1. Bevezetés

A bányaszállító rendszer kulcsfontosságú berendezéseként a bányaemelő felelős a személyzet, az ércek, az anyagok stb. emeléséért és süllyesztéséért. Működésének biztonsága, megbízhatósága és hatékonysága közvetlenül összefügg a bánya termelési hatékonyságával, valamint a személyzet élet- és vagyonbiztonságával. A modern tudomány és technológia folyamatos fejlődésével az állandó mágneses technológia alkalmazása a bányaemelők területén fokozatosan kutatási gócponttá vált.

Az állandó mágneses motoroknak számos előnyük van, mint például a nagy teljesítménysűrűség, a magas hatásfok és az alacsony zajszint. Alkalmazásuk bányászati ​​emelőkben várhatóan jelentősen javítja a berendezések teljesítményét, miközben új lehetőségeket és kihívásokat is teremt a biztonság garantálása terén.

2. Állandó mágneses technológia alkalmazása a bányaemelő hajtásrendszerében

(1) .Az állandó mágneses szinkronmotor működési elve

Az állandó mágneses szinkronmotorok az elektromágneses indukció törvénye alapján működnek. Az alapelv az, hogy amikor háromfázisú váltakozó áram halad át az állórész tekercsén, forgó mágneses mező keletkezik, amely kölcsönhatásba lép a rotoron lévő állandó mágnes mágneses mezőjével, ezáltal elektromágneses nyomatékot generál, amely forgásba hozza a motort. A rotoron lévő állandó mágnesek stabil mágneses mezőt biztosítanak további gerjesztőáram nélkül, ami viszonylag egyszerűvé teszi a motor szerkezetét és javítja az energiaátalakítás hatékonyságát. Bányaemelő alkalmazásoknál a motornak gyakran kell váltania különböző üzemi körülmények között, például nagy terhelés, alacsony sebesség és könnyű terhelés, nagy sebesség között. Az állandó mágneses szinkronmotor kiváló nyomatékjellemzőivel gyorsan reagál, hogy biztosítsa az emelő zökkenőmentes működését.

(2). Technológiai fejlődés a hagyományos hajtásrendszerekhez képest

1. Hatékonysági összehasonlító elemzés

A hagyományos bányaemelőket többnyire tekercses-rotoros aszinkronmotorok hajtják, amelyek viszonylag alacsony hatásfokkal rendelkeznek. Az aszinkronmotorok veszteségei főként az állórész rézveszteségét, a forgórész rézveszteségét, a vasveszteségét, a mechanikai veszteséget és a kóbor veszteséget foglalják magukban. Mivel az állandó mágneses szinkronmotorban nincs gerjesztőáram, a forgórész rézvesztesége szinte nulla, és a vasveszteség is csökken a viszonylag stabil mágneses tér jellemzői miatt. A tényleges tesztadatok összehasonlításával (ahogy az az 1. ábrán látható) különböző terhelési ráták mellett az állandó mágneses szinkronmotor hatásfoka jelentősen magasabb, mint a tekercses-rotoros aszinkronmotoré. 50% - 100% terhelési ráta tartományban az állandó mágneses szinkronmotor hatásfoka körülbelül 10% - 20%-kal magasabb lehet, mint a tekercses-rotoros aszinkronmotoré, ami jelentősen csökkentheti az energiafogyasztási költségeket a bányaemelő hosszú távú üzemeltetése során.

1. ábra: Az állandó mágneses szinkronmotor és a tekercselt forgórészű aszinkronmotor hatásfok-összehasonlító görbéje

2. Teljesítménytényező javítása

Amikor egy tekercsrotoros aszinkronmotor működik, a teljesítménytényezője általában 0,7 és 0,85 között van, és további reaktív teljesítménykompenzáló eszközökre van szükség a hálózati követelmények teljesítéséhez. Az állandó mágneses szinkronmotor teljesítménytényezője akár 0,96 vagy annál magasabb is lehet, közel 1-hez. Ez azért van, mert az állandó mágnes által generált mágneses mező jelentősen csökkenti a reaktív teljesítmény iránti igényt a motor működése során. A nagy teljesítménytényező nemcsak a hálózat reaktív teljesítményterhelését csökkenti és javítja a hálózat energiaminőségét, hanem csökkenti a bányászati ​​vállalkozások villamosenergia-költségeit, és csökkenti a reaktív kompenzáló berendezések beruházási és karbantartási költségeit is.

(3). A bányaemelő berendezések biztonságos üzemeltetésére gyakorolt ​​hatás

1. Indítási és fékezési jellemzők

Az állandó mágneses szinkronmotorok indítónyomatéka sima és pontosan szabályozható. A bányaemelő indításakor elkerülhetők olyan problémák, mint a drótkötél remegése és a tárcsa fokozott kopása, amelyet a hagyományos motorok indításakor fellépő túlzott nyomatékhatás okoz. Indítási áramuk kicsi, és nem okoz nagy feszültségingadozást az elektromos hálózatban, biztosítva a bánya egyéb elektromos berendezéseinek normál működését.

Fékezés szempontjából az állandó mágneses szinkronmotorok fejlett vektorvezérlési technológiával kombinálhatók a precíz féknyomaték-szabályozás eléréséhez. Például az emelő lassítási szakaszában az állórészáram nagyságának és fázisának szabályozásával a motor energiatermelő fékezési állapotba kerül, az emelő mozgási energiáját elektromos energiává alakítja, és visszatáplálja a hálózatba, így energiatakarékos fékezést ér el. A hagyományos fékezési módszerekkel összehasonlítva ez a fékezési módszer csökkenti a mechanikus fékalkatrészek kopását, meghosszabbítja a fékrendszer élettartamát, csökkenti a fék túlmelegedése miatti fékmeghibásodás kockázatát, és javítja az emelőfékezés biztonságát és megbízhatóságát.

2. Hiba redundancia és hibatűrés

Néhány állandó mágneses szinkronmotor többfázisú tekercselésű kialakítást használ, például a hatfázisú állandó mágneses szinkronmotort. Amikor egy motor egyik fázistekercse meghibásodik, a fennmaradó fázistekercsek továbbra is fenntartják a motor alapvető működését, de a kimeneti teljesítmény ennek megfelelően csökken. Ez a redundancia hiba lehetővé teszi, hogy a bányaemelő biztonságosan felemelje az emelőkonténert a kútfejre vagy a kút aljára még részleges motorhiba esetén is, elkerülve, hogy az emelő a motorhiba miatt a tengely közepén lebegjen, így biztosítva a személyzet és a berendezések biztonságát. Ha például egy hatfázisú állandó mágneses szinkronmotort veszünk alapul, feltételezve, hogy az egyik fázistekercs nyitott, a motor nyomatékeloszlási elmélete szerint a fennmaradó ötfázisú tekercsek továbbra is a névleges nyomaték körülbelül 80%-át tudják biztosítani (a fajlagos érték a motorparaméterekhez kapcsolódik), ami elegendő a felvonó lassú működésének fenntartásához és a biztonság garantálásához.

3. Tényleges esettanulmány

(1). Alkalmazási esetek fémbányákban

Egy nagy fémbánya állandó mágneses szinkronmotort használ a P=3000 kW névleges teljesítményű állandó mágneses szinkronmotor meghajtására. Használat után, ugyanazon emelési feladat mellett, az eredeti tekercselt aszinkronmotorhoz képest az éves energiafogyasztás körülbelül 18%-kal csökken.

A motor üzemi adatainak monitorozásával és elemzésével az állandó mágneses szinkronmotorok hatásfoka magas szinten marad különböző üzemi körülmények között, különösen közepes és nagy terhelési sebességeknél, ahol a hatásfok előnye nyilvánvalóbb.

(2). Szénbányászati ​​alkalmazási esetek

Egy szénbánya permanens mágneses technológiát alkalmazó bányaemelőt telepített. Az állandó mágneses szinkronmotor teljesítménye 800 kW, és főként személyzet és szén emelésére és szállítására használják. A szénbánya villamosenergia-hálózatának korlátozott kapacitása miatt az állandó mágneses szinkronmotor nagy teljesítménytényezője hatékonyan csökkenti a hálózat terhelését. Működés közben az emelő indítása vagy működése miatt nem volt jelentős ingadozás a hálózati feszültségben, ami biztosította a szénbánya többi elektromos berendezésének normál működését.

4. Az aknaemelő állandó mágneses motorjának jövőbeli fejlesztési trendje

(1). Nagy teljesítményű permanens mágneses anyagok kutatása, fejlesztése és alkalmazása

Az anyagtudomány folyamatos fejlődésével az új, nagy teljesítményű állandó mágneses anyagok kutatása és fejlesztése fontos irányzattá vált a bányaemelők állandó mágneses technológiájának fejlesztésében. Például a ritkaföldfém állandó mágneses anyagok új generációja várhatóan áttörést ér el a mágneses energiaszorzat, a kényszerítő erő, a hőmérséklet-stabilitás stb. terén. A nagyobb mágneses energiaszorzat lehetővé teszi az állandó mágneses motorok számára, hogy nagyobb teljesítményt adjanak le kisebb térfogat és súly mellett, tovább javítva a bányaemelők teljesítménysűrűségét; a jobb hőmérséklet-stabilitás lehetővé teszi az állandó mágneses motorok számára, hogy alkalmazkodjanak a zordabb bányászati ​​környezetekhez, például a magas hőmérsékletű mélybányákhoz; az erősebb kényszerítő erő fokozza az állandó mágnes demagnetizációgátló képességét, és javítja a motor megbízhatóságát és élettartamát.

(2). Intelligens vezérléstechnológia integrációja

A jövőben a bányaemelők permanens mágneses technológiája mélyen integrálódik az intelligens vezérlőtechnológiával. A mesterséges intelligencia, a big data, a dolgok internete és más fejlett technológiák segítségével megvalósítható az emelők intelligens működtetése és karbantartása. Például az permanens mágneses motorok és emelők kulcsfontosságú alkatrészeire nagyszámú érzékelőt telepítve valós időben gyűjthetők üzemi adatok, és az adatok mesterséges intelligencia algoritmusok segítségével elemezhetők és feldolgozhatók a berendezések meghibásodásainak korai előrejelzése és diagnosztizálása, a karbantartási tervek előzetes elkészítése, a berendezések meghibásodási arányának csökkentése és az üzembiztonság javítása érdekében. Ugyanakkor az intelligens vezérlőrendszer automatikusan optimalizálhatja a motor üzemi paramétereit, például a sebességet, a nyomatékot stb., a bánya tényleges termelési igényei és az emelő üzemállapota szerint, így elérve az energiamegtakarítás és a hatékonyságnövelés célját, valamint javítva a bánya termelési hatékonyságát és gazdasági előnyeit.

(3). Rendszerintegráció és moduláris kialakítás

A permanens mágneses technológia alkalmazásának kényelme és karbantarthatósága a bányászati ​​emelőkben a rendszerintegráció és a moduláris kialakítás lesz a fejlesztési trend. A különböző alrendszerek, mint például az permanens mágneses motorok, a fékrendszerek és a biztonsági felügyeleti rendszerek, nagymértékben integrálva vannak szabványosított funkcionális modulokat alkotva. Bánya építésekor vagy berendezés felújításakor csak a megfelelő modulokat kell kiválasztani az összeszereléshez és telepítéshez a tényleges igényeknek megfelelően, ami jelentősen lerövidíti a berendezés telepítési és üzembe helyezési ciklusát, és csökkenti a mérnöki építési költségeket. Ezenkívül a moduláris kialakítás megkönnyíti a berendezések karbantartását és korszerűsítését. Ha egy modul meghibásodik, gyorsan kicserélhető, csökkentve az állásidőt és javítva a bánya termelési folytonosságát.

5. Az Anhui Mingteng állandó mágneses motor technikai előnyei

Anhui Mingteng Állandó Mágneses Gépek és Villamos Berendezések Kft. (https://www.mingtengmotor.com/A(z) 2007-ben alakult. A Mingteng jelenleg több mint 280 alkalmazottat foglalkoztat, köztük több mint 50 szakembert és műszaki személyzetet. A vállalat ultra-nagy hatékonyságú állandó mágneses szinkronmotorok kutatására és fejlesztésére, gyártására és értékesítésére specializálódott. Termékei a nagyfeszültségű, alacsony feszültségű, állandó frekvenciájú, változó frekvenciájú, hagyományos, robbanásbiztos, közvetlen hajtású, elektromos hengerek, all-in-one gépek stb. teljes skáláját lefedik. 17 évnyi műszaki felhalmozás után képes az állandó mágneses motorok teljes skálájának fejlesztésére. Termékei számos iparágban, például az acél-, cement- és bányászatban is megtalálhatók, és képesek kielégíteni a különféle munkakörülmények és berendezések igényeit.

A Ming Teng modern motortervezési elméletet, professzionális tervezőszoftvert és saját fejlesztésű állandó mágneses motortervező programot használ az állandó mágneses motor elektromágneses mezőjének, folyadékmezőjének, hőmérsékleti mezőjének, feszültségmezőjének stb. szimulálására, a mágneses áramkör szerkezetének optimalizálására, a motor energiahatékonyságának javítására, valamint a nagyméretű állandó mágneses motorok helyszíni csapágycseréjének nehézségeinek és az állandó mágnes demagnetizációjának problémájának megoldására, alapvetően biztosítva az állandó mágneses motorok megbízható használatát.

6. Következtetés

Az állandó mágneses motorok alkalmazása a bányászati ​​emelőkben kiváló teljesítményt mutatott a biztonság és a technológiai fejlődés szempontjából. A hajtásrendszerben az állandó mágneses szinkronmotorok nagy hatásfoka, nagy teljesítménytényezője és jó nyomatékjellemzői szilárd alapot biztosítanak az emelő biztonságos és stabil működéséhez.

A tényleges esettanulmányok alapján látható, hogy az állandó mágneses motorok figyelemre méltó eredményeket értek el a bányaemelők különböző típusú bányákban történő alkalmazása során, legyen szó akár az energiafogyasztás csökkentéséről, a karbantartási költségek csökkentéséről, akár a személyzet és a berendezések biztonságának biztosításáról. A jövőre nézve a nagy teljesítményű állandó mágneses anyagok fejlesztésével, az intelligens vezérléstechnológia integrációjával, valamint a rendszerintegráció és a moduláris kialakítás fejlődésével az bányászati ​​emelőkhöz használt állandó mágneses motorok szélesebb körű fejlesztési kilátásokat nyitnak meg, erős lendületet adva a bányászati ​​ipar biztonságos termelésének és hatékony működésének. Az emelőtechnológia korszerűsítésének vagy új berendezések vásárlásának mérlegelésekor a bányászati ​​ügyfeleknek teljes mértékben ki kell használniuk az állandó mágneses motorokban rejlő hatalmas lehetőségeket, és ésszerűen alkalmazniuk kell az állandó mágneses motorokat a tényleges munkakörülményekkel, a termelési igényekkel és a saját bányáik gazdasági erejével kombinálva a bányászati ​​vállalkozások fenntartható fejlődésének elérése érdekében.

Szerzői jog: Ez a cikk az eredeti link újranyomtatása:

https://mp.weixin.qq.com/s/18QZOHOqmQI0tDnZCW_hRQ

Ez a cikk nem képviseli cégünk álláspontját. Ha eltérő véleménye vagy nézőpontja van, kérjük, javítson ki minket!