Rozwiązania technologii zastosowania inwerterów

Wyciąg kopalniany jest ważnym urządzeniem w procesie produkcyjnym kopalń węgla i kopalń metali nieżelaznych. Bezpieczna i niezawodna eksploatacja wyciągu jest bezpośrednio związana ze stanem produkcji i korzyściami ekonomicznymi przedsiębiorstwa. Ten rodzaj systemu napędowego wymaga częstego uruchamiania silnika do przodu i do tyłu, hamowania i hamowania, co jest typowym obciążeniem tarciowym, tj. obciążeniem o charakterystyce stałego momentu obrotowego. Wcześniej dominowały głównie wyciągi z przekładnią zębatą (napęd mechaniczny), wyciągi hydrauliczne (napęd hydrauliczny) i wyciągi z regulacją prędkości za pomocą rezystancji szeregowej wirnika silnika asynchronicznego AC (napęd elektryczny) i inne typy. Moc wyciągu szybowego dostarczana jest przez silnik z uzwojeniowym wirnikiem, który wykorzystuje regulację prędkości za pomocą rezystancji szeregowej wirnika.

Struktura mechaniczna wyciągu szybowego jest schematycznie przedstawiona na poniższym rysunku.

Obecnie większość małych i średnich kopalń używa wyciągów szybowych do podnoszenia, a tradycyjne wyciągi szybowe zazwyczaj przyjmują system regulacji prędkości za pomocą rezystancji szeregowej silnika AC z uzwojeniowym wirnikiem, a rezystancja jest kontrolowana przez stycznik AC - tyrystor. Ten system sterowania powoduje łatwe utlenianie styków głównych stycznika AC i powoduje awarie sprzętu z powodu częstego działania stycznika AC podczas procesu regulacji prędkości i długiego czasu pracy sprzętu. Ponadto wydajność regulacji prędkości wyciągu w fazie hamowania i pełzania jest słaba, co często skutkuje niedokładnym zatrzymaniem. Częste uruchamianie, regulacja prędkości i hamowanie wyciągu generują znaczne zużycie energii w zewnętrznym obwodzie wirnika rezystora szeregowego. Ten system regulacji prędkości za pomocą rezystancji szeregowej silnika AC z uzwojeniowym wirnikiem jest regulacją prędkości krokowo, regulacja prędkości jest słaba; niskie charakterystyki mechaniczne prędkości są miękkie, wskaźnik różnicy statycznej jest duży; rezystancja na zużycie mocy różnicowej, oszczędność energii jest słaba; proces rozruchu i proces zmiany prędkości uderzenie prądu jest duże; wibracje podczas pracy z dużą prędkością, bezpieczeństwo jest słabe. Dlatego oryginalny system pod względem bezpieczeństwa i niezawodności, regulacji prędkości, oszczędności energii, eksploatacji, konserwacji i innych aspektów ma różne stopnie wad. Od czasu wyciągu z falownikiem, poziom wyposażenia wyciągu pochyłego uległ jakościowej zmianie. Obecnie wyciąg z konwersją częstotliwości stał się dominującym produktem na rynku, a jego główne cechy są następujące.

1. Kompaktowa konstrukcja, mały rozmiar, łatwość przenoszenia, używane w kopalniach podziemnych mogą zaoszczędzić dużo kosztów rozwoju.
2. Wyciąg z konwersją częstotliwości serii ZF opiera się na pełnej cyfrowej regulacji prędkości z konwersją częstotliwości i technologii sterowania wektorowego jako rdzeniu, dzięki czemu wydajność regulacji prędkości silnika asynchronicznego może być porównywalna z silnikiem DC. Wydajność momentu obrotowego przy niskiej częstotliwości, płynna regulacja prędkości, szeroki zakres regulacji prędkości, wysoka precyzja, oszczędność energii itp.
3. Zastosowano podwójny system sterowania PLC w celu poprawy wydajności sterowania i bezpieczeństwa wyciągu szybowego.
4. Prosta obsługa, bezpieczna i stabilna praca, niski wskaźnik awaryjności i zasadniczo bezobsługowy.

Aby przezwyciężyć niedociągnięcia tradycyjnego systemu regulacji prędkości za pomocą rezystancji szeregowej silnika AC z uzwojeniowym wirnikiem, zastosowanie technologii regulacji prędkości z konwersją częstotliwości do transformacji wyciągu, można osiągnąć pełny zakres częstotliwości (0 ~ 50 Hz) sterowania stałym momentem obrotowym. Obróbka energii regeneracyjnej, może być używana niedroga program hamowania energetycznego lub bardziej znaczący program hamowania zwrotnego oszczędzający energię. A w procesie projektowania hydraulicznego hamowania mechanicznego, wtórny zawór hamulcowy i hamowanie falownika mają być zintegrowane.

System sterowania elektrycznego wyciągu z falownikiem dla wyciągów z pojedynczym lub podwójnym bębnem napędzanych silnikami asynchronicznymi AC (typu z uzwojeniowym wirnikiem lub klatkowym). Może być używany z nowo zainstalowanymi wyciągami, ale także nadaje się do transformacji technicznej starego systemu sterowania elektrycznego wyciągu.

System sterowania elektrycznego wyciągu z konwersją częstotliwości można po prostu podzielić na: system regulacji prędkości z konwersją częstotliwości (falownik + jednostka hamująca + skrzynka rezystorów hamowania); pulpit kierowcy systemu sterowania PLC.

Skład systemu mechanicznego wyciągu, jak pokazano na rysunku.

System dwuprzewodowy: System sterowania PLC składa się z dwóch głównych systemów PLC, PLC1 jako główny system sterowania i PLC2 jako system monitorowania. Każdy system PLC ma swój własny niezależny element wykrywania położenia (enkoder wału). Podczas normalnej pracy, dwa systemy PLC są uruchamiane jednocześnie w celu realizacji sterowania i ochrony wyciągu w „systemie dwuprzewodowym”. Aby zapewnić, że dwa systemy PLC mogą działać synchronicznie, sygnały położenia i prędkości dwóch systemów PLC są porównywane w czasie rzeczywistym wewnątrz PLC1, a gdy odchylenie jest zbyt duże, natychmiast generowany jest alarm. Dwa systemy PLC wymieniają głównie dane w sposób komunikacyjny.

Tryb awaryjny: Jeśli jeden PLC ulegnie awarii lub jego element wykrywania położenia ulegnie awarii, pojedynczy PLC może kontynuować pracę w trybie „Awaryjny 1” lub „Awaryjny 2”. Wyciąg w trybie awaryjnym pracy, ze względu na ochronę nie jest pominięta, ale bez „systemu dwuprzewodowego”. Jednak w celu zapewnienia bezpieczeństwa i niezawodności pracy wyciągu, prędkość robocza jest zmniejszona do połowy prędkości. Jeśli dwa zestawy elementów wykrywania położenia ulegną awarii, wyciąg może pracować tylko z prędkością nie większą niż 0,5 m/s.

Podwójne źródła prędkości: Rzeczywista prędkość w systemie sterowania pochodzi z dwóch różnych źródeł prędkości, falownika i enkodera wału, a rzeczywista prędkość zaangażowana w sterowanie i ochronę przed nadmierną prędkością jest pobierana z maksymalnej wartości obu.

Kontrola położenia: PLC automatycznie generuje prędkość zadaną przez skok jako zmienną niezależną v(s), a prędkość zadaną przez sekcję o równej prędkości po implementacji v(t) i v(s) podwójne zadawanie, w którym v(s) jest głównie zadawane przez skok.

Półautomatyczny tryb pracy: W przeciwieństwie do tradycyjnego półautomatycznego trybu pracy, wykorzystuje „przełącznik wyboru prędkości” na konsoli kierowcy do kontrolowania prędkości pracy wyciągu i jednoczesnego otwierania i zamykania bramy roboczej, co jest szczególnie odpowiednie do obsługi wyciągu szybowego.

Po transformacji wyciągu przez konwersję częstotliwości, proces roboczy systemu nie zmienia się zbytnio. Po przesunięciu uchwytu do przodu i do tyłu, może napędzać enkoder do obracania i wysyłania liczby impulsów do szybkiego zacisku liczącego PLC, co może bezstopniowo regulować prędkość falownika w określonym zakresie. Może również dawać styki „zero uchwytu”, „do przodu” i „do tyłu”. Bez względu na to, czy silnik jest do przodu czy do tyłu, węgiel jest przeciągany z kopalni na ziemię, silnik pracuje w stanie elektrycznym do przodu i do tyłu, tylko gdy w pełni załadowana przyczepa zbliża się do wylotu szybu, musi zwolnić i zahamować, schemat czasowy pracy wyciągu jest pokazany na poniższym rysunku.