FGI yüksek voltajlı patlamaya dayanıklı frekans dönüştürücü, yüksek güçlü kalıcı mıknatıslı doğrudan tahrikli bantlı konveyörlere başarıyla uygulandı

1.Giriş

Akıllı kömür madeni inşaatının taleplerine yanıt olarak, yeraltı ana taşıma bantlı konveyörleri, kazıyıcı konveyörler, fanlar ve su pompaları gibi yüksek basınç ve yüksek güç ekipmanlarının akıllı tahrik kontrolü özellikle önemlidir. Yeraltı ana taşıma bantlı konveyörü örnek olarak ele aldığımızda, kömür taşımacılığının temel ekipmanı olarak büyük kapasite, ağır yük ve uzun süreli kesintisiz çalışma özelliklerine sahiptir. Mevcut hidrolik kaplinler belirli bir aralıkta düzgün hız regülasyonu sağlayabilmelerine rağmen, büyük kayma kaybı, düşük genel verimlilik, hız regülasyonu performansı için hidrolik şanzıman yağının kalitesine bağımlılık ve büyük günlük bakım iş yükü gibi sorunları vardır. Değişken frekanslı hız düzenleme teknolojisi, geniş hız düzenleme aralığı, yüksek hassasiyet, hızlı tepki ve yumuşak başlatma elde etme yeteneği gibi avantajlarıyla mevcut hız düzenleme sistemlerinde önemli bir yere sahiptir - şu anda, kömür madenlerindeki bazı yeraltı taşıma makineleri bu teknolojiyi benimsemiştir ve benzersiz ana-köle kontrol fonksiyonu ve büyük başlangıç ​​torku özellikleri, taşıma makinesinin istikrarlı ve verimli çalışmasını etkili bir şekilde sağlar. Uygulamada, hız düzenleme kontrolü için hidrolik kaplinlerin yüksek basınçlı patlamaya dayanıklı değişken frekanslı cihazlarla değiştirilmesinin daha eksiksiz bir sistem çözümü sağlayabileceği gösterilmiştir. Yüksek basınçlı patlamaya dayanıklı değişken frekanslı cihaz, ayarlanabilir hız, küçük akım yüksek başlangıç ​​torku, yük dağıtım fonksiyonu ve tam koruma gibi özelliklere sahiptir ve bantlı konveyörün yük özellikleriyle birleştiğinde, kömür madenlerindeki yer altı bantlı konveyörlerde uygulanması kaçınılmaz bir trend haline gelmiştir.

2. Yüksek gerilim patlamaya dayanıklı frekans konvertörlerinin tipik durumları

(1) Sistem ilkesinin açıklaması

Yingpanhao Kömür Madeni, İç Moğolistan Özerk Bölgesi'nin Ordos Şehri, Wusu Banner, Galaruut Kasabası'nda yer almaktadır. Yıllık üretim kapasitesi 12 milyon ton olarak tasarlanmıştır. Madenin kuzey kanadındaki ana taşıma bantlı konveyör sisteminde FGI yüksek gerilimli patlamaya dayanıklı frekans konvertörü (model BPBJV2-1250/10) kullanılmaktadır. Bu ekipmanın giriş/çıkış gerilimi 10kV, anma gücü ise 1250kW'dır. Faz başına 8 güç ünitesinin yapılandırıldığı kademeli topoloji yapısına göre tasarlanmıştır. Tahrik sistemi, başta 4, kuyrukta 2 motorun birlikte çalışarak bantlı konveyörü tahrik ettiği bir şemaya sahiptir. Madenlerde kullanılan bantlı konveyör için patlamaya dayanıklı kalıcı mıknatıslı senkron frekans konvertörlü motor, 10kV gerilimli, 900kW anma güçlü ve 60r/dak anma hızlı TBVF-900YC modeldir. Tüm tahrik sistemi ana-köle kontrol mimarisini benimsiyor ve altı frekans dönüştürücü arasında optik fiber iletişim yoluyla hassas koordinasyon sağlanarak taşıma sisteminin verimli ve istikrarlı çalışması sağlanıyor.

(2) Yüksek gerilimli patlamaya dayanıklı frekans dönüştürücünün sistem yapısı

10kV şebeke gerilimi, faz kaydırmalı bir transformatör aracılığıyla üç işlevi yerine getirir: Birincisi, giriş yüksek gerilimini üç fazlı 690V bağımsız bir güç kaynağına düşürerek güç üniteleri için izole güç kaynağı sağlar; İkincisi, ünitenin giriş gerilimi, güç şebekesinin harmonik bozulma oranını etkili bir şekilde azaltan çok darbeli bir doğrultma yapısı oluşturmak için genişletilmiş delta bağlantı yöntemi aracılığıyla faz kaydırılır. Son olarak bu yapı, güç ünitelerinin kademeli olarak bağlanması için elektriksel olarak izole edilmiş bağımsız bir güç kaynağı sağlar. Ünite basamaklandırması taşıyıcı faz kaydırma teknolojisini benimser. Bitişik birim taşıyıcıların faz farkının telafi edilmesiyle çıkış gerilimi sinüs dalgasına yaklaşır.

Kontrol sistemi çekirdek işlemci olarak yüksek hızlı bir DSP kullanıyor ve tamamen dijital bir vektör kontrol algoritması benimsiyor. Ana kontrol ünitesi ve güç modülü, komut iletimi ve durum geri bildirimi için optik fiber aracılığıyla birbirleriyle haberleşerek, patlayıcı ortamlarda sistemin gerçek zamanlı kontrol doğruluğunu ve parazit önleme yeteneğini garanti altına alır.

Yüksek gerilimli patlamaya dayanıklı frekans konvertörü, güç ünitesi seri-paralel istifleme teknolojisini kullanır. Her bir güç ünitesi ana kontrol ünitesinden sinüs modülasyon dalgasını alır, taşıyıcı faz kaydırmasından sonra bir SPWM çıkış dalga formu üretir ve her bir ünitenin çıkış gerilim dalga formları bir sinüs dalgası oluşturmak üzere üst üste bindirilir, böylece frekans dönüştürücünün çıkış dalga formu temelde güç frekans geriliminin sinüs dalgasına benzer hale gelir. Çıkış filtresine ihtiyaç duymadan motora harmonik girişim yapmaz; küçük dv/dt sayesinde motor ve kablo yalıtımında hasar oluşmaz, sıradan motorlar ve kablolar için uygundur ve aynı zamanda 5000m motorlar için uzun mesafe güç kaynağı gerçekleştirir. Yingpanhao Kömür Madeni'nin yüksek gerilimli patlamaya dayanıklı frekans konvertörü, bantlı konveyörden 100 metre uzaklıktaki 100 metrelik yanal bir yola yerleştirilmiştir. Şebeke tarafında ve motor tarafında neredeyse hiç harmonik girişim olmaması nedeniyle "yeşil harmoniksiz frekans konvertörü" olarak adlandırılıyor.

3. Yingpanhao Kömür Madeninde yüksek gerilimli patlamaya dayanıklı frekans dönüştürücülerin uygulama etkisi

(1) Bantlı konveyörlerin gerçekten yumuşak bir şekilde başlamasını sağlayın. Frekans konvertörü düşük frekansta çalışırken nominal torkun 2,2 katını üretebilir. Bantlı konveyörün ağır yük yumuşak başlatma gereksinimlerini karşılayacak şekilde, başlatma süresi 1 ile 3600 saniye arasında ayarlanabilir.

(2) Hassas güç dengesi elde edin. Baştaki dört motor ve kuyruktaki iki motor aynı anda 5.000 metre mesafede sürüldüğünde tork dengesi sağlanır. Motorlar arasındaki dengesizlik oranı %2'den azdır.

(3) Çevrimiçi geçiş işlevini gerçekleştirin. 6 tahrikli bu bantlı konveyör sistemi, 5 cihazın çalışır durumda, 1 cihazın ise beklemede olduğu bir modda çalışmaktadır. Tüm invertörün online giriş fonksiyonunu destekler. 5 adet çalışma cihazından biri arızalandığında ve devre dışı kaldığında, bantlı konveyörün durmaması, güvenilir ve daha emniyetli bir şekilde çalışması için hemen yedek invertör devreye girecektir.

(4) Bantlı konveyörün çalışma hızını otomatik olarak ayarlayın. Kömür akış sensörü ile birlikte, yük ağırlığına göre bandın çalışma hızı otomatik olarak ayarlanarak, "kömür fazla olduğunda hızlı çalışma, az olduğunda yavaş çalışma" özelliği elde ediliyor ve sistemin taşıma verimliliği önemli ölçüde artırılıyor.

(5) Enerji tasarrufu ve tüketiminin azaltılmasının önemli ekonomik ve sosyal faydaları vardır. Yüksek verimli, düşük hızlı, doğrudan bağlı sabit mıknatıslı senkron motorların kullanılması ve redüktörün ortadan kaldırılmasıyla sistem verimliliği ve bakım verimliliği önemli ölçüde artırılmıştır. Pratik uygulamalarda, frekans konvertörünün yumuşak başlatılması, sistem başlatma etkisini azaltır ve kömür hacmine dayalı hız regülasyonu, bantlı konveyör sisteminin yüksek hızlı çalışma süresini kısaltarak, motor, silindirler, makaralar ve bantlar gibi mekanik sistemlerin aşınmasını büyük ölçüde azaltır ve ekipmanın hizmet ömrünü uzatır. Sistem ekipmanlarının yerinde bakım iş yükünü ve maliyetlerini azaltır, çalışanların iş yoğunluğunu düşürür, düşük hızlarda çalışan motorların yüksek hızlara göre güç tüketimini önemli ölçüde azaltır. Bantlı konveyör sisteminde elektrik tasarrufu ve mekanik kayıpların azaltılması açısından büyük önem taşımaktadır.

Endüstride frekans konvertörleri için mevcut ana akım güç kaynağı çözümü, güç kaynağı için mobil transformatör + frekans konvertörü kullanmaktır. Bu, hem çok büyük bir alan kaplıyor hem de sahada çok miktarda kablolama ve bağlantı çalışması gerektiriyor. Ancak firmamız trafo ve frekans konvertörünü tek bir makine tasarımında entegre ederek 10kV ve 6kV frekans konvertörleri seçeneğini sunmuştur. Bu sayede ihtiyaç duyulan alan ve şantiyedeki inşaat çalışmaları önemli ölçüde azaltılıyor. Yüksek gerilimli patlamaya dayanıklı frekans konvertörü modüler bir tasarım konseptini benimsiyor. Fonksiyon modülleri ihtiyaç halinde güncellenebilir ve bakımı yapılabilir, bu sayede gelecekte ürünün yerinde bakımı kolaylıkla yapılabilir.

(2) Birden fazla garanti, sorunsuz çalışmayı sağlar

Ekipmanın kendi çevrimiçi yedeklilik fonksiyonuna ek olarak, tek bir frekans dönüştürücünün her bir fazı üç güç ünitesinin yedekliliğini destekler. Bir ünite arızalandığında sistem, arızalı üniteyi otomatik olarak devre dışı bırakarak üretim sürecinin etkilenmemesini sağlar.

(3) Yük uyarlamalı kendi kendini dengeleme

Çeşitli yüklere göre çalışmaya uygundur. Çok seviyeli tahrik yükleri, insan müdahalesine ihtiyaç duymayan otomatik güç dengesine sahiptir. 10 üniteye kadar master-slave kontrolünü destekler.

(4) Akıllı Maden İletişim Arayüzü

Bu akıllı maden iletişim arayüzü, akıllı madenlerdeki iletişim gereksinimlerini karşılar ve optik fiber, ağ kablosu ve kablosuz gibi çeşitli ağ erişim yöntemlerini destekler. Mengpanhao Kömür Madeninde, yüzey veri izleme merkezine veri aktarımı için iletişim amacıyla ağ portları kullanılıyor. Uzaktan izleme ve arıza teşhisi: İlgili veri izleme, arıza analizi ve bileşen ömrü tahmini bir PC veya cep telefonu uygulaması aracılığıyla gerçekleştirilebilir.