1. Introduktion

Som det centrale kerneudstyr i minetransportsystemet er minehejsen ansvarlig for at løfte og sænke personale, malm, materialer osv. Sikkerheden, pålideligheden og effektiviteten af ​​dens drift er direkte relateret til minens produktionseffektivitet og personalets sikkerhed for liv og ejendom. Med den kontinuerlige udvikling af moderne videnskab og teknologi er anvendelsen af ​​permanentmagnetteknologi inden for minehejs gradvist blevet et forskningsfokus.

Permanente magnetmotorer har mange fordele, såsom høj effekttæthed, høj effektivitet og lav støj. Anvendelsen af ​​dem på minehejs forventes at forbedre udstyrets ydeevne betydeligt, samtidig med at det medfører nye muligheder og udfordringer med hensyn til sikkerhedssikring.

2. Anvendelse af permanentmagnetteknologi i minehejsesystemer

(1). Funktionsprincip for permanentmagnetsynkronmotor

Permanentmagnetsynkronmotorer fungerer baseret på loven om elektromagnetisk induktion. Kerneprincippet er, at når trefaset vekselstrøm føres gennem statorviklingen, genereres et roterende magnetfelt, som interagerer med magnetfeltet fra permanentmagneten på rotoren og derved genererer et elektromagnetisk drejningsmoment, der driver motoren til at rotere. Permanentmagneterne på rotoren giver en stabil magnetfeltkilde uden behov for yderligere excitationsstrøm, hvilket gør motorstrukturen relativt enkel og forbedrer energiomdannelseseffektiviteten. I minehejseapplikationer skal motoren ofte skifte mellem forskellige driftsforhold, såsom tung belastning, lav hastighed og let belastning, høj hastighed. Permanentmagnetsynkronmotoren kan reagere hurtigt med sine fremragende drejningsmomentegenskaber for at sikre en problemfri drift af hejsen.

(2). Teknologiske fremskridt sammenlignet med traditionelle drivsystemer

1. Effektivitetssammenligningsanalyse

Traditionelle minehejseværker drives for det meste af asynkronmotorer med viklede rotorer, som har relativt lav effektivitet. Tabene fra asynkronmotorer omfatter primært statorkobbertab, rotorkobbertab, jerntab, mekanisk tab og spredtab. Da der ikke er nogen excitationsstrøm i den permanentmagnetiske synkronmotor, er dens rotorkobbertab næsten nul, og jerntabet reduceres også på grund af de relativt stabile magnetfeltegenskaber. Ved at sammenligne faktiske testdata (som vist i figur 1) er effektiviteten af ​​den permanentmagnetiske synkronmotor under forskellige belastningshastigheder betydeligt højere end den asynkronmotor med viklede rotorer. I belastningsområdet 50% - 100% kan effektiviteten af ​​en permanentmagnetisk synkronmotor være omkring 10% - 20% højere end den asynkronmotor med viklede rotorer, hvilket kan reducere energiforbrugsomkostningerne betydeligt ved langvarig drift af minehejseværker.

Figur 1: Effektivitetssammenligningskurve for permanentmagnetsynkronmotor og asynkronmotor med viklet rotor

2. Forbedring af effektfaktoren

Når en asynkronmotor med viklet rotor kører, er dens effektfaktor normalt mellem 0,7 og 0,85, og yderligere reaktive effektkompensationsenheder er nødvendige for at opfylde elnettets krav. Effektfaktoren for en synkronmotor med permanent magnet kan være så høj som 0,96 eller derover, tæt på 1. Dette skyldes, at det magnetfelt, der genereres af permanentmagneten, i høj grad reducerer behovet for reaktiv effekt under motorens drift. En høj effektfaktor reducerer ikke kun elnettets reaktive effektbelastning og forbedrer elnettets strømkvalitet, men reducerer også minedriftsvirksomhedernes elomkostninger og reducerer investerings- og vedligeholdelsesomkostningerne for reaktivt kompensationsudstyr.

(3). Indvirkning på sikker drift af minehejs

1. Start- og bremseegenskaber

Startmomentet for permanentmagnetsynkronmotorer er jævnt og præcist kontrollerbart. I det øjeblik, minehejset startes, kan det undgå problemer som rystelser i wiren og øget slid på skiven forårsaget af for store momentpåvirkninger, når traditionelle motorer startes. Startstrømmen er lille og vil ikke forårsage store spændingsudsving i elnettet, hvilket sikrer normal drift af andet elektrisk udstyr i minen.

Med hensyn til bremsning kan permanentmagnetsynkronmotorer kombineres med avanceret vektorstyringsteknologi for at opnå præcis regulering af bremsemomentet. For eksempel, under taljens decelerationsfase, ved at styre størrelsen og fasen af ​​statorstrømmen, går motoren ind i en strømgenererende bremsetilstand, hvorved taljens kinetiske energi omdannes til elektrisk energi og føres tilbage til elnettet, hvilket opnår energibesparende bremsning. Sammenlignet med traditionelle bremsemetoder reducerer denne bremsemetode sliddet på mekaniske bremsekomponenter, forlænger bremsesystemets levetid, reducerer risikoen for bremsefejl på grund af overophedning af bremsen og forbedrer sikkerheden og pålideligheden af ​​taljebremsningen.

2. Fejlredundans og fejltolerance

Nogle permanentmagnetsynkronmotorer bruger et flerfaset viklingsdesign, såsom en seksfaset permanentmagnetsynkronmotor. Når en fasevikling på en motor svigter, kan de resterende faseviklinger stadig opretholde motorens grundlæggende drift, men udgangseffekten reduceres tilsvarende. Dette fejlredundansdesign gør det muligt for minehejsen at løfte hejsebeholderen sikkert til brøndhovedet eller brøndbunden, selv i tilfælde af delvis motorfejl, hvilket forhindrer hejsen i at svæve midt i skaftet på grund af motorfejl, hvilket sikrer personalets og udstyrets sikkerhed. Hvis vi tager en seksfaset permanentmagnetsynkronmotor som eksempel, og antager at en af ​​faseviklingerne er åben, kan de resterende femfasede viklinger ifølge motorens momentfordelingsteori stadig yde ca. 80 % af det nominelle drejningsmoment (den specifikke værdi er relateret til motorparametrene), hvilket er nok til at opretholde elevatorens langsomme drift og sikre sikkerheden.

3. Analyse af den faktiske sag

(1). Anvendelseseksempler i metalminer

En stor metalmine bruger en permanentmagnetsynkronmotor til at drive den permanentmagnetsynkronmotor med en nominel effekt på P=3000 kW. Efter brug af denne motor reduceres det årlige strømforbrug med ca. 18 % sammenlignet med den originalt viklede asynkronmotor under samme løfteopgave.

Gennem overvågning og analyse af motorens driftsdata forbliver effektiviteten af ​​permanentmagnetsynkronmotorer på et højt niveau under forskellige driftsforhold, især ved mellemstore og høje belastningshastigheder, hvor effektivitetsfordelen er mere tydelig.

(2). Anvendelsessager vedrørende kulminer

En kulmine installerede en minehejs ved hjælp af permanentmagnetteknologi. Dens permanentmagnetsynkronmotor har en effekt på 800 kW og bruges primært til at løfte og transportere personale og kul. På grund af kulminens begrænsede kapacitet i elnettet reducerer den permanentmagnetsynkronmotors høje effektfaktor effektivt belastningen af ​​elnettet. Under drift var der ingen væsentlige udsving i elnettets spænding på grund af hejsens opstart eller drift, hvilket sikrede normal drift af andet elektrisk udstyr i kulminen.

4. Fremtidig udviklingstendens for permanentmagnetmotor til minehejs

(1). Forskning, udvikling og anvendelse af højtydende permanente magnetiske materialer

Med den kontinuerlige udvikling inden for materialevidenskab er forskning og udvikling af nye højtydende permanentmagnetiske materialer blevet en vigtig retning for udviklingen af ​​permanentmagnetisk teknologi til minehejs. For eksempel forventes den nye generation af permanentmagnetmaterialer af sjældne jordarter at opnå gennembrud inden for magnetisk energiprodukt, tvangskraft, temperaturstabilitet osv. Højere magnetisk energiprodukt vil gøre det muligt for permanentmagnetmotorer at yde større effekt med mindre volumen og vægt, hvilket yderligere forbedrer effekttætheden af ​​minehejs; bedre temperaturstabilitet vil gøre det muligt for permanentmagnetmotorer at tilpasse sig barske minemiljøer, såsom dybe miner med høj temperatur; stærkere tvangskraft vil forbedre permanentmagnetens anti-afmagnetiseringsevne og forbedre motorens pålidelighed og levetid.

(2). Integration af intelligent styringsteknologi

I fremtiden vil permanentmagnetteknologien i minehejse blive dybt integreret med intelligent styringsteknologi. Ved hjælp af kunstig intelligens, big data, Internet of Things og andre avancerede teknologier vil intelligent drift og vedligeholdelse af hejse blive realiseret. For eksempel kan driftsdata indsamles i realtid ved at installere et stort antal sensorer på nøglekomponenter i permanentmagnetmotorer og hejse, og dataene kan analyseres og behandles ved hjælp af kunstig intelligens-algoritmer for at opnå tidlig forudsigelse og diagnose af udstyrsfejl, udarbejde vedligeholdelsesplaner på forhånd, reducere udstyrsfejlrater og forbedre driftssikkerheden. Samtidig kan det intelligente styringssystem automatisk optimere motorens driftsparametre, såsom hastighed, drejningsmoment osv., i henhold til minens faktiske produktionsbehov og hejsens driftsstatus for at nå målet om energibesparelser og effektivitetsforbedring og forbedre minens produktionseffektivitet og økonomiske fordele.

(3). Systemintegration og modulært design

For at forbedre bekvemmeligheden og vedligeholdelsen af ​​anvendelsen af ​​permanentmagnetteknologi i minehejse vil systemintegration og modulært design blive udviklingstendensen. De forskellige delsystemer såsom permanentmagnetmotorer, bremsesystemer og sikkerhedsovervågningssystemer er stærkt integrerede for at danne standardiserede funktionelle moduler. Når man bygger en mine eller renoverer udstyr, behøver man kun at vælge de passende moduler til montering og installation i henhold til de faktiske behov, hvilket forkorter udstyrets installations- og idriftsættelsescyklus betydeligt og reducerer de tekniske byggeomkostninger. Derudover letter det modulære design vedligeholdelse og opgraderinger af udstyret. Når et modul svigter, kan det hurtigt udskiftes, hvilket reducerer nedetid og forbedrer minens produktionskontinuitet.

5. Tekniske fordele ved Anhui Mingteng permanentmagnetmotor

Anhui Mingteng Permanent-Magnetisk Maskiner & Elektrisk Udstyr Co., Ltd.https://www.mingtengmotor.com/）.blev etableret i 2007. Mingteng har i øjeblikket mere end 280 ansatte, herunder mere end 50 professionelle og tekniske medarbejdere. Virksomheden er specialiseret i forskning og udvikling, produktion og salg af ultrahøjeffektive synkronmotorer med permanent magnet. Virksomhedens produkter dækker et komplet udvalg af højspændings-, lavspændings-, konstantfrekvens-, variabelfrekvens-, konventionelle, eksplosionssikre, direkte drevne, elektriske tromler, alt-i-en-maskiner osv. Efter 17 års teknisk akkumulering har virksomheden evnen til at udvikle et komplet udvalg af permanentmagnetmotorer. Virksomhedens produkter omfatter forskellige industrier såsom stål, cement og minedrift og kan opfylde behovene i forskellige arbejdsforhold og udstyr.

Ming Teng bruger moderne motordesignteori, professionel designsoftware og et selvudviklet designprogram til permanentmagnetmotorer til at simulere det elektromagnetiske felt, væskefeltet, temperaturfeltet, spændingsfeltet osv. i permanentmagnetmotorer, optimere den magnetiske kredsløbsstruktur, forbedre motorens energieffektivitet og løse vanskelighederne ved udskiftning af lejer på stedet i store permanentmagnetmotorer og problemet med permanentmagnetafmagnetisering, hvilket fundamentalt sikrer pålidelig brug af permanentmagnetmotorer.

6. Konklusion

Anvendelsen af ​​permanentmagnetmotorer i minehejse har vist fremragende ydeevne med hensyn til sikkerhed og teknologiske fremskridt. I drivsystemet giver den høje effektivitet, høje effektfaktor og gode momentegenskaber ved permanentmagnetsynkronmotorer et solidt fundament for sikker og stabil drift af hejsen.

Gennem en analyse af faktiske cases kan det ses, at permanentmagnetmotorer har opnået bemærkelsesværdige resultater i anvendelsen af ​​minehejs i forskellige typer miner, hvad enten det drejer sig om at reducere energiforbruget, reducere vedligeholdelsesomkostninger eller sikre personalets og udstyrs sikkerhed. Med et blik fremad, med udviklingen af ​​højtydende permanentmagnetmaterialer, integrationen af ​​intelligent styringsteknologi og fremskridt inden for systemintegration og modulært design, vil permanentmagnetmotorer til minehejs indlede et bredere udviklingsperspektiv og give stærk drivkraft til sikker produktion og effektiv drift af mineindustrien. Når minekunder overvejer at opgradere hejseteknologi eller købe nyt udstyr, bør de fuldt ud realisere det enorme potentiale ved permanentmagnetmotorer og anvende permanentmagnetmotorer på en rimelig måde i kombination med de faktiske arbejdsforhold, produktionsbehov og økonomiske styrke i deres egne miner for at opnå en bæredygtig udvikling af minedriftsvirksomheder.

Ophavsret: Denne artikel er en genoptrykning af det originale link:

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

Denne artikel repræsenterer ikke vores virksomheds synspunkter. Hvis du har andre meninger eller synspunkter, bedes du rette os!