Введение

По мере того как горнодобывающие предприятия продолжают стремиться к повышению эффективности, снижению затрат на обслуживание и улучшению энергоэффективности, конвейерные системы прямого привода с постоянными магнитами (PMDD) быстро вытесняют традиционные решения с ленточным приводом.

FGIПривод с переменной частотой серии FD300 (VFD)специально разработан для барабанных двигателей с постоянными магнитами, обеспечивая высокопроизводительное векторное управление, точную координацию нескольких двигателей и надёжную работу в сложных условиях добычи. Это применение демонстрирует, как серия FD300 успешно обеспечивает стабильное и эффективное управление мастер-рабом для постоянной магнитной конвейерной системы прямого привода в угольной шахте.

Почему конвейеры с постоянным магнитом и прямым приводом?

Традиционные конвейерные системы обычно используют комбинацию изиндукционные двигатели, гидравлические муфты, редукторы и приводные барабаны. Хотя эти многоступенчатые системы передачи широко распространены, они часто страдают от:

• Высокое энергопотребление

• Частые механические сбои

• Интенсивные требования к обслуживанию

• Большое пространство для установки

• Высокое стартовое воздействие на ленты и оборудование

Технология прямого привода с постоянными магнитами устраняет коробку передач и другие промежуточные механические компоненты, что даёт несколько значительных преимуществ:

• Более высокая эффективность передачи

• Меньшие механические потери

• Компактная установка

• Отличная возможность запуска при тяжёлой нагрузке

• Снижение требований к обслуживанию

• Повышенная надёжность и более длительный срок службы

• Взрывозащищённая конструкция, подходящая для подземной добычи

Эти преимущества делают конвейерные системы PMDD всё более предпочтительным решением для современных угольных шахт.

Проблемы управления барабанными двигателями с постоянными магнитами

Барабанные двигатели с постоянным магнитом обычно имеютСтруктура постоянного магнита с внешним ротором, где сам барабан выполняет функции моторного ротора.

По сравнению с обычными двигателями, эти системы обладают:

• Чрезвычайно большое количество полюсов (обычно более 40 пар)

• Высокие требования к стартовому крутящему моменту

• Работа с тяжёлой нагрузкой на низких скоростях

• Непрерывная подземная эксплуатация в суровых условиях

Эти характеристики предъявляют гораздо более высокие требования к алгоритму управления инвертором, чем к традиционным асинхронным двигателям.

Серия FD300: Продвинутые алгоритмы управления для барабанных двигателей с постоянными магнитами

Серия FD300 VFD интегрирует множество передовых технологий управления, специально разработанных для конвейеров с постоянными магнитами.

Выдающаяся производительность при тяжёлой нагрузке на низких скоростях

Продвинутый алгоритм управления вектором обеспечивает доНоминальный крутящий момент 180% при почти нулевой скорости, обеспечивающий:

• Запуск полностью загруженного конвейера

• Надёжный транспорт в гору

• Стабильная работа на низких скоростях

• Возможность противоотката

Высокоточная многополюсная идентификация позиции

Стандартные VFD часто испытывают трудности с управлением двигателями при очень высоком уровне полюсов, что приводит к:

• Потеря синхронизации

• Вибрация

• Переток

• Обратный запуск

FD300 включает фирменные алгоритмы оценки положения положения ротора с многополюсными функциями, способные точно определить начальное положение ротора с ошибкой ниже±5°, обеспечивая плавный и надёжный старт.

Векторное управление без сенсора с опциональным замкнутым контуром управления

FD300 уделяет приоритет высокопроизводительному векторному управлению без сенсора, а также поддерживает:

• Абсолютные кодировщики

• Инкрементальные энкодеры

• Обратная связь резольвера

Поскольку устройства энкодера уязвимы к влаге, пыли и механическим повреждениям в подземных шахтах, безсенсорное решение значительно повышает надёжность системы, сохраняя при этом отличную работу на низких скоростях.

Специальные функции управления конвейером

FD300 предоставляет широкий спектр специфических для конвейера функций, включая:

• Балансировка мощности мастер-слейв с несколькими приводами

• Меньше, чем5% степенное отклонениемежду главным и ведомым приводами

• Регулируемое время ускорения и замедления отОт 0 до 1800 секунд

• Мягкий старт и остановка для снижения натяжения ремня

• Торможение постоянного тока для защиты от отката

• Рекуперативное торможение для транспортировки с горы

• Защита стойла

• Защита от разрыва ремня

• Защита от выхода ступеней

• Защита от демагнитизации постоянных магнитов

Регенеративная энергетическая обратная связь

Для длинных конвейеров, часто используемых в горных работах, FD300 поддерживает:

• Регенеративная работа в четырёх квадрантах

• Технология активного фронт-энда (AFE)

• Работа с высоким коэффициентом мощности

• Восстановление энергии обратно в сеть

Случай применения: угольная шахта в Гуйчжоу, Китай

Серия FD300 успешно была внедрена в угольной шахте, управляемой провинциальной энергетической группой в Гуйчжоу, Китай.

FGI предоставила полное решение для привода, состоящее из одногоГлавный привод FD300-355G-6и одинРабский драйв, заменяя традиционную систему трансмиссии с асинхронным двигателем и редуктором на решение с постоянным магнитом и прямым приводом.

Для удовлетворения требований заказчика по максимальной эксплуатационной надёжности FGI разработала индивидуальную модельРежим переключения мастер-слейв / автономный режим.

Если один двигатель или один инвертор становится недоступным, оставшийся привод может продолжать работать независимо, значительно сокращая производственные простои и улучшая общую доступность системы.

Ключевые преимущества

1. Снижение механических напряжений

FD300 позволяет регулировать время запуска отОт 1 до 3600 секунд(обычно рассчитаны на 60–120 секунд), минимизируя натяжение ленты и механический удар, а также продлевая срок службы роликов, барабанов и компонентов конвейера.

2. Точное распределение нагрузки на несколько моторов

Благодаря интеллектуальной координации хозяева и рабочего система поддерживает отклонение мощности ниже5%, обеспечивая сбалансированное распределение нагрузки и предотвращая перегрев двигателя.

3. Надёжный запуск с тяжёлой нагрузкой

Способность производитьНоминальный крутящий момент 180% на низкой скоростиОбеспечивает плавный запуск даже при полной загрузке конвейера, эффективно исключая условия срыва.

4. Повышение энергоэффективности

VFD автоматически регулирует скорость конвейера в зависимости от потока материала.

При работе конвейера в условиях частичной нагрузки или холостого хода, избегается ненужная высокая скорость, что снижает:

• Энергопотребление

• Механический износ

• Общие операционные расходы

Заключение

Независимо разработанная технология прямого управления приводом с постоянными магнитами FGI специально оптимизирована для низкоскоростных высокополюсных барабанных двигателей с постоянными магнитами, используемых в горнодобывающих конвейерных системах.

Благодаря продвинутому векторному контролю, интеллектуальной координации мастер-раб, регенеративной энергетической обратной связи и комплексным функциям защиты, серия FD300 полностью раскрывает преимущества технологии постоянного магнитного прямого привода.

Это решение помогает горнодобывающим компаниям повышать операционную эффективность, снижать энергопотребление, минимизировать требования к обслуживанию и повышать надежность производства, обеспечивая долгосрочную ценность для современных, интеллектуальных и устойчивых горнодобывающих операций.