Caja de elevador de minas de carbón en Vietnam -Variador de frecuencia de la serie GD5000 de INVT

Resumen
Este artículo presenta la aplicación de variador de frecuencia vectorial de cuatro cuadrantes de voltaje medio de la serie GD5000 en el elevador inclinado de la planta de minas de carbón de GUANG HANH en Vietnam. Se analiza la estrategia de control después de la transformación y se describe el efecto de la transformación de conversión de frecuencia.

Palabras Clave
GD5000, cuatro cuadrantes, variador de frecuencia vectorial de voltaje medio, elevador de minas de carbón de GUANG HANH

I.Introducción
El elevador de cabrestante de mina es la herramienta principal utilizada para enviar el tren de la vía a la posición designada para la transmisión subterránea y externa. El elevador se instala en el suelo, con la ayuda de un cable de acero para conducir el tren a lo largo del camino de la pendiente del eje. Se utiliza en la elevación de carbón de eje inclinado, elevación de personal, tansmisión de materiales, herramientas y equipos.
Los requisitos principales del elevador de mina de carbón son la aceleración y desaceleración, el proceso de operación es suave y estable y la posición de parada es precisa. Las características de trabajo son que se arranca a baja velocidad y a alto torque.

II. Análisis del sistema de control de accionamiento original
Antes de la reconstrucción de la mina de carbón GUANG HANH, se utilizó el antiguo método de resistencia en serie para realizar el control de la rotación positiva y negativa y la regulación de la velocidad. Sin embargo, existen las siguientes desventajas:

1.Mal estabilidad de la regulación de velocidad. La regulación de velocidad se ajuste a través de resistencia en serie, lo que permite que el elevador consuma la mayor parte de energía en resistencia en serie durante el arranque y la regulación de velocidad. El modo de control de resistencia en serie no puede lograr un control de velocidad suave en la regulación de velocidad, lo que conduce a un contacto duro del instrumento cuando cambia la velocidad de todo el sistema de elevación, reduciendo la vida útil del sistema y aumentando el costo de mantenimiento.
2.Baja precisión de control y pequeño ámbito de ajuste de velocidad. Al ajustar la resistencia externa del rotor para cambiar la velocidad, el modo de control de la resistencia en serie no puede alcanzar un amplio ámbito de ajuste de velocidad debido a la influencia de la resistencia. Por lo tanto, se requieren requisitos más altos para la precisión del límite y el sistema de frenado para evitar accidentes como fuera de juego.
3.No solo la pérdida de energía es alta, sino que también la fluctuación del voltaje de entrada tiene una gran influencia en la velocidad. El modo de control de resistencia en serie permite que la resistencia consuma energía para lograr el control de velocidad. Cuanto más lenta es la velocidad, más energía se desperdicia.
4.falta de estabilidad. Bajo la influencia del antiguo modo de control del sistema, el par de salida es directamente proporcional a la velocidad cuando la potencia de salida es cierta, por lo que la velocidad cambia con la carga.

Lista de parámetros de carga en sitio

Foto del proyecto de carga

III. Reforma del proyecto
Selección de variador de frecuencia

El proyecto adopta un conjunto de MVD de cuatro cuadrantes de la serie GD5000, desarrollado y producido independientemente por Shenzhen INVT Electric Co., Ltd. Para transformar el antiguo sistema de control y accionamiento, mantienen el sistema de frenos original, el controlador PLC y el nuevo MVD. El MVD es un dispositivo de regulación de velocidad de frecuencia variable de media tensión de control vectorial de cuatro cuadrantes de la tecnología de múltiples niveles en la serie de H bridge. El sistema antiguo original todavía se puede usar en la actualidad, por lo que no se desmontará temporalmente y se reservará como sistema de respaldo.

El sistema está equipado con un gabinete de derivación manual producido y desarrollado independientemente por INVT. Si el variador de frecuencia necesita mantenimiento o se produce falla, el gabinete de derivación puede realizar una derivación de frecuencia de alimentación para garantizar que la carga no se detenga.

Modo de control después de la modificación

IV. Variador de frecuencia principal

El variador de frecuencia de la serie GD5000 es un producto de ahorro de energía de alta tecnología, que adopta tecnología avanzada a niveles múltiples de unidad de potencia IGBT, tecnología de control digital y tecnología de modulación de ancho de pulso SPWM. Tiene las ventajas de alto factor de potencia, alta eficiencia, ahorro de energía, alta estabilidad, etc., y tiene la capacidad de retroalimentación de energía de potencia nominal.

Cada fase del variador de frecuencia está compuesta por cinco unidades de potencia en serie, y la Y trifásica está conectada a la salida. La salida adopta la onda SPWM superpuesta por 5 unidades de potencia de cada fase para formar una forma de onda de salida de alta calidad, que se suministra al motor para accionar el polipasto.

La comunicación de fibra óptica se adopta entre el gabinete de control, el gabinete de la unidad de potencia, el gabinete del transformador y el gabinete de derivación para evitar interferencias electromagnéticas. Lograr un aislamiento completo de alto y bajo voltaje, mejorar la seguridad.

El lado de entrada de la unidad de potencia está compuesto por partes de fusible, rectificador y filtro, y la parte del rectificador está compuesta por seis IGBT. El variador de frecuencia consta de cuatro salidas de inversor de H puente IGBT , y el motor es accionado por la serie de unidades.

Topología de la unidad de potencia

Topología del sistema de variador de frecuencia

V. Ventajas de la aplicación

Alta confiabilidad, los variadores de frecuencia de la serie GD5000 de INVT tienen funciones de protección perfectas contra sobrecorriente, sobrevoltaje, sobrecarga, bloqueo y otras funciones de protección.

La corriente de arranque pequeña es pequeña. La corriente de impacto en el proceso de arranque y aceleración es pequeña, y la corriente de arranque máxima en el proceso de aceleración no excede 1,9 veces la corriente nominal. El elevador aumenta de la velocidad baja a la velocidad más alta bajo la sobrecarga, y no hay una gran corriente en el proceso, lo que reduce en gran medida la interferencia de la carga en la red eléctrica.

Amplio ámbito de regulación de velocidad, el sistema de variador de frecuencia pertenece a la regulación de velocidad continua, el control del motor en el proceso de aceleración y desaceleración es estable, la regulación de velocidad es suave. El espacio de ahorro de energía es grande. Como un tipo de variador de fecuencia en la elevación, el problema fundamental del variador de fecuencia de cuatro cuadrantes de la serie INVT GD5000 es tratar con la energía de retroalimentación. Debido a que la carga está bajando el peso, se puede realizar la desaceleración rápida y la parada de emergencia, de modo que el motor genera fuerza electromotriz regenerada, habrá una mayor energía de regreso al variador de fecuencia. El variador de fecuencia utiliza la unidad de potencia de retroalimentación de energía, que puede enviar la energía de regreso a la red eléctrica para lograr un efecto de ahorro de energía. Y la salida variador de fecuencia lineal, regulación de voltaje directo, regulación de frecuencia, regulación de velocidad, ahorra el consumo de energía de resistencia del rotor del sistema.

La eficiencia de producción es alta, la estabilidad del variador de fecuencia de la serie GD5000 es alta y la velocidad no cambia con el cambio de la carga, lo que garantiza que la carga no afecte la eficiencia del elevador. El variador de fecuencia puede controlar el motor para que funcione de manera estable a una velocidad, velocidad, posición, señal de elevación, el orden principal y otros enlaces periféricos dados. Se puede lograr el control automático.

Soportar función de conmutación de conversión de frecuencia y frecuencia de potencia y la conmutación de conversión de frecuencia de potencia. Cuando se produce la falla de variador de fecuencia o se necesita mantener, se puede cambiar al modo de operación de frecuencia de potencia. La frecuencia de potencia puede usar el sistema anterior para impulsar la operación, no retrasar la producción.

Fotos del variador de frecuencia en funcionamiento

VI. Cierre de cortesía

La práctica ha demostrado que el elevador en la mina de carbón funciona bien después de la transformación técnica del variador de fecuencia, se reduce el consumo de energía del elevador, se aumenta la capacidad de elevación del elevador y también mejora el factor de potencia de la red eléctrica. Los hechos han demostrado que el variador de fecuencia de voltaje mediotiene una función superior del producto, en la industria del carbón en la aplicación de transformación de ahorro de energía puede crear enormes beneficios económicos, en el ahorro de energía y la protección del medio ambiente ha jugado un papel importante. Puede reemplazar completamente el modo de control tradicional y tiene un valor de promoción muy alto.

Referencia:
[1] GD5000 Series Medium voltage Variable Frequency Speed Control System Manual.    Shenzhen INVT Electric CO., LTD.