Uhoľné podniky sú veľkými spotrebiteľmi energie. V prípade uhoľných baní je podiel spotreby elektriny pomerne vysoký. Podľa prieskumu predstavuje spotreba elektriny ventilátorov, vodných čerpadiel, kompresorov, zdvíhacích navijakov a zariadení na čerpanie plynu viac ako 40 % celkovej spotreby elektriny v uhoľných baniach. Vývoj technológie regulácie frekvencie môže efektívne vyriešiť jednotný proces riadenia, pričom reálny čas je slabý, stupeň automatizácie je nízky a existujú aj ďalšie problémy.
Aplikácia technológie úspory energie frekvenčnými meničmi v uhoľnom priemysle
I. Princíp a úloha technológie regulácie frekvencie pri úspore energie
1, princíp technológie riadenia frekvencie
Regulácia otáčok pomocou AC frekvenčného meniča je nová technológia vyvinutá v posledných desaťročiach, ktorá sa vyznačuje vynikajúcim výkonom regulácie otáčok, pozoruhodným efektom úspory energie a širokým uplatnením v rôznych oblastiach národného hospodárstva a je uznávaná ako sľubný spôsob regulácie otáčok. Technológia regulácie otáčok pomocou AC frekvenčného meniča je komplexnou aplikáciou mikropočítačovej technológie, technológie výkonovej elektroniky a technológie motorového prenosu. Základným princípom je, že pod prerušovacím účinkom výkonových polovodičových súčiastok sa pracovné frekvenčné striedavé napätie premieňa na jednosmerné napätie pomocou usmerňovacieho mostíka a potom sa z meniča premieňa na frekvenčne nastaviteľné striedavé napätie ako pohonný výkon AC motora, takže elektromotor získa napätie a prúd potrebné pre plynulú reguláciu otáčok, čo je jeden z efektívnych spôsobov regulácie otáčok bez dodatočných strát posunu.
Toto sa dá použiť ako vysokoúčinná metóda regulácie otáčok bez dodatočnej straty posunu, aby elektromotor zároveň získal napätie a prúd potrebné pre plynulú reguláciu otáčok.
2, úloha technológie regulácie frekvencie pri úspore energie
Vďaka rýchlemu rozvoju elektronických technológií, počítačových technológií, technológií automatického riadenia a technológií s vysokým výkonom dosiahla technológia regulácie otáčok frekvenčných meničov striedavých motorov prelomový pokrok a stala sa hlavným prostriedkom na úsporu energie a zlepšenie životného prostredia a podporou technologického pokroku, čo sa stalo nevyhnutným trendom rozvoja.
Konkrétne aplikácie technológie regulácie frekvencie v uhoľnej výrobe s použitím pásových dopravníkov ako príkladov
1, problém úspory energie pásového dopravníka pri výrobe uhoľných baní
Pásové dopravníky sa široko používajú ako hlavné zariadenie na prepravu uhoľných baní. S rozvojom vysokej produktivity uhoľných baní a efektívnej pracovnej plochy sa čoraz viac navrhujú, vyrábajú a uvádzajú do prevádzky pásové dopravníky na dlhé vzdialenosti, veľké objemy a vysoké rýchlosti. Pri používaní týchto veľkých strojov sa dopravník viac zaťažuje nárazmi, čo vedie k nerovnomernému výkonu motora a preťaženiu motora a ďalším problémom.
Preto sú na spustenie a prevádzku pásového dopravníka stanovené nasledujúce požiadavky: ak je motor pri spustení priamo preťažený, napájací zdroj musí poskytovať 6 až 7-krát vyšší prúd ako pri bežnej prevádzke, takže sa motor prehreje v dôsledku nadmerného prúdu a príliš dlhého času spustenia; elektrická sieť ovplyvní prevádzku iných zariadení v dôsledku nadmerného poklesu napätia v dôsledku veľkého prúdu; preto nový typ pohonného systému dokáže znížiť prúd pri spustení motora. V súčasnosti veľké pásové dopravníky vyžadujú, aby pohonný systém poskytoval nastaviteľný, plynulý a beznárazový rozbehový krútiaci moment, aby sa znížil náraz, čím sa zlepší silový stav celého stroja, predĺži životnosť celého stroja, zlepší sa spoľahlivosť zariadenia, teda aby sa dosiahol mäkký rozbeh. Pri pásových dopravníkoch na dlhé vzdialenosti, ak je rozbeh príliš rýchly, napínacie zariadenie sa neutiahne, takže prevodový valec sa prešmykne, čo vedie k prehrievaniu a požiaru; pri pásových dopravníkoch s veľkým sklonom, ak je rozbehové zrýchlenie príliš rýchle, spôsobí to skĺznutie alebo kotúľanie materiálu; to si vyžaduje kontrolovateľné rozbehové zrýchlenie, aby sa dosiahol plynulý rozbeh. Pre uľahčenie údržby pásových dopravníkov dúfame, že dosiahneme nízkorýchlostnú testovaciu prevádzku pásu.
Stručne povedané, pohonný systém sa musí dokázať prispôsobiť požiadavkám na štartovacie, prevádzkové a parkovacie podmienky, aby sa pásový dopravník plynulo spúšťal a zastavoval, bežal efektívne, poháňal vyvážene a pracoval bezpečne. V súčasnosti však väčšina uhoľných baní v Číne používa hydraulické spojky na dosiahnutie mäkkého štartu pásových strojov, pričom mechanická účinnosť hydraulickej spojky sa pri štarte nastaví na nulu, takže motor sa spustí bez záťaže.
2, technológia riadenia frekvencie v aplikáciách pásových dopravníkov
Systém automatického riadenia frekvencie v pásovom dopravníku pozostáva z programovateľného ovládača PLC, frekvenčného meniča, výmenníka prúdu, vysielača prúdu, jadrovej pásovej váhy, snímača rýchlosti pásu a snímača rýchlosti motora atď., ktoré možno zhrnúť do troch častí: detekčnej jednotky, riadiacej jednotky a výkonovej jednotky.
Detekčná jednotka: Snímač prúdu a vysielač zachytávajú signál prúdu motora. Signál rýchlosti pásu zachytený snímačom rýchlosti pásu sa prevedie na signál napätia. Signál rýchlosti zachytený snímačom rýchlosti motora sa prevedie na signál napätia. Jadrová váha pásu zachytáva signál prietoku. Každý signál sa privádza do jadrového modulu.
Riadiaca jednotka: Keď PLC prijme detekčný signál, po posúdení rozhodnutia dokončí spustenie pásového dopravníka, vyváženie výkonu, funkciu nastavenia rýchlosti pre úsporu energie. Zároveň má hlavná riadiaca jednotka aj funkcie ochrany proti pretrhnutiu pásu, stohovaniu uhlia, trhaniu pásu, dymu, šmyku, teplote a ďalšie funkcie ochrany proti poruchám.
Vykonávacia jednotka: frekvenčný menič prijíma signál frekvenčného riadenia z PLC a podľa daného výstupného signálu zodpovedajúcej frekvencie napätia privádzaného do motora nastavuje rýchlosť motora a vykonáva rôzne funkcie pásového dopravníka. Po konverzii frekvenčnej technológie pásový dopravník plne realizuje režim mäkkého štartu a mäkkého zastavenia pásového dopravníka, čím sa zabezpečí stabilnejší výkon pásového dopravníka.
Po konverzii dokáže systém automaticky upraviť výstupnú frekvenciu a výstupný krútiaci moment podľa zmeny zaťaženia, čím sa zmení predchádzajúci režim prevádzky s konštantnou rýchlosťou motora, čím sa výrazne šetrí spotreba energie.
III. Záver
Stručne povedané, aplikácia frekvenčných meničov v uhoľných baniach dosiahla dobré výsledky. S vývojom nových výkonových elektronických zariadení a neustálym zlepšovaním výkonu bude aplikácia technológie regulácie otáčok s frekvenčnými meničmi v uhoľnej bani zohrávať väčšiu úlohu a dosiahnuť výraznejšie ekonomické výhody.