Solutions technologiques d'application des onduleurs

Le treuil de mine est un équipement important dans le processus de production des mines de charbon et des mines de métaux non ferreux. Le fonctionnement sûr et fiable du treuil est directement lié à l'état de production et aux avantages économiques de l'entreprise. Ce type de système de traînée nécessite des démarrages, des décélérations et des freinages fréquents du moteur en marche avant et en marche arrière, ce qui est une charge typique de frottement, c'est-à-dire une charge à caractéristique de couple constant. Auparavant, principalement dans le treuil à engrenages (traînée mécanique), le treuil hydraulique (traînée hydraulique) et le treuil à contrôle de vitesse à résistance série du rotor du moteur asynchrone à courant alternatif (traînée électrique) et d'autres types dominants. La puissance du treuil à arbre incliné est fournie par le moteur à enroulement, qui utilise la régulation de vitesse par résistance série du rotor.

La structure mécanique du treuil à arbre incliné est schématiquement illustrée dans la figure suivante.

Actuellement, la plupart des mines de petite et moyenne taille utilisent un treuil à arbre incliné pour le levage, et le treuil à arbre incliné traditionnel adopte généralement un système de contrôle de vitesse à résistance série de moteur à enroulement à courant alternatif, et la résistance est contrôlée par un contacteur-thyristor à courant alternatif. Ce système de contrôle est facile à oxyder les contacts principaux du contacteur à courant alternatif et à provoquer une défaillance de l'équipement en raison de l'action fréquente du contacteur à courant alternatif pendant le processus de régulation de la vitesse et du long temps de fonctionnement de l'équipement. De plus, les performances de contrôle de la vitesse du treuil dans la phase de décélération et de rampement sont médiocres, ce qui entraîne souvent une position d'arrêt imprécise. Les démarrages, la régulation de la vitesse et le freinage fréquents du treuil génèrent une consommation d'énergie considérable dans le circuit externe du rotor de la résistance série. Ce système de contrôle de vitesse à résistance série de moteur à enroulement à courant alternatif est un contrôle de vitesse par paliers, la régulation de la vitesse est médiocre ; les caractéristiques mécaniques à basse vitesse sont douces, le taux de différence statique est important ; la résistance à la consommation de la puissance différentielle, les économies d'énergie sont médiocres ; l'impact du courant du processus de démarrage et du processus de changement de vitesse est important ; les vibrations de fonctionnement à grande vitesse, la sécurité est médiocre. Par conséquent, le système d'origine en matière de sécurité et de fiabilité, de régulation de la vitesse, d'économie d'énergie, de fonctionnement, de maintenance et d'autres aspects présente différents degrés de défauts. Depuis le treuil à onduleur, le niveau d'équipement du treuil à pente a changé qualitativement. Actuellement, le treuil à conversion de fréquence est devenu le produit dominant sur le marché, et ses principales caractéristiques sont les suivantes.

1. Structure compacte, petite taille, facile à déplacer, utilisé dans les mines souterraines peut permettre d'économiser beaucoup de coûts de développement.
2. Le treuil à conversion de fréquence de la série ZF est basé sur la technologie de contrôle de vitesse à conversion de fréquence numérique complète et de contrôle vectoriel comme noyau, de sorte que les performances de contrôle de vitesse du moteur asynchrone peuvent être comparables à celles du moteur à courant continu. Les performances de couple à basse fréquence, de régulation de vitesse en douceur, de large plage de régulation de vitesse, de haute précision, d'économie d'énergie, etc.
3. Un système de contrôle à double PLC est adopté pour améliorer les performances de contrôle et les performances de sécurité du treuil à arbre incliné.
4. Fonctionnement simple, fonctionnement sûr et stable, faible taux de défaillance et pratiquement sans entretien.

Pour surmonter les lacunes du système de contrôle de vitesse à résistance série de moteur à enroulement à courant alternatif traditionnel, l'utilisation de la technologie de contrôle de vitesse à conversion de fréquence pour transformer le treuil, vous pouvez obtenir la plage de fréquence complète (0 ~ 50 Hz) du contrôle à couple constant. Le traitement de l'énergie régénérative, peut être utilisé un programme de freinage énergétique peu coûteux ou un programme de freinage par rétroaction plus significatif en matière d'économie d'énergie. Et dans le processus de conception du freinage mécanique hydraulique, la vanne de freinage secondaire et le freinage par onduleur doivent être intégrés.

Système de contrôle électrique du treuil à onduleur pour treuils à enroulement à tambour simple ou double entraînés par des moteurs asynchrones à courant alternatif (de type à enroulement ou à cage d'écureuil). Peut être utilisé avec les treuils nouvellement installés, mais également adapté à la transformation technique de l'ancien système de contrôle électrique du treuil.

Le système de contrôle électrique du treuil à conversion de fréquence peut être simplement divisé en : système de contrôle de vitesse à conversion de fréquence (convertisseur de fréquence + unité de freinage + boîtier de résistance de freinage) ; pupitre de commande du système de contrôle PLC.

Composition du système mécanique du treuil comme indiqué sur la figure.

Système à deux fils : Le système de contrôle PLC se compose de deux principaux systèmes PLC, PLC1 en tant que système de contrôle principal et PLC2 en tant que système de surveillance. Chaque système PLC possède son propre élément de détection de position indépendant (encodeur d'arbre). En fonctionnement normal, les deux systèmes PLC sont mis en service en même temps pour réaliser le contrôle et la protection "à deux fils" du treuil. Afin de garantir que les deux systèmes PLC peuvent fonctionner de manière synchrone, les signaux de position et de vitesse des deux systèmes PLC sont comparés en temps réel dans le PLC1, et une fois que l'écart est trop important, une alarme est immédiatement générée. Les deux systèmes PLC échangent principalement des données par le biais de la communication.

Mode d'urgence : Si un PLC tombe en panne ou que son élément de détection de position tombe en panne, le PLC unique peut continuer à fonctionner en mode "Urgence 1" ou "Urgence 2". Le treuil en mode d'urgence de fonctionnement, en raison de la protection n'est pas manquante, mais pas de "système à deux fils". Cependant, afin d'assurer la sécurité et la fiabilité du fonctionnement du treuil, la vitesse de fonctionnement est réduite de moitié. Si deux ensembles d'éléments de détection de position tombent en panne, le treuil ne peut fonctionner qu'à une vitesse ne dépassant pas 0,5 m/s.

Sources de vitesse doubles : La vitesse réelle dans le système de contrôle provient de deux sources de vitesse différentes, l'onduleur et l'encodeur d'arbre, et la vitesse réelle impliquée dans le contrôle et la protection contre la survitesse est tirée de la valeur maximale des deux.

Contrôle de position : Le PLC génère automatiquement la vitesse donnée par la course comme variable indépendante v(s), et la vitesse donnée par la section de vitesse égale après la mise en œuvre de v(t) et v(s) doublement donnés, dans lesquels v(s) est principalement donné par la course.

Mode de fonctionnement semi-automatique : Différent du mode de fonctionnement semi-automatique traditionnel, il utilise le "commutateur de sélection de vitesse" sur la console du conducteur pour contrôler la vitesse de fonctionnement du treuil et l'ouverture et la fermeture de la porte de travail en même temps, ce qui est particulièrement adapté au fonctionnement du treuil à arbre incliné.

Après que le treuil est transformé par conversion de fréquence, le processus de travail du système ne change pas beaucoup. En poussant la poignée vers l'avant et vers l'arrière, il peut entraîner la rotation de l'encodeur et envoyer le nombre d'impulsions à la borne de comptage à grande vitesse du PLC, ce qui peut ajuster en continu la vitesse de l'onduleur dans une certaine plage. Il peut également donner des contacts "poignée zéro", "avant" et "arrière". Peu importe que le moteur soit en marche avant ou en marche arrière, le charbon est traîné de la mine vers le sol, le moteur fonctionne en état électrique avant et arrière, ce n'est que lorsque la remorque entièrement chargée est proche de la bouche de l'arbre, qu'il faut décélérer et freiner, le diagramme de synchronisation de travail du treuil est montré dans la figure ci-dessous.