Добыча полезных ископаемых
Конвейрес представляет собой гибкую и пластичную механическую систему со сложными кинематическими характеристиками во время начального ускорения, стояночного тормоза и изменения натяжения, проявляющимися в основном в поперечной вибрации, продольной вибрации, распространении и наложении динамических волн натяжения на ленту, что приводит к неустойчивости конвейера, которая может привести к обрыву ленты, механическим повреждениям, локальному резонансу, наложению ленты и, в тяжелых случаях это может привести к разбросу материала. Для подавления волн натяжения и их вредного распространения необходимо контролировать динамические процессы ленточного конвейера, чтобы ленточный конвейер мог безопасно работать в оптимизированных условиях эксплуатации, обеспечивая производство и продлевая срок службы. Конвейер представляет собой типичную систему привода с несколькими двигателями.ЧП обеспечивает сбалансированное управление выходным крутящим моментом каждого двигателя в режиме реального времени, что может дополнительно оптимизировать безопасность ремня и повысить эффективную мощность.
Рисунок 2: Схема работы конвейера
1-ремень, 2-приводной барабан, 3-натяжной барабан, 4-ролик, 5-груз
Когда несколько двигателей работают синхронно, система управления посылает одну и ту же команду скорости на все преобразователи, но в процессе работы скорости разных двигателей не совпадают. При отсутствии контроля высокоскоростные двигатели легко перегружаются, что может привести к таким неисправностям, как перегрузка двигателя и отключение ПЧ из-за перегрузки по току.
Для достижения синхронизированного выхода и согласованного управления несколькими ПЧ необходима дополнительная связь между несколькими ПЧ для решения проблемы балансировки крутящего момента. Используя векторное управление ПЧ для расчета момента нагрузки двигателя, величина управления отклонением скорости накладывается на соответствующую заданную скорость двигателя в соответствии с разницей в моменте нагрузки каждого двигателя для достижения согласованного распределения момента каждого двигателя.
В системе транспортировки угля *** компания Nancal представила следующее предложение:
Преобразователь частоты приводит в действие 4 двигателя, а 4 инвертора соединены оптическими волокнами, и используется управление ведущий-ведомый. С помощью алгоритма балансировки крутящего момента можно эффективно управлять ленточным конвейером для запуска, ускорения, транспортировки и остановки как в условиях легкой, так и в условиях большой нагрузки. Система использует стратегию синхронного управления ведущий-ведомый гибкой системы механических соединений, а крутящий момент и скорость каждого двигателя поддерживаются динамически согласованными для достижения синхронизации скорости и баланса мощности между четырьмя двигателями.
Система состоит из двух приводных систем с двумя двигателями, каждый из которых приводит в движение один и тот же барабан, в результате чего получается синхронизированная система с четырьмя двигателями. Схема конфигурации выглядит следующим образом:
Рисунок 3: Схема конфигурации конвейера
Ключевые параметры следующие:
Номинальная мощность двигателя: 1600 кВт
Номинальный ток двигателя: 175А
Номинальная мощность ПЧ: 2240кВт
Номинальный ток ПЧ: 260А
Максимальная мощность передачи конвейера составляет 6000 кВт, он приводится в движение 4 двигателями. Максимальный ток двигателя при работе от ЧП не превышает 230А с нагрузкой.
Четыре инвертора используют режим управления балансом контура скорости ведущий-ведомый, один ведущий и три ведомых. Главный инвертор подключен с остальным тремя инверторами через оптическое волокно, которое может синхронно управлять пуском и остановом четырех двигателей и передавать команду скорости в режиме реального времени. Кроме того, главный инвертор может в режиме реального времени собирать данные о крутящем моменте каждого двигателя через оптическое волокно, осуществлять динамическую регулировку скорости каждого инвертора и обеспечивать синхронизацию скорости и баланс мощности между четырьмя двигателями.
После отладки система может обеспечить хорошее управление скоростью и распределением крутящего момента независимо от запуска и работы.
Рисунок 4: Форма кривой тока 4 двигателей с увеличением скорости вращения
Рисунок 5: Текущая кривая стабильной работы 4 двигателей
Когда конвейер работает, чтобы предотвратить повреждение ленточного конвейера, вызванное неравномерным распределением нагрузки, когда одно оборудование выходит из строя, управление инвертором ведущий-ведомый добавляет функцию защиты связи, то есть при отказе одного инвертора другие инверторы останавливаются синхронно. Во время ввода в эксплуатацию была создана искусственная неисправность оборудования, когда четыре инвертора блокировали импульсы и одновременно прекратили работу.
Рис. 6: Одновременная форма сигнала защиты 4 инверторов во время имитации неисправности
После более чем 2-х лет эксплуатации конвейер стабильно работает в разных условиях работы, мощность 4-х двигателей сбалансирована на разных скоростях и при разных нагрузках.
