การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีประหยัดพลังงานตัวแปลงความถี่ในอุตสาหกรรมการทำเหมืองถ่านหิน

ผู้ประกอบการถ่านหินเป็นผู้บริโภคไฟฟ้ารายใหญ่ สำหรับผู้ประกอบการเหมืองถ่านหิน สัดส่วนการใช้ไฟฟ้าค่อนข้างสูง จากการสำรวจพบว่า การใช้ไฟฟ้าของพัดลม ปั๊มน้ำ คอมเพรสเซอร์ รอกยก และอุปกรณ์สูบก๊าซ คิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 40% ของการใช้ไฟฟ้าทั้งหมดในการผลิตถ่านหิน การพัฒนาเทคโนโลยีการควบคุมความถี่แปรผันสามารถแก้ปัญหากระบวนการควบคุมเดี่ยวได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่การทำงานแบบเรียลไทม์ยังทำได้ไม่ดี ระดับของระบบอัตโนมัติยังต่ำ และปัญหาอื่นๆ

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีประหยัดพลังงานตัวแปลงความถี่ในอุตสาหกรรมการทำเหมืองถ่านหิน

I. หลักการและบทบาทการประหยัดพลังงานของเทคโนโลยีการควบคุมความถี่

1. หลักการของเทคโนโลยีการควบคุมความถี่

การควบคุมความเร็วของตัวแปลงความถี่ AC เป็นเทคโนโลยีใหม่ที่พัฒนาขึ้นในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา ด้วยประสิทธิภาพการควบคุมความเร็วที่ยอดเยี่ยม ประสิทธิภาพการประหยัดพลังงานที่โดดเด่น และการประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในหลากหลายสาขาเศรษฐกิจของประเทศ และได้รับการยอมรับว่าเป็นวิธีการควบคุมความเร็วที่มีอนาคต เทคโนโลยีการควบคุมความเร็วของตัวแปลงความถี่ AC เป็นการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีไมโครคอมพิวเตอร์ เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลัง และเทคโนโลยีส่งกำลังของมอเตอร์อย่างครอบคลุม หลักการพื้นฐานคือ ภายใต้อิทธิพลของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า AC ความถี่การทำงานจะถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้า DC โดยวงจรเรียงกระแส จากนั้นแปลงจากอินเวอร์เตอร์เป็นแรงดันไฟฟ้า AC ที่สามารถปรับความถี่ได้ ซึ่งเป็นกำลังขับของมอเตอร์ AC เพื่อให้มอเตอร์ไฟฟ้าได้รับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับการควบคุมความเร็วแบบไม่มีขั้นตอน ซึ่งเป็นหนึ่งในวิธีการควบคุมความเร็วที่มีประสิทธิภาพโดยไม่สูญเสียการกระจัดเพิ่มเติม

สามารถใช้เป็นวิธีควบคุมความเร็วที่มีประสิทธิภาพสูงโดยไม่มีการสูญเสียการกระจัดเพิ่มเติม ในเวลาเดียวกันยังทำให้มอเตอร์ไฟฟ้าได้รับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับการควบคุมความเร็วแบบไม่มีขั้นตอนอีกด้วย

2. บทบาทการประหยัดพลังงานของเทคโนโลยีการควบคุมความถี่

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ เทคโนโลยีการควบคุมอัตโนมัติ และเทคโนโลยีเอาต์พุตพลังงานสูง เทคโนโลยีการควบคุมความเร็วตัวแปลงความถี่มอเตอร์ AC จึงมีความก้าวหน้าอย่างก้าวกระโดด กลายเป็นวิธีการหลักในการประหยัดพลังงานและปรับปรุงสิ่งแวดล้อม และส่งเสริมความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี กลายเป็นแนวโน้มการพัฒนาที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

การประยุกต์ใช้เฉพาะของเทคโนโลยีการควบคุมความถี่แปรผันในการผลิตเหมืองถ่านหินโดยใช้สายพานลำเลียงเป็นตัวอย่าง

1. ปัญหาการประหยัดพลังงานของสายพานลำเลียงในการผลิตเหมืองถ่านหิน

สายพานลำเลียงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายเป็นอุปกรณ์หลักในการขนส่งถ่านหินในเหมือง ด้วยการพัฒนาของอุตสาหกรรมเหมืองถ่านหิน สายพานลำเลียงจึงมีประสิทธิภาพการทำงานสูงและพื้นผิวการทำงานที่มีประสิทธิภาพ สายพานลำเลียงสำหรับการขนส่งระยะไกล ปริมาณมาก และความเร็วสูงจึงได้รับการออกแบบ ผลิต และนำไปใช้งานมากขึ้น การใช้เครื่องจักรขนาดใหญ่เหล่านี้ทำให้สายพานลำเลียงรับแรงกระแทกได้มาก ส่งผลให้กำลังขับของมอเตอร์ไม่สม่ำเสมอ ส่งผลให้มอเตอร์ทำงานหนักเกินไปและเกิดปัญหาอื่นๆ ตามมา

ดังนั้น ข้อกำหนดในการสตาร์ทและการทำงานของสายพานลำเลียงมีดังนี้: หากมอเตอร์มีภาระเกินพิกัดโดยตรงขณะสตาร์ท จำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายไฟที่จ่ายกระแสไฟฟ้ามากกว่าปกติ 6-7 เท่า ซึ่งจะทำให้มอเตอร์ร้อนเกินไปเนื่องจากกระแสไฟฟ้าเกินและใช้เวลาในการสตาร์ทนานเกินไป ระบบไฟฟ้าจะส่งผลกระทบต่อการทำงานของอุปกรณ์อื่นๆ เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงมากเกินไปเนื่องจากกระแสไฟฟ้าสูง ดังนั้น ระบบขับเคลื่อนแบบใหม่จึงสามารถลดกระแสไฟฟ้าขณะสตาร์ทมอเตอร์ได้ ปัจจุบัน สายพานลำเลียงขนาดใหญ่จำเป็นต้องใช้ระบบขับเคลื่อนที่ให้แรงบิดสตาร์ทที่ปรับได้ ราบรื่น และไม่กระทบกระเทือน เพื่อลดแรงกระแทก ซึ่งจะช่วยปรับปรุงสภาพแรงของเครื่องจักรโดยรวม ยืดอายุการใช้งานของเครื่องจักรโดยรวม และเพิ่มความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ นั่นคือการสตาร์ทแบบนุ่มนวล สำหรับสายพานลำเลียงระยะไกล หากสตาร์ทเร็วเกินไป อุปกรณ์ขันแน่นจะไม่ขันแน่น ทำให้ลูกกลิ้งส่งกำลังลื่นไถล ส่งผลให้เกิดไฟไหม้ สำหรับสายพานลำเลียงที่มีความเอียงมาก หากเร่งสตาร์ทเร็วเกินไป จะทำให้เกิดการลื่นไถลหรือการกลิ้งของวัสดุ ซึ่งจำเป็นต้องมีการเร่งสตาร์ทที่ควบคุมได้เพื่อให้สตาร์ทได้อย่างราบรื่น เพื่ออำนวยความสะดวกในการบำรุงรักษาสายพานลำเลียง เราหวังว่าจะสามารถบรรลุการทำงานของสายพานทดสอบความเร็วต่ำได้

โดยสรุป ระบบขับเคลื่อนจำเป็นต้องสามารถปรับให้เข้ากับเงื่อนไขการสตาร์ท การทำงาน และการจอด เพื่อให้สายพานลำเลียงสามารถสตาร์ทและหยุดได้อย่างราบรื่น ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ขับเคลื่อนได้อย่างสมดุล และทำงานได้อย่างปลอดภัย อย่างไรก็ตาม ปัจจุบัน เหมืองถ่านหินส่วนใหญ่ในประเทศจีนใช้ข้อต่อไฮดรอลิกเพื่อให้เครื่องจักรสายพานเริ่มทำงานอย่างนุ่มนวล โดยปรับประสิทธิภาพเชิงกลของข้อต่อไฮดรอลิกให้เป็นศูนย์เมื่อเริ่มต้นใช้งาน เพื่อให้มอเตอร์สามารถสตาร์ทได้โดยไม่ต้องรับภาระ

2. เทคโนโลยีการควบคุมความถี่ในการใช้งานสายพานลำเลียง

ระบบควบคุมอัตโนมัติควบคุมความถี่ในสายพานลำเลียงประกอบด้วยตัวควบคุมแบบตั้งโปรแกรมได้ PLC ตัวแปลงความถี่ ตัวแลกเปลี่ยนกระแสไฟฟ้า เครื่องส่งสัญญาณกระแสไฟฟ้า เครื่องชั่งสายพานนิวเคลียร์ เซ็นเซอร์ความเร็วสายพาน และเซ็นเซอร์ความเร็วมอเตอร์ ฯลฯ ซึ่งสามารถสรุปได้เป็น 3 ส่วน ได้แก่ หน่วยตรวจจับ หน่วยควบคุม และหน่วยดำเนินการ

หน่วยตรวจจับ: เซ็นเซอร์กระแสและเครื่องส่งสัญญาณจะรับสัญญาณกระแสของมอเตอร์ สัญญาณความเร็วสายพานที่ได้รับจากเซ็นเซอร์ความเร็วสายพานจะถูกแปลงเป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้า สัญญาณความเร็วที่ได้รับจากเซ็นเซอร์ความเร็วมอเตอร์จะถูกแปลงเป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้า เครื่องชั่งสายพานนิวเคลียร์จะรับสัญญาณการไหล สัญญาณแต่ละสัญญาณจะถูกส่งไปยังโมดูลหลัก

หน่วยควบคุม: เมื่อ PLC ได้รับสัญญาณตรวจจับ หลังจากตัดสินใจแล้ว สายพานลำเลียงจะถูกเริ่มต้น สมดุลพลังงาน และปรับความเร็วการประหยัดพลังงานให้เสร็จสมบูรณ์ ขณะเดียวกัน หน่วยควบคุมหลักยังมีฟังก์ชันป้องกันสายพานขาด กองถ่านหิน สายพานฉีกขาด ควัน ลื่นไถล อุณหภูมิ และฟังก์ชันป้องกันความผิดพลาดอื่นๆ

หน่วยปฏิบัติการ: ตัวแปลงความถี่จะรับสัญญาณควบคุมความถี่ของ PLC ตามความถี่ที่กำหนดของแรงดันไฟฟ้าที่ป้อนให้กับมอเตอร์ เพื่อปรับความเร็วมอเตอร์และทำงานต่างๆ ของสายพานลำเลียงให้สมบูรณ์ หลังจากแปลงความถี่แล้ว สายพานลำเลียงจะทำงานในโหมด soft start และ soft stop อย่างสมบูรณ์ ทำให้สายพานลำเลียงมีเสถียรภาพในการทำงานมากขึ้น

หลังการแปลง ระบบจะปรับความถี่เอาต์พุตและแรงบิดเอาต์พุตโดยอัตโนมัติตามการเปลี่ยนแปลงโหลด โดยเปลี่ยนรูปแบบการทำงานความเร็วคงที่ของความถี่มอเตอร์ก่อนหน้า ช่วยประหยัดพลังงานการใช้พลังงานได้อย่างมาก

III. บทสรุป

โดยสรุป การประยุกต์ใช้ตัวแปลงความถี่ในเหมืองถ่านหินประสบความสำเร็จเป็นอย่างดี ด้วยการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังใหม่ ๆ และการปรับปรุงประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่อง ทำให้การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีควบคุมความเร็วของตัวแปลงความถี่ในการผลิตเหมืองถ่านหินมีบทบาทมากขึ้นและสร้างประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่สำคัญยิ่งขึ้น