Premogovniška podjetja so veliki porabniki energije, delež porabe električne energije v premogovniških proizvodnih podjetjih pa je precej velik. Glede na raziskavo poraba električne energije ventilatorjev, vodnih črpalk, kompresorjev, dvižnih vitlov in opreme za črpanje plina predstavlja več kot 40 % celotne porabe električne energije v premogovniških proizvodnih podjetjih. Razvoj tehnologije regulacije s spremenljivo frekvenco lahko učinkovito reši problem enotnega krmiljenja, saj je delovanje v realnem času slabo, stopnja avtomatizacije je nizka in obstajajo druge težave.
Uporaba tehnologije varčevanja z energijo s frekvenčnimi pretvorniki v premogovništvu
I. Načelo in vloga tehnologije frekvenčnega nadzora pri varčevanju z energijo
1, načelo tehnologije frekvenčnega nadzora
Regulacija hitrosti z AC frekvenčnim pretvornikom je nova tehnologija, razvita v zadnjih desetletjih, z odličnimi lastnostmi regulacije hitrosti, izjemnim učinkom varčevanja z energijo in široko uporabnostjo na različnih področjih nacionalnega gospodarstva, ki je prepoznana kot obetaven način regulacije hitrosti. Tehnologija regulacije hitrosti z AC frekvenčnim pretvornikom je celovita uporaba mikroračunalniške tehnologije, tehnologije močnostne elektronike in tehnologije motornega prenosa. Osnovno načelo je, da se pod vplivom prekinitvenih učinkov močnostnih polprevodniških naprav delovna frekvenčna izmenična napetost pretvori v enosmerno napetost s pomočjo usmerjevalnega mostu, nato pa se iz pretvornika pretvori v frekvenčno, napetostno nastavljivo izmenično napetost kot pogonsko moč AC motorja, tako da elektromotor doseže napetost in tok, ki sta potrebna za brezstopenjsko regulacijo hitrosti, kar je eden od učinkovitih načinov regulacije hitrosti brez dodatnih izgub zaradi premika.
To se lahko uporabi kot visoko učinkovita metoda regulacije hitrosti brez dodatnih izgub pretoka, hkrati pa elektromotor doseže napetost in tok, ki sta potrebna za brezstopenjsko regulacijo hitrosti.
2, vloga tehnologije frekvenčnega nadzora pri varčevanju z energijo
Z naglim razvojem elektronske tehnologije, računalniške tehnologije, tehnologije avtomatskega krmiljenja in tehnologije visoke izhodne moči je tehnologija regulacije hitrosti frekvenčnih pretvornikov AC motorjev dosegla prebojni napredek in postala pomembno sredstvo za varčevanje z energijo in izboljšanje okolja ter spodbujanje tehnološkega napredka, kar je postalo neizogiben razvojni trend.
Specifične uporabe tehnologije krmiljenja s spremenljivo frekvenco v proizvodnji premoga z uporabo tračnih transporterjev kot primerov
1, problem varčevanja z energijo pri proizvodnji premoga v tračnem transporterju
Tračni transporterji se pogosto uporabljajo kot glavna oprema za transport premoga v rudnikih. Z razvojem visoke produktivnosti premoga in učinkovite delovne površine se vse pogosteje načrtujejo, izdelujejo in dajejo v obratovanje tračni transporterji za dolge razdalje, velike prostornine in visoke hitrosti. Uporaba teh velikih strojev povzroča veliko udarno obremenitev transporterja, kar povzroča neenakomerno izhodno moč motorja in preobremenitev motorja ter druge težave.
Zato so za zagon in delovanje tračnega transporterja izpolnjene naslednje zahteve: če je motor ob zagonu neposredno preobremenjen, mora napajanje zagotavljati 6-7-krat večji tok kot pri normalnem delovanju, kar povzroči pregrevanje motorja zaradi prekomernega toka in predolgega časa zagona; električno omrežje bo vplivalo na delovanje druge opreme zaradi prekomernega znižanja napetosti zaradi velikega toka; zato lahko nova vrsta pogonskega sistema zmanjša tok ob zagonu motorja. Trenutno veliki tračni transporterji zahtevajo, da pogonski sistem zagotavlja nastavljiv, gladek zagonski navor brez udarcev, da se zmanjša udarec, s čimer se izboljša stanje sile celotnega stroja, podaljša življenjska doba celotnega stroja, izboljša zanesljivost opreme, torej doseže mehak zagon. Pri tračnih transporterjih na dolge razdalje se zatezna naprava ne zategne, če je zagon prehiter, kar povzroči pregrevanje in požar; pri tračnih transporterjih z velikim naklonom bo prehitro zagonsko pospeševanje povzročilo zdrs materiala ali kotaljenje; za doseganje gladkega zagona je potrebno nadzorovano zagonsko pospeševanje. Za lažje vzdrževanje tračnih transporterjev upamo, da bomo dosegli delovanje testnega traku pri nizki hitrosti.
Skratka, pogonski sistem se mora prilagajati zahtevam glede zagona, delovanja in parkiranja, tako da se tračni transporter gladko zažene in ustavi, deluje učinkovito, poganja uravnoteženo in deluje varno. Vendar pa trenutno večina premogovnikov na Kitajskem uporablja hidravlične sklopke za doseganje mehkega zagona tračnih strojev, pri čemer se mehanska učinkovitost hidravlične sklopke ob zagonu prilagodi na nič, tako da se motor zažene brez obremenitve.
2, tehnologija frekvenčnega nadzora v aplikacijah tračnih transporterjev
Sistem za avtomatsko krmiljenje frekvence v tračnem transporterju je sestavljen iz programabilnega krmilnika PLC, frekvenčnega pretvornika, tokovnega izmenjevalnika, tokovnega oddajnika, jedrske tehtnice za trak, senzorja hitrosti traku in senzorja hitrosti motorja itd., kar lahko povzamemo v tri dele: detekcijsko enoto, krmilno enoto in izvedbeno enoto.
Zaznavalna enota: Senzor toka in oddajnik zajameta signal toka motorja. Signal hitrosti traku, ki ga zajame senzor hitrosti traku, se pretvori v napetostni signal. Signal hitrosti, ki ga zajame senzor hitrosti motorja, se pretvori v napetostni signal. Jedrna tehtnica traku zajame signal pretoka. Vsak signal se dovaja v osrednji modul.
Krmilna enota: Ko PLC prejme signal zaznavanja, po presoji odločitve izvede zagon tračnega transporterja, uravnoteženje moči in prilagoditev hitrosti za varčevanje z energijo. Hkrati ima glavna krmilna enota tudi funkcije zaščite pred lomljenjem traku, zlaganjem premoga, trganjem traku, dimom, zdrsom, temperaturo in druge funkcije zaščite pred napakami.
Izvedbena enota: frekvenčni pretvornik sprejema signal frekvenčnega krmiljenja PLC-ja in v skladu z izhodnim signalom ustrezne frekvence napetosti, dodane motorju, doseže prilagoditev hitrosti motorja in izvede različne funkcije tračnega transporterja. Po pretvorbi frekvenčne tehnologije tračni transporter v celoti uresniči način delovanja mehkega zagona in mehke zaustavitve tračnega transporterja, zaradi česar je delovanje tračnega transporterja bolj stabilno.
Po pretvorbi lahko sistem samodejno prilagodi izhodno frekvenco in izhodni navor glede na spremembo obremenitve, s čimer spremeni prejšnji vzorec delovanja s konstantno hitrostjo motorja in znatno prihrani porabo energije.
III. Zaključek
Skratka, uporaba frekvenčnih pretvornikov v premogovnikih je dosegla dobre rezultate, z razvojem novih močnostnih elektronskih naprav in nenehnim izboljševanjem delovanja pa bo uporaba tehnologije za nadzor hitrosti s frekvenčnimi pretvorniki v proizvodnji premogovnikov igrala večjo vlogo in dosegla večje gospodarske koristi.