtersystems und eine erhebliche Stromeinsparung.
4. Systemdebugging
① Fehlersuche in SPS-Programmen und Steuerschaltungen. Nach Abschluss der Geräteinstallation wird die Steuerschaltung eingeschaltet, die Hauptschaltung jedoch nicht. Führen Sie eine Fehlersuche in den Steuerschaltungen und SPS-Programmen durch, um die korrekte Logiksteuerung der Steuerschaltung und der SPS sowie den ordnungsgemäßen Betrieb aller Komponenten sicherzustellen.
② Fehlersuche am Frequenzumrichter.
Trennen Sie den Motor der Grubenwinde vom Getriebe und verwenden Sie den V/f-Regelmodus für den Leerlaufbetrieb des Frequenzumrichters. Ziehen Sie den Motor, um einen stabilen und ordnungsgemäßen Betrieb sicherzustellen. Prüfen Sie, ob Ausgangsspannung und -strom des Frequenzumrichters im Normbereich liegen.
Trennen Sie den Motor der Grubenwinde vom Getriebe und verwenden Sie ein PG-freies Vektorregelungsverfahren für den Frequenzumrichter, um ein Rotationsselbstlernen durchzuführen und die Motorparameter zu ermitteln. Anschließend wird das PG-freie Vektorregelungsverfahren im Leerlaufbetrieb eingesetzt, wobei der Motor mitgezogen und die entsprechenden Parameter angepasst werden, um einen stabilen Motorlauf zu gewährleisten. Die Ausgangsspannung und der Ausgangsstrom des Frequenzumrichters liegen im Normbereich.
Verbinden Sie den Windenmotor mit dem Getriebe und verwenden Sie für den Frequenzumrichter eine PG-freie Vektorregelung. Betreiben Sie den Frequenzumrichter unter Last, um einen stabilen Motorlauf zu gewährleisten.
③ Fehlersuche am Energierückkopplungsgerät.
Führen Sie Leerlauf- und Schwerlast-Absenktests an der Grubenwinde durch, stellen Sie den Rückkopplungs-Aktionsspannungswert des Energierückkopplungsgeräts korrekt ein und gewährleisten Sie den normalen Betrieb des Frequenzumrichters und des Energierückkopplungssystems.
④ Die allgemeine Fehlersuche und der Betrieb des Systems.
Das gesamte System wird umfassenden Tests unterzogen, um sicherzustellen, dass die Grubenwinde unbelastet und unter Volllast gehoben und gesenkt werden kann, die Drehzahl jedes Ganges den Anforderungen entspricht, die Gangwechsel ordnungsgemäß funktionieren und der Frequenzumrichter sowie die Energierückkopplungseinrichtung einwandfrei arbeiten. Zusätzlich werden Arbeits- und Frequenzumrichter-Schalttests durchgeführt, um ein ordnungsgemäßes Schalten und einen normalen Netzfrequenzbetrieb zu gewährleisten.
4. Anwendungseffekt und Kundenbewertung des IPC-Frequenzumrichter-Rückkopplungssystems für die elektrische Steuerung bei der energiesparenden Sanierung von Grubenwinden
Der praktische Einsatz des Systems hat gezeigt, dass die Anwendung des IPC-Frequenzregelungssystems bei der energetischen Modernisierung von Bergwerkswinden den ursprünglichen Betriebsmodus der Winden nicht verändert. Die ursprüngliche Handbremse kann weitgehend entfallen, was die Bedienung vereinfacht. Das System arbeitet stabil und zuverlässig mit exzellenter Drehzahlregelung, hohem Anlaufdrehmoment und starkem Drehmoment bei niedrigen Frequenzen. Beim Absenken des Mechanismus wird der durch die Rückspeisung des Motors erzeugte Überschussstrom ins Netz eingespeist, was die Energieeinsparung erheblich steigert. Der Kunde ist mit der Effektivität des IPC-Frequenzregelungssystems bei der energetischen Modernisierung der Bergwerkswinden sehr zufrieden. Messungen ergaben, dass das IPC-Frequenzregelungssystem im Vergleich zur ursprünglichen Drehzahlregelung über den Reihenwiderstand des Windenrotors mehr als 28 % elektrische Energie einspart.
5. Schlussfolgerung
Der Einsatz des IPC-Frequenzumwandlungs-Rückkopplungssystems zur Energieeinsparung bei der Umrüstung von Seilwinden im Bergbau hat den Automatisierungsgrad der Seilwinden erhöht und die Modernisierung der Industrieanlagen beschleunigt. Dies hat wesentlich zur Steigerung der Produktionskapazität und zur Gewährleistung der Produktionssicherheit beigetragen.
Wichtiger noch: Die Förderwinden im Bergbau gehören zu den Großanlagen und ihr Energieverbrauch macht einen erheblichen Anteil des Gesamtenergieverbrauchs der gesamten Bergbauproduktion aus. Im Vergleich zur Drehzahlregelung mit Schleifringläufer und Reihenwiderstand kann die elektrische Regelung mit variabler Frequenzrückführung deutlich Strom sparen, die Produktionskosten senken und der Bergbauindustrie wirtschaftliche Vorteile bringen.
