Soluciones tecnológicas de aplicación de inversores

El polipasto minero es un equipo importante en el proceso de producción de minas de carbón y minas de metales no ferrosos. El funcionamiento seguro y fiable del polipasto está directamente relacionado con el estado de producción y los beneficios económicos de la empresa. Este tipo de sistema de arrastre requiere arranques frecuentes del motor hacia adelante y hacia atrás, desaceleración y frenado, lo que es una carga de fricción típica, es decir, una carga característica de par constante. Anteriormente, principalmente dentro del cabrestante de engranajes (arrastre mecánico), cabrestante hidráulico (arrastre hidráulico) y cabrestante de control de velocidad de resistencia en serie del rotor del motor asíncrono de CA (arrastre eléctrico) y otros tipos dominantes. La potencia del polipasto de eje inclinado es proporcionada por el motor de hilo bobinado, que utiliza la regulación de velocidad de resistencia en serie del rotor.

La estructura mecánica del polipasto de eje inclinado se muestra esquemáticamente en la siguiente figura.

En la actualidad, la mayoría de las minas pequeñas y medianas utilizan un cabrestante de eje inclinado para izar, y el polipasto de eje inclinado tradicional generalmente adopta un sistema de control de velocidad de resistencia en serie de motor de tipo bobinado de CA, y la resistencia se controla mediante un contactor de CA-tiristor. Este sistema de control es fácil de oxidar los contactos principales del contactor de CA y causar fallas en el equipo debido a la acción frecuente del contactor de CA durante el proceso de regulación de velocidad y el largo tiempo de funcionamiento del equipo. Además, el rendimiento de control de velocidad del polipasto en la etapa de desaceleración y arrastre es deficiente, lo que a menudo resulta en una posición de parada inexacta. El arranque, la regulación de velocidad y el frenado frecuentes del polipasto generan un consumo de energía considerable en el circuito externo del rotor de la resistencia en serie. Este sistema de control de velocidad de resistencia en serie del motor de bobinado de CA es un control de velocidad por pasos, la suavidad del control de velocidad es deficiente; las características mecánicas a baja velocidad son suaves, la tasa de diferencia estática es grande; la resistencia al consumo de la potencia diferencial, el ahorro de energía es deficiente; el proceso de arranque y el impacto de corriente del proceso de cambio de velocidad es grande; la vibración de funcionamiento a alta velocidad, la seguridad es deficiente. Por lo tanto, el sistema original en la seguridad y fiabilidad, regulación de velocidad, ahorro de energía, operación, mantenimiento y otros aspectos tienen diferentes grados de defectos. Desde el cabrestante inversor, de modo que el nivel de equipo del cabrestante de pendiente ha cambiado cualitativamente. En la actualidad, el cabrestante de conversión de frecuencia se ha convertido en el producto dominante en el mercado, y sus principales características son las siguientes.

1. Estructura compacta, tamaño pequeño, fácil de mover, utilizado en minas subterráneas puede ahorrar muchos costos de desarrollo.
2. El cabrestante de conversión de frecuencia de la serie ZF se basa en la conversión de frecuencia digital completa y la tecnología de control vectorial como núcleo, de modo que el rendimiento de control de velocidad del motor asíncrono puede ser comparable al del motor de CC. El rendimiento del par de baja frecuencia, la regulación de velocidad suave, la amplia gama de regulación de velocidad, la alta precisión, el ahorro de energía, etc.
3. Se adopta el sistema de control PLC doble para mejorar el rendimiento de control y el rendimiento de seguridad del cabrestante de eje inclinado.
4. Operación simple, operación segura y estable, baja tasa de fallas y básicamente sin mantenimiento.

Para superar las deficiencias del sistema de control de velocidad de resistencia en serie del motor de bobinado de CA tradicional, el uso de la tecnología de control de velocidad de conversión de frecuencia para transformar el polipasto, puede lograr el rango de frecuencia completa (0 ~ 50 Hz) de control de par constante. El tratamiento de la energía regenerativa, se puede utilizar un programa de frenado de energía económico o un programa de frenado de retroalimentación más significativo para ahorrar energía. Y en el proceso de diseño del frenado mecánico hidráulico, la válvula de freno secundaria y el frenado del inversor deben integrarse.

Sistema de control eléctrico del cabrestante inversor para cabrestantes de bobinado de tambor simple o doble impulsados por motores asíncronos de CA (tipo bobinado o jaula de ardilla). Se puede utilizar con los cabrestantes recién instalados, pero también es adecuado para la transformación técnica del antiguo sistema de control eléctrico del cabrestante.

El sistema de control eléctrico del cabrestante de conversión de frecuencia se puede dividir simplemente en: sistema de control de velocidad de conversión de frecuencia (convertidor de frecuencia + unidad de freno + caja de resistencia de freno); escritorio del controlador del sistema de control PLC.

Composición del sistema mecánico del cabrestante como se muestra en la Figura.

Sistema de dos cables: El sistema de control PLC consta de dos sistemas PLC principales, PLC1 como el sistema de control principal y PLC2 como el sistema de monitoreo. Cada sistema PLC tiene su propio elemento de detección de posición independiente (codificador de eje). Durante el funcionamiento normal, los dos sistemas PLC se ponen en funcionamiento al mismo tiempo para realizar el control y la protección del "sistema de dos cables" del cabrestante. Para garantizar que los dos sistemas PLC puedan funcionar de forma síncrona, las señales de posición y velocidad de los dos sistemas PLC se comparan en tiempo real dentro del PLC1, y una vez que la desviación es demasiado grande, se generará inmediatamente una alarma. Los dos sistemas PLC intercambian principalmente datos a través de la comunicación.

Modo de emergencia: Si un PLC falla o su elemento de detección de posición falla, el PLC único puede continuar funcionando en el modo "Emergencia 1" o "Emergencia 2". Cabrestante en el modo de emergencia de trabajo, debido a que la protección no falta, pero no hay "sistema de dos cables". Sin embargo, para garantizar la seguridad y fiabilidad del funcionamiento del cabrestante, la velocidad de funcionamiento se reduce a la mitad. Si dos conjuntos de elementos de detección de posición fallan, el cabrestante solo puede funcionar a una velocidad de no más de 0,5 m/s.

Fuentes de velocidad duales: La velocidad real en el sistema de control proviene de dos fuentes de velocidad diferentes, el inversor y el codificador de eje, y la velocidad real involucrada en el control y la protección contra sobrevelocidad se toma del valor máximo de ambos.

Control de posición: El PLC genera automáticamente la velocidad dada por la carrera como la variable independiente v(s), y la velocidad dada por la sección de velocidad igual después de la implementación de v(t) y v(s) doblemente dando, en ambos de los cuales v(s) se da principalmente por la carrera.

Modo de funcionamiento semiautomático: Diferente del modo de funcionamiento semiautomático tradicional, utiliza el "interruptor selector de velocidad" en la consola del conductor para controlar la velocidad de funcionamiento del cabrestante y la apertura y cierre de la puerta de trabajo al mismo tiempo, lo que es especialmente adecuado para el funcionamiento del cabrestante de eje inclinado.

Después de que el polipasto se transforma por conversión de frecuencia, el proceso de trabajo del sistema no cambia mucho. Al empujar la manija hacia adelante y hacia atrás, puede impulsar el codificador para que gire y envíe el número de pulsos al terminal de conteo de alta velocidad del PLC, lo que puede ajustar continuamente la velocidad del inversor dentro de un cierto rango. También puede dar contactos de "manija cero", "adelante" y "atrás". No importa si el motor está hacia adelante o hacia atrás, el carbón se arrastra desde la mina hasta el suelo, el motor funciona en estado eléctrico hacia adelante y hacia atrás, solo cuando el remolque completamente cargado está cerca de la boca del pozo, necesita desacelerar y frenar, el diagrama de sincronización de trabajo del polipasto se muestra en la figura a continuación.