Aplicación del variador de media tensión FGI FD5000 en transportadores continuos

Un transportador es una máquina de manipulación de materiales que transporta materiales de forma continua a lo largo de una línea determinada, también conocido como transportador continuo. Los transportadores pueden ser horizontales o inclinados y también pueden formar líneas de transporte espaciales. Las líneas de transporte generalmente son fijas. La Oficina de Minería de Xiaolongtan de la provincia de Yunnan es una empresa de producción de carbón de propiedad estatal. Es una de las zonas mineras clave de la base de carbón a gran escala aprobada por el estado: la Base de Carbón de Yunnan-Guizhou. Es una importante base de producción de energía en la provincia de Yunnan, que produce principalmente carbón. Tiene dos minas de carbón a cielo abierto, Xiaolongtan y Buzhaoba, así como unidades para reparación y construcción de maquinaria. La oficina de minería ha desarrollado un modelo de negocio basado principalmente en el carbón y que incluye múltiples industrias. Además de la industria del carbón, también cuenta con sectores como reparación de maquinaria, construcción, procesamiento y servicios, demostrando un fuerte impulso de desarrollo. El actual proyecto de ampliación de la quinta fase es un proyecto de construcción clave de la iniciativa "Doble Cien" de la provincia de Yunnan. La construcción a gran escala comenzó oficialmente en marzo de 2008. Una vez terminada, la producción de carbón alcanzará los 14,9 millones de toneladas al año.

1. Descripción general del proyecto y esquema de diseño

La potencia del motor principal del transportador de cinta 502 en el nuevo sistema de extracción de Buzhaoba, Oficina Minera de Xiaolongtan, Provincia de Yunnan es de 2x800kW. Para garantizar una producción segura y reducir el impacto en los equipos, la oficina de minería, en colaboración con los departamentos de diseño y mantenimiento, decidió adoptar un convertidor de frecuencia de alto voltaje para el accionamiento. Además, para hacer frente a los errores relativamente grandes en la parte mecánica, aprovechando la conveniente característica de regulación de velocidad del convertidor de frecuencia, se adopta un método de sincronización de máquina dual y uno a uno.

2. Principio de funcionamiento y características del sistema transportador de cinta.

La cinta transportadora acciona la rueda del tambor y tira de la cinta para moverla por fricción. La correa se deforma bajo tensión e impulsa el objeto a moverse sobre la rueda del rodillo de soporte mediante fricción. La cinta es un material elástico de almacenamiento de energía. Almacena una gran cantidad de energía potencial cuando la cinta transportadora se detiene y funciona. Esto determina que se debe adoptar un método de arranque suave al poner en marcha la cinta transportadora. La mayoría de las minas de carbón domésticas utilizan acoplamientos hidráulicos para lograr el arranque suave de las cintas transportadoras. Durante el proceso de arranque, la eficiencia mecánica del acoplamiento hidráulico se ajusta a cero para permitir que el motor arranque sin carga. Al utilizar un acoplamiento hidráulico para el transportador de cinta blanda, debido al estrecho rango de regulación de velocidad, el tiempo de arranque es corto y la fuerza de carga es grande a baja velocidad. Mientras tanto, cuando las máquinas duales delanteras y traseras impulsan la misma correa para trabajar, es difícil resolver verdaderamente el problema de distribución y sincronización de la potencia de carga y la energía potencial elástica de la correa, lo que es propenso a provocar la rotura y el envejecimiento de la correa. Por lo tanto, se requiere que la resistencia del cinturón sea alta. Además, el funcionamiento a largo plazo del acoplamiento hidráulico puede provocar un aumento de la temperatura del aceite interno, desgaste de las piezas metálicas, fugas y reducción de la eficiencia, etc. Esto no sólo aumenta la dificultad y el coste del mantenimiento, sino que también contamina el medio ambiente.

3. Implementación del programa

El sistema de procesamiento de comunicación de doble máquina coordina y controla los sistemas convertidores de frecuencia maestro y esclavo, comunicándose entre sí e intercambiando información. El sistema DCS envía la frecuencia de operación al sistema de comunicación. Luego, el sistema de comunicación transmite la velocidad de rotación dada a la máquina anfitriona, que a su vez se comunica y la transmite a la máquina esclava. Cuando la unidad principal tiene una falla menor, la unidad esclava seguirá a la unidad principal y tomará las medidas correspondientes en tiempo real. De manera similar, cuando la unidad esclava tiene una falla menor, la unidad principal también seguirá a la unidad principal en tiempo real y tomará medidas de respuesta. Al mismo tiempo, con la ayuda del sistema de detección y procesamiento de potencia de doble motor, el funcionamiento sincrónico de los motores principal y esclavo se ajusta automáticamente en tiempo real, logrando realmente el funcionamiento sincrónico de las velocidades de las unidades principal y esclava.

4. Selección del convertidor de frecuencia

El modelo del convertidor de frecuencia es: Variador de media tensión FGI FD5000 , con una potencia nominal de 850KW, una tensión nominal de 6KV y una corriente nominal de 100A. La cantidad es de 2 unidades.

El circuito principal del convertidor de frecuencia es el siguiente:

Cada convertidor de frecuencia contiene un conjunto completo de QS1, QS2, KM1 y KM2.

QS es un seccionador unipolar y KM es un contactor de vacío.

Cuando KM está en estado cerrado, QS está bloqueado mecánicamente y no se puede operar.

KM está controlado por el sistema DCS para el cierre. El estado de cierre adopta retención eléctrica y su bobina tiene la capacidad de energizarse durante mucho tiempo.

5. Se manifiesta principalmente en:

Se ha conseguido un arranque y una parada suaves al arrancar, reduciendo el impacto en la red eléctrica.

El ajuste continuo de frecuencia del convertidor de frecuencia hace que la regulación de velocidad sea más conveniente y confiable y la operación más estable.

Después de utilizar el convertidor de frecuencia, se eliminaron el contactor de cambio original y la resistencia de regulación de velocidad, lo que no solo ahorró costos de mantenimiento sino que también redujo el tiempo de inactividad por mantenimiento, aumentando así la producción. Al mismo tiempo, se ha mejorado el duro entorno operativo, lo que permite a los trabajadores evitar trabajar en condiciones de alta temperatura donde la resistencia de regulación de velocidad se sobrecalienta en verano.

El efecto de ahorro de energía es muy evidente a bajas velocidades.

6. Análisis de la tasa de ahorro de electricidad y el retorno de la inversión

La potencia del motor principal del transportador de cinta 502 en el nuevo sistema de extracción de Buzhaoba de la Oficina Mineral de Xiaolongtan es de 2x800kW. La velocidad se conmuta mediante un contactor de CA. Debido a la potencia relativamente grande, la corriente de entrada es grande al arrancar y cambiar de marcha, y el funcionamiento a velocidades medias y altas es inestable. Se consume una gran cantidad de energía eléctrica en la resistencia del rotor, lo que genera un enorme desperdicio de energía. Mientras tanto, el ambiente laboral para los trabajadores es extremadamente duro y necesita ser renovado urgentemente.

Debido a las ventajas del convertidor de frecuencia, como el arranque suave, la regulación suave de la velocidad en un amplio rango y los importantes efectos de ahorro de energía, después de una investigación exhaustiva, nuestra mina decidió utilizar el variador de voltaje medio FD5000 producido por FGI Company para llevar a cabo la transformación de conversión de frecuencia del sistema. Después de varios meses de funcionamiento, se ha demostrado que el efecto de transformación es relativamente ideal.