1. Увод

Као кључна опрема рударског транспортног система, рударска дизалица је одговорна за подизање и спуштање особља, руда, материјала итд. Безбедност, поузданост и ефикасност њеног рада директно су повезани са ефикасношћу производње рудника и безбедношћу живота и имовине особља. Са континуираним развојем модерне науке и технологије, примена технологије перманентних магнета у области рударских дизалица постепено је постала жариште истраживања.

Мотори са сталним магнетима имају многе предности као што су велика густина снаге, висока ефикасност и ниска бука. Очекује се да ће њихова примена на рударске дизалице значајно побољшати перформансе опреме, а истовремено ће донети нове могућности и изазове у погледу безбедности.

2. Примена технологије перманентних магнета у систему погона рударских дизалица

(1). Принцип рада синхроног мотора са перманентним магнетом

Синхрони мотори са перманентним магнетима раде на основу закона електромагнетне индукције. Основни принцип је да када трофазна наизменична струја прође кроз намотај статора, генерише се обртно магнетно поље, које интерагује са магнетним пољем перманентног магнета на ротору, чиме се генерише електромагнетни обртни момент који покреће мотор. Перманентни магнети на ротору обезбеђују стабилан извор магнетног поља без потребе за додатном струјом побуђивања, што чини структуру мотора релативно једноставном и побољшава ефикасност конверзије енергије. У сценаријима примене рударских дизалица, мотор мора често да мења различите радне услове као што су велико оптерећење, мала брзина и мало оптерећење, велика брзина. Синхрони мотор са перманентним магнетима може брзо да реагује захваљујући својим одличним карактеристикама обртног момента како би се осигурао несметан рад дизалице.

(2). Технолошки напредак у поређењу са традиционалним погонским системима

1. Анализа поређења ефикасности

Традиционалне рударске дизалице углавном покрећу асинхрони мотори са намотаним ротором, који имају релативно ниску ефикасност. Губици асинхроних мотора углавном укључују губитак бакра на статору, губитак бакра на ротору, губитак у гвожђу, механичке губитке и губитак услед расејања. Пошто нема струје побуђивања у синхроном мотору са перманентним магнетом, губитак бакра на ротору је готово нула, а губитак у гвожђу је такође смањен због релативно стабилних карактеристика магнетног поља. Поређењем стварних података испитивања (као што је приказано на слици 1), под различитим стопама оптерећења, ефикасност синхроног мотора са перманентним магнетом је знатно већа од ефикасности асинхроног мотора са намотаним ротором. У опсегу стопа оптерећења од 50% до 100%, ефикасност синхроног мотора са перманентним магнетом може бити око 10% до 20% већа од ефикасности асинхроног мотора са намотаним ротором, што може значајно смањити трошкове потрошње енергије за дугорочни рад рударских дизалица.

Слика 1: Крива поређења ефикасности синхроног мотора са перманентним магнетом и асинхроног мотора са намотаним ротором

2. Побољшање фактора снаге

Када асинхрони мотор са намотаним ротором ради, његов фактор снаге је обично између 0,7 и 0,85, а потребни су додатни уређаји за компензацију реактивне снаге како би се испунили захтеви мреже. Фактор снаге синхроног мотора са перманентним магнетом може бити висок и до 0,96 или више, близу 1. То је зато што магнетно поље које генерише перманентни магнет значајно смањује потражњу за реактивном снагом током рада мотора. Висок фактор снаге не само да смањује оптерећење реактивном снагом електроенергетске мреже и побољшава квалитет напајања електроенергетске мреже, већ и смањује трошкове електричне енергије рударских предузећа и смањује трошкове улагања и одржавања опреме за компензацију реактивне снаге.

(3). Утицај на безбедан рад рударских дизалица

1. Карактеристике покретања и кочења

Почетни обртни момент синхроних мотора са перманентним магнетима је гладак и прецизно контролисан. У тренутку покретања рудничке дизалице, могу се избећи проблеми попут тресења челичне сајле и повећаног хабања котурнице узрокованих прекомерним ударом обртног момента при покретању традиционалних мотора. Његова почетна струја је мала и неће изазвати велике флуктуације напона у електричној мрежи, осигуравајући нормалан рад остале електричне опреме у руднику.

Што се тиче кочења, синхрони мотори са перманентним магнетима могу се комбиновати са напредном технологијом векторске контроле како би се постигла прецизна регулација момента кочења. На пример, током фазе успоравања дизалице, контролом величине и фазе струје статора, мотор улази у стање кочења за производњу енергије, претварајући кинетичку енергију дизалице у електричну енергију и враћајући је у електричну мрежу, чиме се постиже кочење које штеди енергију. У поређењу са традиционалним методама кочења, ова метода кочења смањује хабање механичких компоненти кочнице, продужава век трајања кочионог система, смањује ризик од квара кочнице услед прегревања кочнице и побољшава безбедност и поузданост кочења дизалице.

2. Редундантност кварова и толеранција кварова

Неки синхрони мотори са перманентним магнетима користе вишефазни дизајн намотаја, као што је шестофазни синхрони мотор са перманентним магнетима. Када фазни намотај мотора откаже, преостали фазни намотаји и даље могу одржавати основни рад мотора, али ће се излазна снага сходно томе смањити. Овај дизајн редундантности квара омогућава рударској дизалици да безбедно подигне контејнер за дизање до главе бунара или дна бунара чак и у случају делимичног квара мотора, спречавајући да дизалица лебди у средини шахта због квара мотора, чиме се осигурава безбедност особља и опреме. Узимајући шестофазни синхрони мотор са перманентним магнетима као пример, под претпоставком да је један од фазних намотаја отворен, према теорији расподеле обртног момента мотора, преостали петофазни намотаји и даље могу да обезбеде око 80% номиналног обртног момента (специфична вредност је повезана са параметрима мотора), што је довољно да се одржи спор рад лифта и обезбеди безбедност.

3. Анализа стварног случаја

(1). Случајеви примене у рудницима метала

Велики метални рудник користи синхрони мотор са перманентним магнетом за покретање синхроног мотора са перманентним магнетом номиналне снаге P=3000kw. Након коришћења овог мотора, у поређењу са оригиналним асинхроним мотором са намотајем, при истом задатку дизања терета, годишња потрошња енергије је смањена за око 18%.

Праћењем и анализом података о раду мотора, ефикасност синхроних мотора са перманентним магнетима остаје на високом нивоу под различитим условима рада, посебно при средњим и високим стопама оптерећења, где је предност у ефикасности очигледнија.

(2). Случајеви примене у рудницима угља

Рудник угља је инсталирао рударску дизалицу користећи технологију перманентних магнета. Њен синхрони мотор са перманентним магнетом има снагу од 800 kW и углавном се користи за подизање и транспорт особља и угља. Због ограниченог капацитета електроенергетске мреже рудника угља, висок фактор снаге синхроног мотора са перманентним магнетом ефикасно смањује оптерећење електроенергетске мреже. Током рада није било значајних флуктуација напона електроенергетске мреже услед покретања или рада дизалице, што је обезбедило нормалан рад остале електричне опреме у руднику угља.

4. Будући тренд развоја мотора са перманентним магнетом за рударску дизалицу

(1). Истраживање и развој и примена високоперформансних перманентних магнетних материјала

Са континуираним напретком науке о материјалима, истраживање и развој нових високоперформансних перманентних магнетних материјала постао је важан правац за развој технологије перманентних магнета за рударске дизалице. На пример, очекује се да ће нова генерација материјала од ретких земних перманентних магнета постићи пробој у производу магнетне енергије, коерцитивној сили, температурној стабилности итд. Већи производ магнетне енергије омогућиће моторима са перманентним магнетима да емитују већу снагу са мањом запремином и тежином, додатно побољшавајући густину снаге рударских дизалица; боља температурна стабилност омогућиће моторима са перманентним магнетима да се прилагоде суровијим рударским окружењима, као што су дубоки рудници са високом температуром; јача коерцитивна сила ће побољшати способност перманентног магнета да се заштити од демагнетизације и побољшати поузданост и век трајања мотора.

(2). Интеграција технологије интелигентног управљања

У будућности, технологија перманентних магнета рударских дизалица биће дубоко интегрисана са интелигентном технологијом управљања. Уз помоћ вештачке интелигенције, великих података, интернета ствари и других напредних технологија, биће реализован интелигентан рад и одржавање дизалица. На пример, инсталирањем великог броја сензора на кључним компонентама мотора са перманентним магнетима и дизалица, оперативни подаци могу се прикупљати у реалном времену, а подаци се могу анализирати и обрађивати помоћу алгоритама вештачке интелигенције како би се постигло рано предвиђање и дијагностиковање кварова опреме, унапред организовали планови одржавања, смањиле стопе кварова опреме и побољшала оперативна поузданост. Истовремено, интелигентни систем управљања може аутоматски оптимизовати радне параметре мотора, као што су брзина, обртни момент итд., у складу са стварним производним потребама рудника и радним стањем дизалице, како би се постигао циљ уштеде енергије и побољшања ефикасности и побољшала ефикасност производње и економске користи рудника.

(3). Системска интеграција и модуларни дизајн

Да би се побољшала практичност и одржавање примене технологије перманентних магнета у рударским дизалицама, системска интеграција и модуларни дизајн постаће тренд развоја. Различити подсистеми као што су мотори са перманентним магнетима, кочиони системи и системи за праћење безбедности су високо интегрисани и формирају стандардизоване функционалне модуле. Приликом изградње рудника или реновирања опреме, потребно је само да одаберете одговарајуће модуле за монтажу и инсталацију у складу са стварним потребама, што значајно скраћује циклус инсталације и пуштања опреме у рад и смањује трошкове инжењерске изградње. Поред тога, модуларни дизајн олакшава одржавање и надоградњу опреме. Када модул откаже, може се брзо заменити, смањујући време застоја и побољшавајући континуитет производње рудника.

5. Техничке предности мотора са сталним магнетом компаније Anhui Mingteng

Анхуи Мингтенг Перманентно-магнетне машине и електрична опрема, д.о.о.хттпс://ввв.минтенгмотор.цом/）.основана је 2007. године. Мингтенг тренутно има више од 280 запослених, укључујући више од 50 стручних и техничких радника. Специјализован је за истраживање и развој, производњу и продају ултра-високо ефикасних синхроних мотора са перманентним магнетима. Његови производи покривају комплетан асортиман високонапонских, нисконапонских, константних фреквенција, променљивих фреквенција, конвенционалних, експлозионеотпорних, директних погона, електричних ваљака, све-у-једном машина итд. Након 17 година техничке акумулације, има могућност да развије комплетан асортиман мотора са перманентним магнетима. Његови производи обухватају различите индустрије као што су челична, цементна и рударска индустрија, и могу да задовоље потребе различитих радних услова и опреме.

Минг Тенг користи модерну теорију пројектовања мотора, професионални софтвер за пројектовање и самостално развијени програм за пројектовање мотора са перманентним магнетима како би симулирао електромагнетно поље, поље флуида, температурно поље, поље напона итд. мотора са перманентним магнетима, оптимизовао структуру магнетног кола, побољшао енергетску ефикасност мотора и решио потешкоће у замени лежајева на лицу места великих мотора са перманентним магнетима и проблем демагнетизације перманентних магнета, фундаментално осигуравајући поуздану употребу мотора са перманентним магнетима.

6. Закључак

Примена мотора са перманентним магнетима у рударским дизалицама показала је одличне перформансе у погледу безбедности и технолошког напретка. У погонском систему, висока ефикасност, висок фактор снаге и добре карактеристике обртног момента синхроних мотора са перманентним магнетима пружају солидну основу за безбедан и стабилан рад дизалице.

Кроз анализу стварног случаја, може се видети да су мотори са перманентним магнетима постигли изузетне резултате у примени рударских дизалица у различитим врстама рудника, било да се ради о смањењу потрошње енергије, смањењу трошкова одржавања или обезбеђивању безбедности особља и опреме. Гледајући у будућност, са развојем високоперформансних материјала са перманентним магнетима, интеграцијом интелигентне технологије управљања и напретком системске интеграције и модуларног дизајна, мотори са перманентним магнетима за рударске дизалице ће отворити шире перспективе развоја, дајући снажан подстицај безбедној производњи и ефикасном раду рударске индустрије. Када разматрају надоградњу технологије дизалица или куповину нове опреме, купци у рударству треба да у потпуности схвате огроман потенцијал мотора са перманентним магнетима и да разумно примењују моторе са перманентним магнетима у комбинацији са стварним условима рада, производним потребама и економском снагом својих рудника како би постигли одрживи развој рударских предузећа.

Ауторска права: Овај чланак је прештампа оригиналног линка:

хттпс://мп.веиксин.кк.цом/с/18КЗОХОкмКИ0тДнЗЦВ_хРК

Овај чланак не представља ставове наше компаније. Ако имате другачија мишљења или ставове, молимо вас да нас исправите!