1.บทนำ
เนื่องจากเป็นอุปกรณ์หลักที่สำคัญของระบบขนส่งเหมือง เครื่องยกเหมืองจึงมีหน้าที่ในการยกและลดบุคลากร แร่ วัสดุ ฯลฯ ความปลอดภัย ความน่าเชื่อถือ และประสิทธิภาพการทำงานเกี่ยวข้องโดยตรงกับประสิทธิภาพการผลิตของเหมือง และความปลอดภัยในชีวิตและทรัพย์สินของบุคลากร ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสมัยใหม่ การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีแม่เหล็กถาวรในสาขาเครื่องยกเหมืองจึงค่อยๆ กลายเป็นจุดศูนย์กลางของการวิจัย
มอเตอร์แม่เหล็กถาวรมีข้อดีมากมาย เช่น ความหนาแน่นของพลังงานสูง ประสิทธิภาพสูง และเสียงรบกวนต่ำ คาดว่าการนำไปใช้กับเครื่องยกของในเหมืองจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์ได้อย่างมาก ขณะเดียวกันก็นำมาซึ่งโอกาสและความท้าทายใหม่ๆ ในแง่ของการรับประกันความปลอดภัย
2. การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีแม่เหล็กถาวรในระบบขับเคลื่อนรอกเหมือง
(1) หลักการทำงานของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร
มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรทำงานตามกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า หลักการสำคัญคือเมื่อกระแสไฟฟ้าสลับสามเฟสผ่านขดลวดสเตเตอร์ จะเกิดสนามแม่เหล็กหมุนขึ้น ซึ่งจะโต้ตอบกับสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรบนโรเตอร์ จึงสร้างแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ให้หมุน แม่เหล็กถาวรบนโรเตอร์ให้แหล่งแม่เหล็กที่เสถียรโดยไม่ต้องใช้กระแสกระตุ้นเพิ่มเติม ซึ่งทำให้โครงสร้างมอเตอร์ค่อนข้างเรียบง่ายและปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน ในสถานการณ์การใช้งานรอกเหมือง มอเตอร์ต้องสลับไปมาระหว่างสภาวะการทำงานต่างๆ บ่อยครั้ง เช่น โหลดหนัก ความเร็วต่ำ และโหลดเบา ความเร็วสูง มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรสามารถตอบสนองได้อย่างรวดเร็วด้วยลักษณะแรงบิดที่ยอดเยี่ยมเพื่อให้แน่ใจว่ารอกทำงานได้อย่างราบรื่น
(2) ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเมื่อเทียบกับระบบขับเคลื่อนแบบดั้งเดิม
1. การวิเคราะห์เปรียบเทียบประสิทธิภาพ
ภาษาไทยเครื่องยกเหมืองแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสโรเตอร์พันแผลซึ่งมีประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำ การสูญเสียของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสส่วนใหญ่รวมถึงการสูญเสียทองแดงสเตเตอร์ การสูญเสียทองแดงโรเตอร์ การสูญเสียเหล็ก การสูญเสียทางกล และการสูญเสียหลงทาง เนื่องจากไม่มีกระแสกระตุ้นในมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร การสูญเสียทองแดงโรเตอร์จึงแทบจะเป็นศูนย์ และการสูญเสียเหล็กก็ลดลงเช่นกันเนื่องจากลักษณะของสนามแม่เหล็กที่ค่อนข้างเสถียร จากการเปรียบเทียบข้อมูลการทดสอบจริง (ดังที่แสดงในรูปที่ 1) ภายใต้อัตราการโหลดที่แตกต่างกัน ประสิทธิภาพของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรจะสูงกว่ามอเตอร์แบบอะซิงโครนัสโรเตอร์พันแผลอย่างมีนัยสำคัญ ในช่วงอัตราการโหลด 50% - 100% ประสิทธิภาพของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรอาจสูงกว่ามอเตอร์แบบอะซิงโครนัสโรเตอร์พันแผลประมาณ 10% - 20% ซึ่งสามารถลดต้นทุนการใช้พลังงานสำหรับการทำงานระยะยาวของเครื่องยกเหมืองได้อย่างมาก
รูปที่ 1: กราฟเปรียบเทียบประสิทธิภาพของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรและมอเตอร์อะซิงโครนัสโรเตอร์แบบพันแผล
2. การปรับปรุงปัจจัยกำลัง
เมื่อมอเตอร์อะซิงโครนัสโรเตอร์แบบพันขดลวดทำงาน ค่าตัวประกอบกำลังมักจะอยู่ระหว่าง 0.7 ถึง 0.85 และต้องมีอุปกรณ์ชดเชยกำลังปฏิกิริยาเพิ่มเติมเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของกริด ค่าตัวประกอบกำลังของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรอาจสูงถึง 0.96 หรือสูงกว่านั้น ซึ่งใกล้เคียงกับ 1 เนื่องจากสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยแม่เหล็กถาวรช่วยลดความต้องการกำลังปฏิกิริยาในระหว่างการทำงานของมอเตอร์ได้อย่างมาก ค่าตัวประกอบกำลังที่สูงไม่เพียงแต่ช่วยลดภาระกำลังปฏิกิริยาของกริดไฟฟ้าและปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้าของกริดไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังช่วยลดต้นทุนไฟฟ้าของบริษัทเหมืองแร่และลดต้นทุนการลงทุนและบำรุงรักษาอุปกรณ์ชดเชยปฏิกิริยาอีกด้วย
(3) ผลกระทบต่อการดำเนินงานที่ปลอดภัยของเครื่องยกทุ่นระเบิด
1.ลักษณะการสตาร์ทและการเบรก
แรงบิดเริ่มต้นของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรนั้นราบรื่นและควบคุมได้อย่างแม่นยำ เมื่อเริ่มต้นการยกของในเหมือง มอเตอร์นี้สามารถหลีกเลี่ยงปัญหาต่างๆ เช่น การสั่นของลวดสลิงและการสึกหรอที่เพิ่มขึ้นของรอกที่เกิดจากแรงบิดที่มากเกินไปเมื่อสตาร์ทมอเตอร์แบบดั้งเดิม กระแสเริ่มต้นนั้นมีขนาดเล็กและจะไม่ทำให้แรงดันไฟฟ้าผันผวนมากในโครงข่ายไฟฟ้า ทำให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ ในเหมืองจะทำงานได้ตามปกติ
ในแง่ของการเบรก มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรสามารถรวมเข้ากับเทคโนโลยีการควบคุมเวกเตอร์ขั้นสูงเพื่อให้ได้การควบคุมแรงบิดในการเบรกที่แม่นยำ ตัวอย่างเช่น ในระยะการลดความเร็วของรอก โดยการควบคุมขนาดและเฟสของกระแสสเตเตอร์ มอเตอร์จะเข้าสู่สถานะการเบรกเพื่อผลิตพลังงาน โดยแปลงพลังงานจลน์ของรอกเป็นพลังงานไฟฟ้าและป้อนกลับไปยังกริดไฟฟ้า ทำให้การเบรกประหยัดพลังงาน เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการเบรกแบบเดิม วิธีการเบรกนี้จะช่วยลดการสึกหรอของชิ้นส่วนเบรกเชิงกล ยืดอายุการใช้งานของระบบเบรก ลดความเสี่ยงของความล้มเหลวของเบรกเนื่องจากเบรกร้อนเกินไป และปรับปรุงความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของการเบรกรอก
2. ความซ้ำซ้อนของข้อผิดพลาดและการทนต่อข้อผิดพลาด
มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรบางตัวใช้การออกแบบขดลวดหลายเฟส เช่น มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรหกเฟส เมื่อขดลวดเฟสหนึ่งของมอเตอร์ล้มเหลว ขดลวดเฟสที่เหลือยังคงสามารถรักษาการทำงานพื้นฐานของมอเตอร์ได้ แต่กำลังส่งออกจะลดลงตามไปด้วย การออกแบบแบบซ้ำซ้อนของข้อผิดพลาดนี้ทำให้เครื่องยกเหมืองสามารถยกคอนเทนเนอร์การยกไปที่หัวบ่อหรือก้นบ่อได้อย่างปลอดภัย แม้ว่ามอเตอร์จะขัดข้องบางส่วนก็ตาม โดยหลีกเลี่ยงไม่ให้เครื่องยกลอยอยู่ตรงกลางเพลาเนื่องจากมอเตอร์ขัดข้อง จึงรับประกันความปลอดภัยของบุคลากรและอุปกรณ์ได้ โดยใช้มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรหกเฟสเป็นตัวอย่าง โดยถือว่าขดลวดเฟสหนึ่งเปิดอยู่ ตามทฤษฎีการกระจายแรงบิดของมอเตอร์ ขดลวดห้าเฟสที่เหลือยังคงให้แรงบิดที่กำหนดได้ประมาณ 80% (ค่าเฉพาะนั้นเกี่ยวข้องกับพารามิเตอร์ของมอเตอร์) ซึ่งเพียงพอที่จะรักษาการทำงานช้าของลิฟต์และรับประกันความปลอดภัย
3. การวิเคราะห์กรณีจริง
(1). กรณีการใช้งานในเหมืองแร่โลหะ
เหมืองโลหะขนาดใหญ่แห่งหนึ่งใช้มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรเพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรที่มีกำลังไฟฟ้าพิกัด P=3000 กิโลวัตต์ หลังจากใช้มอเตอร์นี้ เมื่อเปรียบเทียบกับมอเตอร์อะซิงโครนัสแบบพันขดลวดเดิม ภายใต้ภาระงานยกเดียวกัน การใช้พลังงานประจำปีลดลงประมาณ 18%
จากการตรวจสอบและวิเคราะห์ข้อมูลการทำงานของมอเตอร์ ประสิทธิภาพของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรยังคงอยู่ในระดับสูงภายใต้สภาวะการทำงานที่แตกต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อัตราโหลดปานกลางและสูง ซึ่งข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพนั้นชัดเจนยิ่งขึ้น
(2) กรณีสมัครเหมืองถ่านหิน
เหมืองถ่านหินได้ติดตั้งรอกเหมืองโดยใช้เทคโนโลยีแม่เหล็กถาวร มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรมีกำลัง 800 กิโลวัตต์ และใช้เป็นหลักในการยกและขนส่งบุคลากรและถ่านหิน เนื่องจากโครงข่ายไฟฟ้าเหมืองถ่านหินมีกำลังจำกัด มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรที่มีกำลังสูงจึงช่วยลดภาระของโครงข่ายไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในระหว่างการทำงาน แรงดันไฟฟ้าของโครงข่ายไฟฟ้าจะไม่ผันผวนอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากการสตาร์ทหรือการทำงานของรอก ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ ในเหมืองถ่านหินจะทำงานได้ตามปกติ
4.แนวโน้มการพัฒนาในอนาคตของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรสำหรับรอกเหมือง
(1) การวิจัยและพัฒนาและการประยุกต์ใช้ของวัสดุแม่เหล็กถาวรประสิทธิภาพสูง
ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของวิทยาศาสตร์วัสดุ การวิจัยและพัฒนาของวัสดุแม่เหล็กถาวรประสิทธิภาพสูงใหม่ได้กลายเป็นทิศทางสำคัญสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีแม่เหล็กถาวรสำหรับเครื่องยกในเหมือง ตัวอย่างเช่น คาดว่าวัสดุแม่เหล็กถาวรธาตุหายากรุ่นใหม่จะบรรลุความก้าวหน้าในผลิตภัณฑ์พลังงานแม่เหล็ก แรงบังคับ ความเสถียรของอุณหภูมิ ฯลฯ ผลิตภัณฑ์พลังงานแม่เหล็กที่สูงขึ้นจะทำให้มอเตอร์แม่เหล็กถาวรสามารถส่งพลังงานที่มากขึ้นด้วยปริมาตรและน้ำหนักที่น้อยลง ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานของเครื่องยกในเหมืองต่อไปอีก ความเสถียรของอุณหภูมิที่ดีขึ้นจะทำให้มอเตอร์แม่เหล็กถาวรสามารถปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมเหมืองที่รุนแรงกว่าได้ เช่น เหมืองลึกที่มีอุณหภูมิสูง แรงบังคับที่มากขึ้นจะช่วยเพิ่มความสามารถในการต่อต้านการขจัดแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวร และปรับปรุงความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานของมอเตอร์
(2). การบูรณาการเทคโนโลยีการควบคุมอัจฉริยะ
ในอนาคตเทคโนโลยีแม่เหล็กถาวรของรอกเหมืองจะบูรณาการอย่างลึกซึ้งกับเทคโนโลยีการควบคุมอัจฉริยะ ด้วยความช่วยเหลือของปัญญาประดิษฐ์ข้อมูลขนาดใหญ่อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งและเทคโนโลยีขั้นสูงอื่น ๆ การทำงานและการบำรุงรักษารอกอัจฉริยะจะเกิดขึ้นจริง ตัวอย่างเช่น การติดตั้งเซ็นเซอร์จำนวนมากบนส่วนประกอบสำคัญของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรและรอกสามารถรวบรวมข้อมูลการทำงานแบบเรียลไทม์ และสามารถวิเคราะห์และประมวลผลข้อมูลโดยใช้อัลกอริทึมปัญญาประดิษฐ์เพื่อคาดการณ์และวินิจฉัยความล้มเหลวของอุปกรณ์ในระยะเริ่มต้น จัดเตรียมแผนการบำรุงรักษาล่วงหน้า ลดอัตราความล้มเหลวของอุปกรณ์ และปรับปรุงความน่าเชื่อถือในการดำเนินงาน ในเวลาเดียวกัน ระบบควบคุมอัจฉริยะสามารถปรับพารามิเตอร์การทำงานของมอเตอร์ เช่น ความเร็ว แรงบิด ฯลฯ โดยอัตโนมัติตามความต้องการในการผลิตจริงของเหมืองและสถานะการทำงานของรอก เพื่อบรรลุเป้าหมายในการประหยัดพลังงานและการปรับปรุงประสิทธิภาพ และปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตและประโยชน์ทางเศรษฐกิจของเหมือง
(3). การรวมระบบและการออกแบบโมดูลาร์
เพื่อปรับปรุงความสะดวกและความสามารถในการบำรุงรักษาของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีแม่เหล็กถาวรในเครื่องยกเหมือง การรวมระบบและการออกแบบแบบแยกส่วนจะกลายเป็นแนวโน้มการพัฒนา ระบบย่อยต่างๆ เช่น มอเตอร์แม่เหล็กถาวร ระบบเบรก และระบบตรวจสอบความปลอดภัยมีการบูรณาการกันอย่างสูงเพื่อสร้างโมดูลการทำงานมาตรฐาน เมื่อสร้างเหมืองหรือปรับปรุงอุปกรณ์ คุณเพียงแค่ต้องเลือกโมดูลที่เหมาะสมสำหรับการประกอบและติดตั้งตามความต้องการจริง ซึ่งช่วยลดระยะเวลาในการติดตั้งอุปกรณ์และรอบการทดสอบระบบลงอย่างมาก และลดต้นทุนการก่อสร้างทางวิศวกรรม นอกจากนี้ การออกแบบแบบแยกส่วนยังอำนวยความสะดวกในการบำรุงรักษาและอัปเกรดอุปกรณ์ เมื่อโมดูลล้มเหลว ก็สามารถเปลี่ยนได้อย่างรวดเร็ว ลดเวลาหยุดทำงานและปรับปรุงความต่อเนื่องของการผลิตในเหมือง
5.ข้อได้เปรียบทางเทคนิคของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร Anhui Mingteng
บริษัท อานฮุยหมิงเต็ง เครื่องจักรแม่เหล็กถาวรและอุปกรณ์ไฟฟ้า จำกัดhttps://www.mingtengmotor.com/) ก่อตั้งขึ้นในปี 2550 ปัจจุบัน Mingteng มีพนักงานมากกว่า 280 คน รวมถึงบุคลากรระดับมืออาชีพและเทคนิคมากกว่า 50 คน บริษัทมีความเชี่ยวชาญด้านการวิจัยและพัฒนา การผลิต และการขายมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรประสิทธิภาพสูงพิเศษ ผลิตภัณฑ์ของบริษัทครอบคลุมกลุ่มผลิตภัณฑ์ของแรงดันไฟฟ้าสูง แรงดันไฟฟ้าต่ำ ความถี่คงที่ ความถี่แปรผัน ทั่วไป ป้องกันการระเบิด ไดรฟ์ตรง ลูกกลิ้งไฟฟ้า เครื่องจักรแบบครบวงจร ฯลฯ หลังจากสะสมทางเทคนิคมา 17 ปี บริษัทมีความสามารถในการพัฒนามอเตอร์แม่เหล็กถาวรได้เต็มรูปแบบ ผลิตภัณฑ์ของบริษัทครอบคลุมอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น เหล็ก ซีเมนต์ และเหมืองแร่ และสามารถตอบสนองความต้องการในสภาพการทำงานและอุปกรณ์ต่างๆ ได้
Ming Teng ใช้ทฤษฎีการออกแบบมอเตอร์ที่ทันสมัย ซอฟต์แวร์ออกแบบระดับมืออาชีพ และโปรแกรมออกแบบมอเตอร์แม่เหล็กถาวรที่พัฒนาขึ้นเอง เพื่อจำลองสนามแม่เหล็กไฟฟ้า สนามของไหล สนามอุณหภูมิ สนามความเค้น ฯลฯ ของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร ปรับโครงสร้างวงจรแม่เหล็กให้เหมาะสม ปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของมอเตอร์ และแก้ปัญหาความยุ่งยากในการเปลี่ยนตลับลูกปืนในสถานที่ของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรขนาดใหญ่ และปัญหาของการล้างอำนาจแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวร โดยรับประกันการใช้งานมอเตอร์แม่เหล็กถาวรที่เชื่อถือได้โดยพื้นฐาน
6. บทสรุป
การประยุกต์ใช้มอเตอร์แม่เหล็กถาวรในเครื่องยกของเหมืองได้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในแง่ของความปลอดภัยและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี ในระบบขับเคลื่อน ประสิทธิภาพสูง ปัจจัยกำลังสูง และลักษณะแรงบิดที่ดีของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรสร้างรากฐานที่มั่นคงสำหรับการทำงานของเครื่องยกที่ปลอดภัยและเสถียร
จากการวิเคราะห์กรณีศึกษาจริง จะเห็นได้ว่ามอเตอร์แม่เหล็กถาวรประสบความสำเร็จอย่างโดดเด่นในการใช้งานรอกเหมืองในเหมืองประเภทต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นการลดการใช้พลังงาน ลดต้นทุนการบำรุงรักษา หรือการรับรองความปลอดภัยของบุคลากรและอุปกรณ์ เมื่อมองไปในอนาคต ด้วยการพัฒนาของวัสดุแม่เหล็กถาวรประสิทธิภาพสูง การผสานรวมเทคโนโลยีการควบคุมอัจฉริยะ และความก้าวหน้าของการผสานรวมระบบและการออกแบบแบบแยกส่วน มอเตอร์แม่เหล็กถาวรสำหรับรอกเหมืองจะนำไปสู่แนวโน้มการพัฒนาที่กว้างขึ้น กระตุ้นการผลิตที่ปลอดภัยและการดำเนินงานที่มีประสิทธิภาพของอุตสาหกรรมเหมืองแร่ เมื่อพิจารณาอัปเกรดเทคโนโลยีรอกหรือซื้ออุปกรณ์ใหม่ ลูกค้าในอุตสาหกรรมเหมืองแร่ควรตระหนักถึงศักยภาพมหาศาลของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรอย่างเต็มที่ และใช้มอเตอร์แม่เหล็กถาวรอย่างเหมาะสมควบคู่ไปกับสภาพการทำงานจริง ความต้องการในการผลิต และความแข็งแกร่งทางเศรษฐกิจของเหมืองของตนเองเพื่อให้บรรลุการพัฒนาที่ยั่งยืนของบริษัทเหมืองแร่
ลิขสิทธิ์: บทความนี้เป็นการพิมพ์ซ้ำจากลิงค์ต้นฉบับ:
ภาษาไทย: https://mp.weixin.qq.com/s/18QZOHOqmQI0tDnZCW_hRQ
บทความนี้ไม่ถือเป็นความคิดเห็นของบริษัทเรา หากคุณมีความคิดเห็นหรือมุมมองที่แตกต่าง โปรดแจ้งให้เราทราบเพื่อแก้ไข!
เวลาโพสต์: 27-12-2024