FGI жоғары вольтты жарылыстан қорғалған жиілік түрлендіргіші жоғары қуатты тұрақты магнитті тікелей жетек таспалы конвейерлеріне сәтті қолданылды.

1. Кіріспе

Көмір шахтасының интеллектуалды құрылысының талаптарына жауап ретінде жерасты магистральдық таспалы конвейерлер, қырғыш конвейерлер, желдеткіштер және су сорғылары сияқты жоғары қысымды және жоғары қуатты жабдықты интеллектуалды жетекті басқару ерекше маңызды. Көмірді тасымалдауға арналған негізгі жабдық ретінде жер асты магистральдық көлік таспалы конвейерін мысалға алсақ, ол үлкен сыйымдылық, ауыр жүктеме және ұзақ мерзімді үздіксіз жұмыс сипаттамаларына ие. Қолданыстағы гидравликалық муфталар белгілі бір диапазонда жылдамдықты біркелкі реттеуге қол жеткізе алатынына қарамастан, олардың үлкен сырғанау жоғалуы, жалпы тиімділігі төмен, жылдамдықты реттеу өнімділігі үшін гидравликалық трансмиссия майының сапасына тәуелділік және үлкен күнделікті техникалық қызмет көрсету жүктемесі сияқты проблемалар бар. Айнымалы жиілікті реттеу технологиясы жылдамдықты реттеудің кең диапазонының, жоғары дәлдіктің, жылдам әрекет етудің және жұмсақ іске қосуға қол жеткізудің мүмкіндіктерінің артықшылықтары бар жылдамдықты реттеудің қолданыстағы жүйелерінде маңызды орын алады - қазіргі уақытта көмір шахталарындағы кейбір жерасты көлік машиналары бұл технологияны қабылдады және оның бірегей мастер-құлдық басқару функциясы және үлкен іске қосу моментінің тасымалдау машинасының тиімді және тиімді жұмыс сипаттамаларын қамтамасыз етеді. Тәжірибе көрсеткендей, гидравликалық муфталарды жылдамдықты реттеуге арналған жоғары қысымды жарылыстан қорғалған айнымалы жиіліктегі құрылғылармен ауыстыру толық жүйе шешімін қамтамасыз ете алады. Жоғары қысымды жарылысқа төзімді айнымалы жиілікті құрылғы реттелетін жылдамдық, шағын ток жоғары іске қосу моменті, жүктемені бөлу функциясы және толық қорғаныс сияқты сипаттамаларға ие және таспалы конвейердің жүктеме сипаттамаларымен біріктіріліп, оны көмір шахталарында жер асты таспалы конвейерлерінде қолдану сөзсіз үрдіске айналды.

2. Жарылыстан қорғалған жоғары вольтты жиілікті түрлендіргіштердің типтік жағдайлары

(1) Жүйе принципін түсіндіру

Инпанхао көмір кеніші Ішкі Моңғолия автономиялық ауданы, Ордос қаласы, Усу Баннер, Галарут қаласында орналасқан. Оның жобалық қуаттылығы жылына 12 миллион тоннаны құрайды. Кеніштің солтүстік қанатындағы негізгі тасымалдау таспалы конвейер жүйесінде FGI жоғары вольтты жарылыстан қорғалған жиілік түрлендіргіші (үлгі BPBJV2-1250/10) қолданылады. Бұл жабдықтың кіріс/шығыс кернеуі 10кВ, номиналды қуаты 1250кВт. Ол әр фазада конфигурацияланған 8 қуат блогы бар каскадты топология құрылымына негізделген. Қозғалтқыш жүйесі ленталық конвейерді басындағы 4 қозғалтқыш және артқы жағындағы 2 қозғалтқыш бірлесіп басқаратын схеманы қабылдайды. Таспалы конвейер үшін жарылыстан қорғалған тұрақты магнитті синхронды жиілікті түрлендіргіштің минада пайдаланылған қозғалтқышы TBVF-900YC моделі, кернеуі 10кВ, номиналды қуаты 900кВт, номиналды жылдамдығы 60р/мин. Бүкіл жетек жүйесі негізгі-құлалық басқару архитектурасын қабылдайды және алты жиілікті түрлендіргіштер арасындағы дәл үйлестіру тасымалдау жүйесінің тиімді және тұрақты жұмысын қамтамасыз ету үшін оптикалық талшықты байланыс арқылы қол жеткізіледі.

(2) Жоғары вольтты жарылысқа төзімді жиілік түрлендіргішінің жүйелік құрылымы

10кВ желілік кернеу фазалық ауыспалы трансформатор арқылы үш функцияға қол жеткізеді: Біріншіден, ол кіріс жоғары кернеуді үш фазалы 690В тәуелсіз қоректендіру көзіне дейін төмендетеді, қуат блоктары үшін оқшауланған қуат көзін қамтамасыз етеді; Екіншіден, блоктың кіріс кернеуі электр желісінің гармоникалық бұрмалану жылдамдығын тиімді төмендете отырып, көп импульстік түзету құрылымын қалыптастыру үшін кеңейтілген үшбұрышты қосылым әдісі арқылы фазаға ауыстырылады. Ақырында, бұл құрылым қуат блоктарының каскадтары үшін электрлік оқшауланған тәуелсіз қуат көзін қамтамасыз етеді. Бірлік каскадты тасымалдаушы фазалық ауысу технологиясын қабылдайды. Көрші блок тасымалдаушылардың фазалық айырмашылығын өтей отырып, шығыс кернеу синустық толқынға жақындайды.

Басқару жүйесі негізгі процессор ретінде жоғары жылдамдықты DSP пайдаланады және толық цифрлық векторлық басқару алгоритмін қабылдайды. Негізгі басқару блогы мен қуат модулі командаларды беру және күй туралы кері байланыс үшін бір-бірімен оптикалық талшық арқылы байланысады, бұл нақты уақытта басқару дәлдігін және жарылғыш ортада жүйенің кедергіге қарсы қабілетін қамтамасыз етеді.

Жарылыстан қорғалған жоғары вольтты жиілік түрлендіргіші қуат блогының сериялы-параллельді жинақтау технологиясын пайдаланады. Әрбір қуат блогы негізгі басқару блогынан синустық модуляция толқынын алады, тасушы фазасы ауысқаннан кейін SPWM шығыс толқын пішінін жасайды және әрбір блоктың шығыс кернеуінің толқын пішіндері синустық толқынды қалыптастыру үшін қабаттасады, бұл жиілік түрлендіргішінің шығыс толқын пішінін қуат жиілігі кернеуінің синустық толқынына ұқсас етеді. Шығу сүзгісі қажет болмаса, ол қозғалтқышқа гармоникалық кедергілерге қол жеткізе алмайды; шағын dv/dt арқасында қозғалтқыш пен кабельдің оқшаулауына ешқандай зақым келтірілмейді, қарапайым қозғалтқыштар мен кабельдер үшін жарамды және сонымен бірге 5000м қозғалтқыштар үшін алыс қашықтықтағы электрмен жабдықтауды жүзеге асырады. Инпанхао көмір кенішінің жоғары вольтты жарылысқа төзімді жиілік түрлендіргіші таспа конвейерінен 100 метр қашықтықта 100 метрлік бүйірлік аллеяға орналастырылған. Электр желісі жағынан гармоникалық кедергілердің дерлік болмауына және қозғалтқышқа гармоникалық кедергілердің дерлік болмауына байланысты ол «жасыл гармоникасыз жиілік түрлендіргіші» деп аталды.

3. Инпанхао көмір кенішіндегі жоғары вольтты жарылысқа төзімді жиілік түрлендіргіштерін қолдану әсері

(1) Таспалы конвейерлердің жұмсақ іске қосылуына шынымен қол жеткізіңіз. Жиілік түрлендіргіші төмен жиілікте жұмыс істегенде номиналды моменттен 2,2 есе жоғары шығара алады. Іске қосу уақытын 1-ден 3600 секундқа дейін реттеуге болады, бұл таспалы конвейердің ауыр жүкті жұмсақ іске қосу талаптарына сәйкес келеді.

(2) Нақты қуат теңгеріміне қол жеткізіңіз. Басындағы төрт қозғалтқыш пен құйрықтағы екі қозғалтқыш бір уақытта 5000 метр қашықтықта қозғалғанда, момент тепе-теңдігіне қол жеткізіңіз. Әрбір қозғалтқыш арасындағы теңгерімсіздік деңгейі 2%-дан аз.

(3) Онлайн ауысу функциясын іске асыру. Бұл 6 жетекті таспалы конвейер жүйесі 5 құрылғы жұмыс істеп тұрған және 1 құрылғы күту режимінде жұмыс істейді. Ол бүкіл инвертордың онлайн енгізу функциясын қолдайды. Жұмыс істеп тұрған 5 құрылғының біреуі істен шыққанда және шықса, ленталық конвейердің тоқтамауын, сенімді және қауіпсіз жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін күту түрлендіргіші дереу іске қосылады.

(4) Таспалы конвейердің жұмыс жылдамдығын автоматты түрде реттеңіз. Көмір ағынының сенсорымен бірге таспаның жұмыс жылдамдығы жүк салмағына сәйкес автоматты түрде реттеледі, бұл жүйенің тасымалдау тиімділігін айтарлықтай арттырады, «көмір көп болған кезде жылдам жүруге және аз көмір болған кезде баяу жүруге» жетеді.

(5) Энергияны үнемдеу мен тұтынуды азайтудың айтарлықтай экономикалық және әлеуметтік пайдасы бар. Жоғары тиімді төмен жылдамдықты тікелей қосылған тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштарды пайдалану және редукторды жою арқылы жүйенің тиімділігі мен техникалық қызмет көрсету тиімділігі айтарлықтай жақсарды. Практикалық қолданбаларда жиілік түрлендіргішінің жұмсақ іске қосылуы жүйені іске қосу әсерін азайтады, ал көмір көлеміне негізделген жылдамдықты реттеу ленталық конвейер жүйесінің жоғары жылдамдықтағы жұмыс уақытын қысқартады, қозғалтқыш, роликтер, бос жүргіштер және таспалар сияқты механикалық жүйелердің тозуын айтарлықтай азайтады және жабдықтың қызмет ету мерзімін ұзартады. Ол жұмыс орнындағы техникалық қызмет көрсету жүктемесін және жүйелік жабдықтың шығындарын азайтады, жұмысшылардың еңбек сыйымдылығын төмендетеді және жоғары жылдамдықпен салыстырғанда төмен жылдамдықта жұмыс істейтін қозғалтқыштардың қуат тұтынуын айтарлықтай азайтады. Оның электр энергиясын үнемдеу және таспалы конвейер жүйесіндегі механикалық ысыраптарды азайту үшін үлкен маңызы бар.

Өнеркәсіптегі жиілік түрлендіргіштерін электрмен жабдықтаудың қазіргі негізгі шешімі электрмен жабдықтау үшін жылжымалы трансформатор + жиілік түрлендіргішін пайдалану болып табылады. Бұл тек үлкен аумақты алып қана қоймайды, сонымен қатар жергілікті жерде үлкен көлемдегі сымдар мен қосу жұмыстарын қажет етеді. Дегенмен, біздің компания трансформаторды және жиілікті түрлендіргішті 10кВ және 6кВ жиілік түрлендіргіштерінің опциясын ұсына отырып, бір машинаның дизайнына біріктірді. Бұл талап етілетін аумақты және алаңдағы құрылыс жұмыстарын айтарлықтай азайтады. Жоғары вольтты жарылысқа төзімді жиілік түрлендіргіші модульдік дизайн тұжырымдамасын қабылдайды. Функционалдық модульдерді қажетіне қарай жаңартуға және оларға техникалық қызмет көрсетуге болады, бұл оны болашақта өнімге техникалық қызмет көрсету үшін ыңғайлы етеді.

(2) Көптеген кепілдіктер алаңдаушылықсыз жұмысты қамтамасыз етеді

Жабдықтың онлайн резервтеу функциясына қоса, бір жиілік түрлендіргішінің әрбір фазасы үш қуат блогының резервтеуін қолдайды. Құрылғы дұрыс жұмыс істемегенде, өндіріс процесіне әсер етпеу үшін жүйе ақаулы құрылғыны автоматты түрде айналып өте алады.

(3) Адаптивті өзіндік теңгерімді жүктеңіз

Жұмыс істеу үшін әртүрлі жүктемелерге бейімделеді. Көп деңгейлі жетек жүктемелерінде адамның араласуын қажет етпейтін автоматты қуат балансы бар. Ол 10 бірлікке дейін негізгі басқаруды қолдайды.

(4) Интеллектуалды шахталық байланыс интерфейсі

Бұл интеллектуалды шахталық байланыс интерфейсі интеллектуалды шахталардағы байланыс талаптарына сәйкес келеді және оптикалық талшық, желілік кабель және сымсыз желі сияқты әртүрлі желіге кіру әдістерін қолдайды. Мэнпанхао көмір кенішінде желілік порттар мәліметтерді жер бетіндегі деректерді бақылау орталығына тасымалдау үшін байланыс үшін пайдаланылады. Қашықтан бақылау және ақаулық диагностикасы: Тиісті деректерді бақылау, ақауларды талдау және құрамдастардың қызмет ету мерзімін болжауды компьютер немесе ұялы телефон қолданбасы арқылы жүргізуге болады.