افزایش طول عمر دستگاه سنگ‌شکن و مصرف بهینه برق با کنترل‌دور هیمل

در
دسته بندی ها: تازه‌ها, راه‌اندازی

1- بیان مسئله

در فرآوری مواد معدنی و تهیه سیمان، کیفیت مواد اولیه و تولید مواد بدون وقفه ضروری است. جهت دستیابی به اندازه صحیح ذرات سنگ معدن، سنگ آهک و یا سایر مواد اولیه، انواع مختلف سنگ‌شکن وجود دارد که انتخاب آن‌ها به کیفیت و مقدار مواد مورد نیاز بستگی دارد. با این وجود معمولاً از سنگ‌شکن‌های چکشی و فکی استفاده می‌شود.
کیفیت مواد اولیه توسط سختی، چسبندگی و محتوای آب آن‌ها مشخص می‌شود. درنتیجه تغییرات کیفی می‌تواند گسترده باشد، که سنگ‌شکن باید بتواند سرعت خود را متناسب با آن تطبیق دهد، سپس خرد کردن دقیق را جهت اطمینان از اندازه صحیح ذرات فراهم نماید.
از آنجا که موتورهای سنگ‌شکن معمولاً صدها کیلووات درجه بندی می‌شوند، برای به حداقل رساندن تنش‌های مکانیکی و کاهش جریان‌های راه‌اندازی بالا، بایستی راه‌اندازی این موتورها نرم شود.
برق مورد استفاده برای تأمین نیروی موتور سنگ‌شکن نیز بسته به اندازه ذرات مورد نیاز متفاوت خواهد بود: هرچه ذره کوچکتر باشد، در خرد کردن آن برق بیشتری مصرف می‌شود.
استفاده از کنترل‌دور برای کنترل سرعت موتور سنگ‌شکن، روشی مؤثر جهت راه‌اندازی نرم و تغییرات سرعت موتور سنگ‌شکن فراهم می‌کند.

2- حل مسئله

کنترل سنگ‌شکن بهتر است با کنترل موتور سنگ‌شکن به صورت جداگانه با استفاده از کنترل‌دور انجام شود، یعنی هر موتور یک کنترل‌دور (A و B در شکل زیر). که عملکرد کنترل‌دورها با توجه به نیازهای خرد کردن توسط اپراتورها کنترل می‌شود. موتورهای نوار نقاله‌ها نیز مجهز به کنترل‌دور خواهند بود.
اگر موتورهای سنگ‌شکن با سرعت ثابت کار کنند، تعیین اندازه ذرات قابل کنترل نخواهد بود، در نتیجه اندازه آن‌ها به طور پیوسته خیلی بزرگ یا خیلی کوچک می‌شود. کنترل سرعت متغیر موتورهای سنگ‌شکن با استفاده از کنترل‌دور اندازه صحیح ذرات را تضمین می‌کند و همچنین می‌توان انرژی مصرفی برای خرد کردن را بهینه کرد.

 

 

اعمال روش کنترل موتور A به دستگاه سنگ‌شکن فکی و اعمال روش کنترل موتور B به دستگاه سنگ‌شکن چکشی
اعمال روش کنترل موتور A به دستگاه سنگ‌شکن فکی و اعمال روش کنترل موتور B به دستگاه سنگ‌شکن چکشی

1-2 راه‌اندازی نرم و به حداقل رساندن فشارهای معکوس

از آنجا که بسیاری از سنگ‌شکن‌ها در مناطق دورافتاده قرار دارند، جایی که خطوط انتقال برق طولانی هستند و شبکه ضعیف است، با وجود چنین شبکه‌های تأمین‌کننده‌ای جلوگیری از ایجاد قله‌های جریان زیاد ناشی از راه‌اندازی موتور مهم است. چرا که این امر می‌تواند نوسانات ولتاژی عمده‌ای ایجاد کند که سبب آسیب به تجهیزات الکتریکی می‌شود.
با کنترل‌دور، راه‌اندازی موتور نرم شده، در نتیجه تنش‌های مکانیکی به حداقل رسیده و جریان‌های راه‌اندازی بالا از بین می‌روند. ضرین توان کنترل‌دورها نزدیک به یک است، بدین معنی که فقط توان اکتیو از شبکه برق گرفته می‌شود و دیگر نیازی به تجهیزات جبران توان راکتیو نخواهد بود.
در صورت بروز گرفتگی در سنگ‌شکن، کنترل‌دور اجازه می‌دهد جهت چرخش موتور به آرامی تغییر کند تا دستگاه سنگ‌شکن از انسداد خارج شود. لازم به ذکر است تغییر جهت چرخش فقط با سنگ‌شکن‌های مجهز به روتور، مانند سنگ‌شکن‌های چکشی، امکان‌پذیر است.

2-2 بارگیری متعادل با سرعت موتور سنکرون شده

استفاده از کنترل‌دور برای سنگ‌شکن‌هایی که با دو موتور کار می‌کنند، یکسان بودن سرعت هر دو موتور و تقسیم بار به طور مساوی بین موتورها را تضمین می‌کند، همچنین اثرات دینامیکی نامطلوب را از بین می‌برد.

3- مزایا

کنترل‌دورها مزایای بسیاری را فراهم می‌کنند، از قبیل:

  •  کاهش مصرف برق
  •  کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری و طول عمر طولانی‌تر سنگ‌شکن از طریق راه‌اندازی نرم
  •  قابلیت افزایش قدرت خرد کردن برای جبران خرد شدگی ضعیف به‌علت ساییدگی چکش
  •  عدم مصرف برق راکتیو و در نتیجه عدم نیاز به تجهیزات جبران خسارت به‌علت ضریب توان واحد کنترل‌دورهای HIMEL
  •  تنظیم دقیق سرعت و گشتاور از طریق سیستم کنترل دور هیمل HIMEL’s SVC (Sensorless Vector Control)
  •  ساییدگی کمتر از طریق توزیع مساوی بار بین دو موتور (استفاده در سنگ‌شکن‌های دو موتوره) و از بین بردن اثرات دینامیکی نامطلوب
  •  تغییر جهت چرخش آسان موتور برای رفع انسداد دستگاه سنگ‌شکن مسدود شده و توقف آنی برای گرفتگی‌های سخت در دستگاه
  •  امکان استفاده برای آن دسته از موتورهای القایی که برای کار کردن در محیط‌های سخت (شامل گردوغبار و لرزش) طراحی شده‌اند.

4- گالری تصاویر

کاربرد کنترل‌دور هیمل در اپلیکیشن معدن شن و ماسه.

  •  کنترل‌دور 55 کیلووات برای فیدر شاتونی
  • کنترل‌دور 18.5 کیلووات برای گریزلی سنگ‌شکن
  • کنترل‌دور 55 کیلووات برای پمپ شناور

 

کاربرد کنترل‌دور هیمل در اپلیکیشن معدن شن و ماسه

 

منابع:

  1. abb.com
  2. variablespeeddrive
  3. variablefrequencydrive