Convertitore di frequenza antideflagrante ad alta tensione | Soluzione di azionamento a magneti permanenti FGI per nastri trasportatori di miniere di carbone

Introduzione

La costruzione di miniere di carbone intelligenti richiede tecnologie avanzate di azionamento e controllo per apparecchiature sotterranee ad alta tensione e alta potenza, come nastri trasportatori principali, mietitrici, ventilatori e pompe. Tra questi, il nastro trasportatore principale sotterraneo svolge un ruolo fondamentale nel trasporto del carbone. Funziona con carichi pesanti, grande capacità e cicli di lavoro continui. I tradizionali giunti idraulici, pur offrendo una regolazione della velocità limitata, soffrono di elevate perdite per scorrimento, bassa efficienza, forte dipendenza dalla qualità dell'olio ed elevati requisiti di manutenzione.

Convertitori di frequenza (VFD) antideflagranti ad alta tensione (convertitori di frequenza) forniscono una soluzione superiore. Con un'ampia gamma di velocità, un controllo preciso, una risposta rapida e capacità di avviamento graduale, sono ora essenziali per i sistemi di azionamento dei trasportatori delle miniere di carbone. La sostituzione dei giunti idraulici con VFD antideflagranti FGI consente una velocità regolabile, un'elevata coppia di spunto a bassa corrente, una distribuzione del carico bilanciata e robuste funzioni di protezione, soddisfacendo le esigenze delle moderne soluzioni per miniere di carbone intelligenti.

Caso di studio: applicazione nella miniera di carbone di Yingpanhhao

Panoramica del sistema

La miniera di carbone di Yingpanhhao a Ordos, Mongolia Interna, ha una capacità produttiva di 12 milioni di tonnellate all'anno. Il suo sistema di nastri trasportatori principali dell'ala nord utilizza un VFD antideflagrante ad alta tensione FGI (Modello BPBJV2-1250/10) con le seguenti specifiche:

• Tensione di ingresso/uscita: 10kV

• Potenza nominale: 1250kW

• Topologia: Struttura a cascata con 8 celle di potenza per fase

Il sistema di azionamento del trasportatore integra motori sincroni a trasmissione diretta a magneti permanenti (Modello TBVF-900YC, 10kV, 900kW, 60 rpm). La configurazione include 4 motori in testa e 2 in coda, gestiti tramite un'architettura di controllo master-slave con comunicazione in fibra ottica. Ciò garantisce un coordinamento preciso, un funzionamento affidabile e una capacità di guida a lunga distanza fino a 5.000 metri.

Struttura e controllo del sistema

Il sistema è alimentato tramite un trasformatore a sfasamento, che fornisce tre funzioni chiave:

1. Riduzione a 690 V per l'alimentazione isolata alle celle di potenza.

2. Sfasamento per la rettifica a impulsi multipli, riducendo la distorsione armonica.

3. Alimentazione isolata per il funzionamento delle celle a cascata.

Il design della cella di potenza a cascata, combinato con la tecnologia di sfasamento del vettore, produce un'uscita quasi sinusoidale senza la necessità di filtri. Ciò riduce al minimo le interferenze armoniche sia sui motori che sulla rete, guadagnando a FGI il riconoscimento come “sistema di azionamento privo di armoniche”.

La comunicazione master-slave in fibra ottica garantisce un trasferimento dati ad alta velocità affidabile, mentre il controllo vettoriale con algoritmi di speed droop bilancia dinamicamente i carichi del motore. Questo risolve il problema comune dello squilibrio del carico nei sistemi di trasporto multi-motore.

Vantaggi chiave dell'applicazione

1. Capacità di avviamento graduale
   Fornisce fino a 2,2× la coppia nominale a bassa frequenza con accelerazione regolabile (1–3600s), soddisfacendo i requisiti di avviamento graduale a carico pesante.

2. Bilanciamento preciso della potenza
   Ottiene il bilanciamento della coppia tra le trasmissioni di testa e di coda, con un tasso di squilibrio del motore inferiore al 2%, anche su una lunghezza del cavo di 5 km.

3. Commutazione e ridondanza online
   Funziona in modalità “5 in funzione + 1 in standby”. Se un VFD si guasta, l'unità di standby si attiva immediatamente, garantendo il funzionamento continuo del trasportatore.

4. Regolazione automatica della velocità
   Con i sensori di flusso del carbone, la velocità del nastro si adatta alle condizioni di carico: “più veloce con più carbone, più lento con meno.” L'efficienza del trasporto è notevolmente migliorata.

5. Risparmio energetico e usura ridotta
   I motori a trasmissione diretta a magneti permanenti eliminano i riduttori, aumentando l'efficienza e riducendo l'usura meccanica. L'avviamento graduale riduce l'impatto del sistema, mentre la velocità variabile riduce il tempo di funzionamento ad alta velocità. Ciò porta a:

   • Costi di manutenzione ridotti

   • Maggiore durata delle apparecchiature

   • Minore consumo di energia

Vantaggi delle soluzioni VFD antideflagranti FGI

• Ingombro compatto e facile manutenzione
  Il design integrato trasformatore + VFD consente di risparmiare spazio e ridurre il cablaggio. Il design modulare semplifica la manutenzione in loco.

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• Molteplici protezioni di affidabilità
  Ridondanza integrata con bypass automatico delle celle di potenza garantisce una produzione ininterrotta.

• Bilanciamento adattivo del carico
  La condivisione del carico con autoregolazione supporta fino a 10 VFD coordinati.

• Interfacce di comunicazione per miniere intelligenti
  Supporta fibra, Ethernet e accesso wireless. Abilita il monitoraggio remoto, la diagnosi dei guasti e la manutenzione predittiva tramite PC o app mobile.

Conclusione

L'industria mineraria si sta spostando rapidamente verso operazioni di miniere di carbone intelligenti su larga scala. Le Linee guida per la costruzione di miniere di carbone intelligenti evidenziano l'urgente necessità di VFD antideflagranti ad alta tensione per alimentare trasportatori, mietitrici e altri sistemi critici.

L'implementazione di successo del VFD antideflagrante privo di armoniche di FGI nella miniera di Yingpanhhao dimostra prestazioni rivoluzionarie:

• THD in ingresso < 3%

• Armoniche di tensione in uscita < 2%

• +15% Miglioramento dell'efficienza di azionamento

• +20% Efficienza energetica complessiva del sistema

• 18–25% Risparmio energetico

• Riduzione di 500+ tonnellate di CO₂ all'anno per unità

Consentendo la trasmissione di potenza a lunga distanza, il bilanciamento preciso del carico e la diagnostica intelligente, le soluzioni FGI supportano gli obiettivi dual-carbon dell'industria del carbone, promuovendo al contempo la sicurezza e l'efficienza operativa.

Invito all'azione

Scopri come le soluzioni VFD antideflagranti ad alta tensione FGI possono migliorare i tuoi sistemi di trasporto delle miniere di carbone con tecnologia di azionamento a risparmio energetico, funzioni di avviamento graduale e automazione intelligente.