Toepassing van IPC-regelsysteem met variabele frequentiefeedback in mijnlier 380V/660V
Toepassing van IPC-regelsysteem met variabele frequentiefeedback in mijnlier 380V/660V
Toepassing van IPC-regelsysteem met variabele frequentiefeedback in mijnlier 380V/660V
  • Toepassing van IPC-regelsysteem met variabele frequentiefeedback in mijnlier 380V/660V
  • Toepassing van IPC-regelsysteem met variabele frequentiefeedback in mijnlier 380V/660V
  • Toepassing van IPC-regelsysteem met variabele frequentiefeedback in mijnlier 380V/660V

Toepassing van IPC-regelsysteem met variabele frequentiefeedback in mijnlier 380V/660V

Dit artikel beschrijft voornamelijk de toepassing van het IPC-systeem voor variabele frequentie-energiefeedback, dat wordt gebruikt in boorputlieren. Dit systeem maakt gebruik van een speciale omvormer uit de PH7-serie voor de hijsindustrie en zware energiefeedbackapparatuur uit de PFH-serie. Het reconstrueert de oorspronkelijke rotorserie met weerstandssnelheidsregeling, waarmee de geregenereerde energie van de hijsmotor kan worden teruggevoerd naar het net.


1. Inleiding

Het hijsen van mijnen is een belangrijk onderdeel van het productieproces in de mijnbouw. ​​Het erts of de steenkool die uit verschillende ondergrondse werkvlakken wordt gewonnen, wordt met transportmaterieel door ondergrondse tunnels naar de ondergrondse parkeergarage getransporteerd en vervolgens met hijsmaterieel naar de oppervlakte gebracht. Het hijsen en neerzetten van personeel, evenals het transport van materialen en apparatuur, vereist het gebruik van hijsmaterieel. Het vormt de verbinding tussen het ondergrondse productiesysteem van de mijn en het industriële plein op de grond. De belangrijke rol van het hijsen van mijnen wordt beschreven met de zeer toepasselijke afbeelding van "de keel van de mijn". Als meest gebruikte apparatuur voor het hijsen van mijnen stellen mijnhijsmaterieel of lieren hoge eisen aan hun betrouwbaarheid, veiligheid en zuinigheid. Het elektrische besturingssysteem met variabele frequentiefeedback van de hijsindustrie van Jianeng Company is met succes gebruikt bij de renovatie van de lier in de Changce-zilvermijn in Yizhang County, Yixin Industrial Co., Ltd. in Chenzhou. Dit artikel geeft een gedetailleerde inleiding tot de toepassing ervan.

2. Elektrische transmissievereisten voor mijnlieren

1. Laadkarakteristieken van mijnlier

Wanneer een zwaar voorwerp omhoog komt, moet de motor verschillende weerstanden overwinnen (onder andere het gewicht en de wrijving van het voorwerp), wat tot de weerstandsbelastingen behoort.

Wanneer een zwaar object naar beneden wordt gebracht, is dit vanwege het vermogen van het object om te dalen volgens de versnelling van de zwaartekracht (potentiële energie). Wanneer de zwaartekracht van het zware object groter is dan de wrijvingsweerstand van het overbrengingsmechanisme, is de zwaartekracht (potentiële energie) van het zware object zelf de drijvende kracht voor de daling. De motor wordt de ontvanger van energie en behoort dus tot de krachtbelasting.

2. Vereisten voor de bestuurder van een mijnliermotor

① Hoog startkoppel en goede snelheidsregelingseigenschappen;

② Sterke overbelastbaarheid;

③ Bij lage frequenties kan het een groot koppel leveren en kan het niet glijden wanneer het wordt opgehangen;

4 Tijdens het zakken genereert de motor een grote hoeveelheid regeneratieve energie en het is noodzakelijk dat deze op een redelijke manier met de regeneratieve energie van de motor kan omgaan.

3. Nadelen van traditionele besturingssystemen voor mijnlieren

① Hoog energieverbruik

De traditionele snelheidsregeling voor mijnlieren is de wikkelmotor-rotor-serieweerstand-snelheidsregeling. Dit regelsysteem verbruikt veel slipstroom via de weerstanden die in serie met de rotor zijn geschakeld (meestal goed voor meer dan 30% van het totale energieverbruik), wat resulteert in een aanzienlijke verspilling van elektrische energie. Vanuit zowel energiebesparend als economisch oogpunt is dit niet aan te raden.

② Slechte prestaties bij snelheidsregeling

De snelheidsregeling met rotorserieweerstand behoort tot de trapsgewijze snelheidsregeling, waarbij de snelheidsafname wordt bereikt door het energieverbruik van de externe rotorweerstand. Het belangrijkste is dat hoe lager de snelheid, hoe zachter de mechanische eigenschappen van de motor en hoe lager het uitgangskoppel. Bovendien heeft trapsgewijze snelheidsregeling een aanzienlijke impact op motoren en mechanische apparatuur, wat resulteert in een onstabiele werking van de apparatuur, discontinue snelheidsregeling, gemakkelijke ontsporing en een hoog uitvalpercentage. De 24-uurs continue productiemodus van kolenmijnen leidt tot aanzienlijke economische verliezen.

③ Slechte systeembetrouwbaarheid

Het regelmatig openen en sluiten van schakelaars (schakelaars openen en sluiten vaak bij hoge stroomsterktes) veroorzaakt vaak het sinteren van de schakelaarcontacten en het verbranden van spoelen.

Onvoldoende beschermende maatregelen kunnen gemakkelijk leiden tot een doorbranden van de motor.

De C-rem wordt blootgesteld aan flinke schokken en de remblokken zijn ernstig versleten. Hierdoor houdt de rem niet goed vast en is er regelmatig onderhoud en vervanging nodig.

④ Hoge onderhoudskosten

Contactoren, gewikkelde motorrotorborstels en sleepringen moeten vaak onderhouden en vervangen worden, wat kostbaar is.

De reductor en de rem worden ernstig aangetast en vereisen vaak onderhoud.

De eigenschappen van de C-rotorserie-weerstandsnelheidsregelingsmethode resulteren uiteindelijk in een beperkte productie-efficiëntie (frequente storingen tijdens stilstand en onderhoudsstatussen), een zware onderhoudslast en hogere gebruiks- en onderhoudskosten.

4. Voordelen van een elektrisch regelsysteem met frequentieomzetting en feedback voor mijnlieren

① De frequentieomvormer beschikt over goede snelheidsregelprestaties, een groot startkoppel, harde mechanische eigenschappen en een nauwkeurige positionering.

② De frequentieomvormer werkt soepel, met minimale impact op de reductor en de rem, waardoor er minder onderhoud aan de apparatuur nodig is en de levensduur van de takel wordt verlengd.

③ Na gebruik van de frequentieomvormer is het niet meer nodig om contactors te gebruiken en kan de wikkelmotor ook worden vervangen door een kooiankermotor zonder dat er onderhoud nodig is aan de borstels en sleepringen.

4 De frequentieomvormer heeft een hoge operationele efficiëntie en beschikt over volledige beschermings-, bewakings- en zelfdiagnosefuncties voor de motor en het systeem. In combinatie met PLC-besturing kan de betrouwbaarheid van het elektrische besturingssysteem van de mijnlier aanzienlijk worden verbeterd.

5 De energiefeedbackfunctie kan de regeneratieve energie van de motor terugvoeren naar het elektriciteitsnet, wat een grote energiebesparing oplevert.

3. Toepassing van het elektronische regelsysteem met IPC-frequentieomzettingsfeedback bij energiebesparende renovatie van mijnlieren (380V)

Afhankelijk van de belastingskarakteristieken en de regelvereisten van de mijnlierapparatuur is de hoofdconfiguratie van het elektrische regelsysteem met variabele frequentiefeedback als volgt:

 

project

parameter

Opmerkingen

Systeemfrequentieomvormer

PH7-04-075NDC

75 kW/165 A/380 V

1 eenheid

Systeemenergie-feedbackapparaat

PFH55-4

Nominale stroom: 55A, piekstroom: 80A

1 eenheid

Systeem PLC

Siemens S7-200

CPU224/AC/DC/Relais

6ES7 214-1BD23-0XB8


Description

3. Energiebesparend transformatiesysteem voor frequentieomzettingsfeedback van mijnlier

Na de transformatie van het mijnliersysteem had de motor van het mijnlierhefmechanisme een traploos instelbaar toerental, wat de regelprestaties van het hefmechanisme aanzienlijk verbeterde en de enorme impact op de motor en mechanische onderdelen verminderde. Tegelijkertijd zal energiefeedback de regeneratieve energie van de motor die aan het net wordt teruggeleverd, verhogen, wat aanzienlijk bespaart op elektriciteit, de omgevingstemperatuur van de apparatuur ter plaatse verlaagt en de levensduur van elektrische apparatuur verlengt. Het energiebesparende renovatiesysteem heeft twee schakelkasten, bestaande uit een frequentieomvormer en een PLC met energiefeedback. De specifieke functies van de contactor en andere componenten zijn als volgt samengevat:

1. Na de systeemtransformatie kan de regelmodus voor variabele frequentiefeedback van de motor vrij worden geschakeld met de oorspronkelijke regelmodus voor de rotorserieweerstand en worden de twee regelmodi elektrisch met elkaar vergrendeld om de veiligheid van de systeemwerking te garanderen.

2. Na de systeemtransformatie blijven de oorspronkelijke bedieningsmodus en -gewoonten van de mijnlier behouden, dat wil zeggen de tandwielregeling en de bedieningsmodus van de oorspronkelijke nokkenascontroller. Op deze manier wordt de normale werking van de mijnlierbediener niet beïnvloed en wordt gegarandeerd dat de speciale apparatuurinspectie van de mijnlier gekwalificeerd is.

3. Het elektrische besturingssysteem met variabele frequentiefeedback van het hefmechanisme heeft meerdere beveiligingsfuncties, zoals kortsluiting, overspanning, overstroom, faseverlies, overbelasting en oververhitting, om de bescherming van het hefmechanisme van de mijnlier te maximaliseren.

4. Het systeem maakt gebruik van een frequentieomvormer om de motor van het hefmechanisme aan te drijven. Wanneer de motor de potentiële te laten zakken last aandrijft, bevindt de motor zich in een regeneratieve energieopwekkingsmodus. Het energiefeedbackapparaat koppelt de geregenereerde energie van de motor in de opwekkingsmodus terug aan het elektriciteitsnet, waardoor de normale werking van het variabele frequentiesysteem wordt gegarandeerd en er aanzienlijk op elektriciteit wordt bespaard.


4. Systeem debuggen

① Debuggen van PLC-programma's en besturingscircuits. Nadat de installatie van de apparatuur is voltooid, wordt het besturingscircuit ingeschakeld en het hoofdcircuit uitgeschakeld. Voer debuggen van het besturingscircuit en PLC-programma uit om de juiste logische besturing van het besturingscircuit en de PLC te garanderen, en de normale werking van alle componenten te garanderen.

② Debuggen van de frequentieomvormer.

Koppel de mijnliermotor los van de reductor en gebruik de V/F-regelmodus voor onbelaste werking van de frequentieomvormer. Versleep de motor om een ​​stabiele en normale werking te garanderen en de uitgangsspanning en -stroom van de frequentieomvormer normaal te laten zijn.

Koppel de motor van de mijnlier los van de reductor en gebruik een PG-vrije vectorregelmethode zodat de frequentieomvormer zelflerend rotatiegedrag kan uitvoeren en motorparameters kan verkrijgen. Vervolgens wordt de PG-vrije vectorregelmethode gebruikt voor onbelast bedrijf, waarbij de motor wordt gesleept en de bijbehorende parameters worden aangepast om een ​​stabiele werking van de motor te garanderen. De uitgangsspanning en -stroom van de frequentieomvormer zijn normaal.

Sluit de liermotor aan op de reductor en gebruik een PG-vrije vectorregeling voor de frequentieomvormer. Laat de frequentieomvormer belast draaien om een ​​stabiele werking van de motor te garanderen.

③ Foutopsporing van het energiefeedbackapparaat.

Voer tests uit met de mijnlier bij het neerlaten van de mijn, zowel met als zonder last, en stel de feedbackspanning van het energiefeedbackapparaat correct in. Zorg ervoor dat de frequentieomvormer en het energiefeedbacksysteem normaal functioneren.

④ Het algemene debuggen en bedienen van het systeem.

Het gehele systeem ondergaat een algehele test om te garanderen dat de mijnlier onbelast en onder zware belasting wordt gehesen en neergelaten, dat de snelheid van elke versnelling aan de eisen voldoet, dat de versnellingen normaal schakelen en dat de frequentieomvormer en het energieterugkoppelingsapparaat normaal functioneren. Ook worden er werk- en frequentieomzettingstests uitgevoerd om een ​​normale schakel- en netfrequentiewerking te garanderen.

4. Het toepassingseffect en de klantevaluatie van het IPC-frequentieomzettingsfeedback-elektrische regelsysteem bij energiebesparende renovatie van mijnlieren

De daadwerkelijke werking van het systeem heeft bewezen dat de toepassing van het IPC-regelsysteem met variabele frequentiefeedback bij energiebesparende renovaties van mijnlieren de oorspronkelijke bedrijfsmodus van de mijnlieren niet verandert en dat de originele handrem in principe niet meer gebruikt kan worden, wat de bediening vereenvoudigt. Het systeem werkt stabiel en betrouwbaar, met uitstekende snelheidsregeling en een hoog startkoppel en een laagfrequent koppel. Wanneer het mechanisme wordt neergelaten, wordt de overtollige elektriciteit die door de regeneratieve energieopwekking van de motor wordt opgewekt, teruggevoerd naar het net, wat aanzienlijk energie bespaart. De klant is zeer tevreden over de effectiviteit van het IPC-regelsysteem met variabele frequentiefeedback bij energiebesparende renovaties van mijnlieren. Na een daadwerkelijke meting kan het IPC-regelsysteem met variabele frequentiefeedback meer dan 28% aan elektrische energie besparen in vergelijking met de originele snelheidsregelingsmethode met rotorserieweerstand van de mijnlierwikkeling.

5. Conclusie

De toepassing van IPC-frequentieomzettingsfeedback in de energiebesparende transformatie van mijnlieren heeft het automatiseringsniveau van lierapparatuur in de mijnbouw verbeterd en de modernisering van industriële apparatuur in de mijnbouw versneld. Het heeft een zeer positieve rol gespeeld bij het verbeteren van de productiecapaciteit van de mijnbouw en het waarborgen van de productieveiligheid.

Belangrijker nog is dat de mijnlierapparatuur tot de grootschalige mijnbouwapparatuur behoort en dat het energieverbruik ervan een aanzienlijk deel uitmaakt van het totale energieverbruik van de gehele mijnbouwproductie. Vergeleken met het serieweerstandsysteem met wikkelmotorrotor kan het elektrische regelsysteem met variabele frequentiefeedback aanzienlijk op elektriciteit besparen, wat de productiekosten aanzienlijk verlaagt en economische voordelen oplevert voor de mijnbouwsector.