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百万美金印钞机-西非沙漠边金矿球磨机变频驱动应用案例

2020/11/24

行前准备

我们技术人员一行人收到通知,入境非洲前的一周需要打四针疫苗(黄热病、Q脑膜炎、甲肝、破伤风)及一包疟疾药,得取得一张黄热病疫苗登记的黄卡,方能入境。预计前往调机地点位于撒哈拉沙漠南部的边缘,气候极度干燥、阳光炙热强烈,中午气温高达摄氏43度以上,直到五月进入所谓雨季气候才稍微凉爽。项目矿区的营地离首都瓦加杜古120公里远,外围由砖块水泥钢丝网围墙围起。大门除了警卫,还有拿着步枪的军人驻守。团队调试结束,遇上非洲新冠疫情进入紧张时期,返回过程极尽波折,上演疫情下活脱脱的“西非逃难记”。

 

引言

过去这段时间,全世界因为疫情的关系,被迫改变了许多原来的生活方式或习惯,东元MV510中压变频器技术团队正是在此时期奔赴西非现场调试矿用磨机中压变频器。挑战低速高扭力的负载及某国际一线品牌未能完成之同步投切应用。达成提前运行目标,单日百万美金的生产量。

 

现场环境和工艺介绍

23-46°C,现场近沙漠地区,偶尔沙尘天气,海拔高度:305m

●现场变频器型号: MV510-JB0/330-S00

●负载设备名称:矿用球磨机、磨粉机

●电机信息: TECO东元中压异步鼠笼式4000KW-6P-11 KV/50Hz

●负载电流范围:120~260A

●输入电压范围: 10KV10%

磨机工艺:筒体旋转带动钢球和物料做抛物作业,过程中实现冲击、研磨、粉碎作业。

 



变频驱动方案

此项目方案整体由高压切换柜、启动柜、变压器柜、单元柜及控制柜组成,并有冷备一台整机。

一次回路方案

该矿区利用变频器的软启动功能通过一键操作将Ball Mill同步投切为工频电网运行后,再切到SAGMill启动控制。并且冷备一台变频器作为备用。

变频先启动Ball Mill,待到达50hz运行,与电网锁相后,投入KM3。工频投切时KM2,KM3会有同时闭合,待负载转移到电网时切开K2,变频进入待机Ball Mill切入工频运行。KM4闭合, 变频进入启动SAG Mill步骤。变频输出接触器KM2KM4互锁,刀闸QS2QS3无机械闭锁功能,只是在检修时手动断开以形成明显的断开点,确保工作人员的安全。

一次回路图如下所示:

 

控制模式

主控系统由DSP+FPGA双处理器全数字方案,整机的快速保护、故障的快速诊断、变频器的运行状态的控制、控制数据运算和输出均由主控系统完成,PLC电气系统采用西门子S7-1200,可靠性高,主要完成对变频器输入输出信号控制,对外围电气的控制、保护、连锁,外部故障检测,与主控系统进行通讯,控制人机界面等。DCS. 上位控制系统通过用户I/O端子或通讯方式发出控制命令,如控制变频器的运行/停机,复位等,同时接受变频器的反馈状态及工作参数,如运行状态,故障信息,运行频率等。

中压变频器原理和特点

中压变频器原理

MV510系列变频器是由多个功率单元串联而成,通过将多个低压功率单元的输出叠加起来得到中压输出。

TECO东元中压变频器特点

●系统一体化设计,包括输入隔离变压器,变频器等所有部件及内部连线,用户只须连接高压输入、高压输出、低压控制电源和控制信号线即可,整套系统在出厂前进行整体测试。

●输入符合并优于IEEE519~1992GB/T14519~93标准对电压失真和电流失真最严格的要求。在30~ 100%的负载变化情况内达到或超过0.96功率因数(无需功率因数补偿装置)

●无需滤波器变频器就可输出正弦输出电流和电压波形,对电机没有特殊的要求,可以使用普通异步电机,电机不必降额使用。具有软起动功能,没有电机启动冲击引起的电网电压下跌,可确保电机安全、长期运行。

●变频器对电网电压波动有极强的适应能力,在±10%范围内变频器能满载工作,在-30%的电压下降情况下变频器能继续运行而不跳闸(降载运行)-40%的电压下降可以短时运行,电网瞬时失电5个周期可满载运行不跳闸,轻载时时间更长。

●调速范围在0-100%连续可调,频率精度: 0.5%,/减速时间0.1~6500.0(根据负载情况可设定),临界速度可跳过(3组,可任意设定)。对低速高扭力的应用,可以在不平衡的负载下,运转表现依然很平稳。

●支援同步投切转换,产生的浪涌电流能抑制的很小,可以平顺切换到电力电网。

 

 


结束语

作为磨机典型工程,该矿区变频应用了东元MV510高性能DSP全数字矢量控制型中压变频器。利用其强大的低速高扭力特性和无冲击同步投切功能实现了对严苛负载的控制,达到业内国际先进水准,获得客户的高度认可。

这场疫情,虽是一个预期之外的危机,同时也是蜕变翻新的契机。疫情将大大改变人类对环境和科学的看法,人类意识到在大自然面前是多么无助,对于环境会更加善.待,这也是与东元“节能、减排、智能、自动”的企业愿景不谋而合,相信未来东元将更有机会于能源及自动化基础上,争取新的市场机会。

 

 

东元集团提供从马达到驱动器,再至控制器,搭配上人机界面的自动化整合方案。针对不同行业的需求,搭配不同的自动化系统解决方案。透过东元集团的专业技术以及丰富的产业应用经验,持续不断的带给客户高速、精准的自动化产品