1. Introduksjon

Som det viktigste kjerneutstyret i gruvetransportsystemet er gruveheisen ansvarlig for å løfte og senke personell, malm, materialer osv. Sikkerheten, påliteligheten og effektiviteten i driften er direkte relatert til gruvens produksjonseffektivitet og personells liv og eiendomssikkerhet. Med den kontinuerlige utviklingen av moderne vitenskap og teknologi har anvendelsen av permanentmagnetteknologi innen gruveheiser gradvis blitt et forskningsfokus.

Permanentmagnetmotorer har mange fordeler, som høy effekttetthet, høy effektivitet og lav støy. Bruk av dem på gruveheiser forventes å forbedre utstyrets ytelse betydelig, samtidig som de også gir nye muligheter og utfordringer når det gjelder sikkerhetssikring.

2. Anvendelse av permanentmagnetteknologi i drivsystem for gruveheiser

(1). Prinsipp for arbeidsmåte for synkronmotor med permanent magnet

Permanentmagnetsynkronmotorer fungerer basert på loven om elektromagnetisk induksjon. Kjerneprinsippet er at når trefase vekselstrøm føres gjennom statorviklingen, genereres et roterende magnetfelt som samhandler med magnetfeltet til permanentmagneten på rotoren, og dermed genererer elektromagnetisk dreiemoment for å drive motoren til å rotere. Permanentmagnetene på rotoren gir en stabil magnetfeltkilde uten behov for ekstra eksitasjonsstrøm, noe som gjør motorstrukturen relativt enkel og forbedrer energiomformingseffektiviteten. I bruksscenarier for gruveheiser må motoren ofte veksle mellom forskjellige driftsforhold som tung belastning, lav hastighet og lett belastning, høy hastighet. Permanentmagnetsynkronmotoren kan reagere raskt med sine utmerkede dreiemomentegenskaper for å sikre jevn drift av heisen.

(2). Teknologisk fremskritt sammenlignet med tradisjonelle drivsystemer

1. Effektivitetssammenligningsanalyse

Tradisjonelle gruveheiser drives for det meste av asynkronmotorer med viklede rotorer, som har relativt lav effektivitet. Tapene til asynkronmotorer inkluderer hovedsakelig statorkobbertap, rotorkobbertap, jerntap, mekanisk tap og spredtap. Siden det ikke er noen eksitasjonsstrøm i permanentmagnetsynkronmotoren, er rotorkobbertapet nesten null, og jerntapet reduseres også på grunn av de relativt stabile magnetfeltegenskapene. Gjennom sammenligning av faktiske testdata (som vist i figur 1), under forskjellige belastningshastigheter, er effektiviteten til permanentmagnetsynkronmotoren betydelig høyere enn for asynkronmotoren med viklede rotorer. I belastningsområdet 50 % – 100 % kan effektiviteten til permanentmagnetsynkronmotoren være omtrent 10 % – 20 % høyere enn for asynkronmotorer med viklede rotorer, noe som kan redusere energiforbrukskostnadene betydelig for langsiktig drift av gruveheiser.

Figur 1: Effektivitetssammenligningskurve for permanentmagnetsynkronmotor og asynkronmotor med viklet rotor

2. Forbedring av effektfaktor

Når en asynkronmotor med viklet rotor er i drift, er effektfaktoren vanligvis mellom 0,7 og 0,85, og det kreves ytterligere reaktive effektkompensasjonsenheter for å oppfylle strømnettets krav. Effektfaktoren til en synkronmotor med permanentmagnet kan være så høy som 0,96 eller høyere, nær 1. Dette skyldes at magnetfeltet som genereres av permanentmagneten reduserer behovet for reaktiv effekt under motorens drift betraktelig. Høy effektfaktor reduserer ikke bare strømnettets reaktive effektbelastning og forbedrer strømnettets strømkvalitet, men reduserer også strømkostnadene for gruvebedrifter og reduserer investerings- og vedlikeholdskostnadene for reaktivt kompensasjonsutstyr.

(3). Innvirkning på sikker drift av gruveheiser

1. Start- og bremseegenskaper

Startmomentet til permanentmagnetsynkronmotorer er jevnt og presist kontrollerbart. Ved oppstart av gruveheisen kan man unngå problemer som risting i ståltauet og økt slitasje på skiven forårsaket av for høy momentpåvirkning når tradisjonelle motorer startes. Startstrømmen er liten og vil ikke forårsake store spenningssvingninger i strømnettet, noe som sikrer normal drift av annet elektrisk utstyr i gruven.

Når det gjelder bremsing, kan permanentmagnetsynkronmotorer kombineres med avansert vektorkontrollteknologi for å oppnå presis regulering av bremsemomentet. For eksempel, under retardasjonsfasen til heisen, ved å kontrollere størrelsen og fasen til statorstrømmen, går motoren inn i kraftgenererende bremsetilstand, konverterer heisens kinetiske energi til elektrisk energi og mates tilbake til strømnettet, og oppnår dermed energibesparende bremsing. Sammenlignet med tradisjonelle bremsemetoder reduserer denne bremsemetoden slitasjen på mekaniske bremsekomponenter, forlenger levetiden til bremsesystemet, reduserer risikoen for bremsesvikt på grunn av overoppheting av bremsen og forbedrer sikkerheten og påliteligheten til heisebremsingen.

2. Feilredundans og feiltoleranse

Noen permanentmagnetsynkronmotorer bruker en flerfaseviklingsdesign, for eksempel en seksfaset permanentmagnetsynkronmotor. Når en fasevikling på en motor svikter, kan de gjenværende faseviklingene fortsatt opprettholde motorens grunnleggende drift, men utgangseffekten vil reduseres tilsvarende. Denne feilredundansdesignen gjør det mulig for gruveheisen å løfte heisebeholderen trygt til brønnhodet eller brønnbunnen, selv i tilfelle delvis motorfeil, og unngå at heisen svever midt i sjakten på grunn av motorfeil, og dermed sikre personell og utstyrs sikkerhet. Hvis vi tar en seksfaset permanentmagnetsynkronmotor som et eksempel, og antar at en av faseviklingene er åpen, kan de gjenværende femfaseviklingene i henhold til motorens momentfordelingsteori fortsatt gi omtrent 80 % av det nominelle dreiemomentet (den spesifikke verdien er relatert til motorparametrene), noe som er nok til å opprettholde den langsomme driften av heisen og sikre sikkerhet.

3. Analyse av faktiske tilfeller

(1). Bruksområder i metallgruver

En stor metallgruve bruker en permanentmagnetsynkronmotor til å drive permanentmagnetsynkronmotoren med en nominell effekt på P = 3000 kW. Etter bruk av denne motoren, sammenlignet med den originale asynkronmotoren, under samme løfteoppgave, reduseres det årlige strømforbruket med omtrent 18 %.

Gjennom overvåking og analyse av motorens driftsdata forblir effektiviteten til permanentmagnetsynkronmotorer på et høyt nivå under forskjellige driftsforhold, spesielt ved middels og høy belastning, hvor effektivitetsfordelen er mer åpenbar.

(2). Søknader om kullgruver

En kullgruve installerte en gruveheis ved hjelp av permanentmagnetteknologi. Den permanentmagnetiske synkronmotoren har en effekt på 800 kW og brukes hovedsakelig til å løfte og transportere personell og kull. På grunn av den begrensede kapasiteten til kullgruvens strømnett, reduserer den høye effektfaktoren til permanentmagnetsynkronmotoren effektivt belastningen på strømnettet. Under drift var det ingen betydelige svingninger i strømnettets spenning på grunn av oppstart eller drift av heisen, noe som sikret normal drift av annet elektrisk utstyr i kullgruven.

4. Fremtidig utviklingstrend for permanentmagnetmotor for gruveheis

(1). Forskning, utvikling og anvendelse av høytytende permanentmagnetiske materialer

Med den kontinuerlige utviklingen innen materialvitenskap har forskning og utvikling av nye høytytende permanentmagnetiske materialer blitt en viktig retning for utviklingen av permanentmagnetisk teknologi for gruveheiser. For eksempel forventes den nye generasjonen av permanentmagnetmaterialer av sjeldne jordarter å oppnå gjennombrudd innen magnetisk energiprodukt, tvangskraft, temperaturstabilitet, etc. Høyere magnetisk energiprodukt vil gjøre det mulig for permanentmagnetmotorer å produsere større effekt med mindre volum og vekt, noe som ytterligere forbedrer effekttettheten til gruveheiser. Bedre temperaturstabilitet vil gjøre det mulig for permanentmagnetmotorer å tilpasse seg tøffere gruvemiljøer, for eksempel dype gruver med høy temperatur. Sterkere tvangskraft vil forbedre permanentmagnetens anti-demagnetiseringsevne og forbedre motorens pålitelighet og levetid.

(2). Integrering av intelligent kontrollteknologi

I fremtiden vil permanentmagnetteknologien til gruveheiser bli dypt integrert med intelligent kontrollteknologi. Ved hjelp av kunstig intelligens, stordata, tingenes internett og annen avansert teknologi vil intelligent drift og vedlikehold av heiser bli realisert. For eksempel, ved å installere et stort antall sensorer på nøkkelkomponenter i permanentmagnetmotorer og heiser, kan driftsdata samles inn i sanntid, og dataene kan analyseres og behandles ved hjelp av kunstig intelligens-algoritmer for å oppnå tidlig prediksjon og diagnose av utstyrsfeil, utarbeide vedlikeholdsplaner på forhånd, redusere utstyrsfeilrater og forbedre driftssikkerheten. Samtidig kan det intelligente kontrollsystemet automatisk optimalisere motorens driftsparametre, for eksempel hastighet, dreiemoment osv., i henhold til gruvens faktiske produksjonsbehov og heisens driftsstatus, for å oppnå målet om energisparing og effektivitetsforbedring og forbedre produksjonseffektiviteten og de økonomiske fordelene ved gruven.

(3). Systemintegrasjon og modulær design

For å forbedre brukervennligheten og vedlikeholdsvennligheten ved bruk av permanentmagnetteknologi i gruveheiser, vil systemintegrasjon og modulær design bli utviklingstrenden. De ulike delsystemene som permanentmagnetmotorer, bremsesystemer og sikkerhetsovervåkingssystemer er sterkt integrert for å danne standardiserte funksjonsmoduler. Når du bygger en gruve eller renoverer utstyr, trenger du bare å velge passende moduler for montering og installasjon i henhold til faktiske behov, noe som forkorter installasjons- og igangkjøringssyklusen for utstyr betraktelig og reduserer konstruksjonskostnadene. I tillegg forenkler den modulære designen vedlikehold og oppgraderinger av utstyr. Når en modul svikter, kan den raskt byttes ut, noe som reduserer nedetid og forbedrer produksjonskontinuiteten i gruven.

5. Tekniske fordeler med Anhui Mingteng permanentmagnetmotor

Anhui Mingteng permanentmagnetiske maskiner og elektrisk utstyr Co., Ltd.https://www.mingtengmotor.com/）.ble etablert i 2007. Mingteng har for tiden mer enn 280 ansatte, inkludert mer enn 50 profesjonelle og tekniske personer. Selskapet spesialiserer seg på forskning og utvikling, produksjon og salg av ultrahøyeffektive permanentmagnetsynkronmotorer. Produktene dekker et komplett spekter av høyspennings-, lavspennings-, konstantfrekvens-, variabelfrekvens-, konvensjonelle, eksplosjonssikre, direktedrevne, elektriske valser, alt-i-ett-maskiner, etc. Etter 17 år med teknisk akkumulering har selskapet evnen til å utvikle et komplett spekter av permanentmagnetmotorer. Produktene dekker ulike bransjer som stål, sement og gruvedrift, og kan dekke behovene til ulike arbeidsforhold og utstyr.

Ming Teng bruker moderne motordesignteori, profesjonell designprogramvare og et egenutviklet designprogram for permanentmagnetmotorer for å simulere det elektromagnetiske feltet, væskefeltet, temperaturfeltet, spenningsfeltet osv. til permanentmagnetmotorer, optimalisere den magnetiske kretsstrukturen, forbedre motorens energieffektivitet og løse vanskelighetene med lagerutskifting på stedet for store permanentmagnetmotorer og problemet med permanentmagnetavmagnetisering, noe som fundamentalt sikrer pålitelig bruk av permanentmagnetmotorer.

6. Konklusjon

Bruken av permanentmagnetmotorer i gruveheiser har vist utmerket ytelse når det gjelder sikkerhet og teknologiske fremskritt. I drivsystemet gir den høye effektiviteten, den høye effektfaktoren og de gode dreiemomentegenskapene til permanentmagnetsynkronmotorer et solid grunnlag for sikker og stabil drift av heisen.

Gjennom faktiske caseanalyser kan man se at permanentmagnetmotorer har oppnådd bemerkelsesverdige resultater i bruken av gruveheiser i ulike typer gruver, enten det gjelder å redusere energiforbruk, vedlikeholdskostnader eller sikre personell- og utstyrssikkerhet. Med tanke på fremtiden, med utviklingen av høytytende permanentmagnetmaterialer, integrering av intelligent kontrollteknologi og fremskritt innen systemintegrasjon og modulær design, vil permanentmagnetmotorer for gruveheiser innlede et bredere utviklingsperspektiv, og gi sterk drivkraft til sikker produksjon og effektiv drift av gruveindustrien. Når man vurderer å oppgradere heiseteknologi eller kjøpe nytt utstyr, bør gruvekunder fullt ut innse det enorme potensialet til permanentmagnetmotorer, og på en rimelig måte anvende permanentmagnetmotorer i kombinasjon med de faktiske arbeidsforholdene, produksjonsbehovene og den økonomiske styrken til sine egne gruver for å oppnå bærekraftig utvikling av gruvebedrifter.

Opphavsrett: Denne artikkelen er en opptrykk av den opprinnelige lenken:

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

Denne artikkelen representerer ikke selskapets synspunkter. Hvis du har andre meninger eller synspunkter, vennligst korriger oss!