윈드선과학기술유한회사(FGI)는 산둥에너지 그룹과 연계된 국가적 첨단 기업으로, 전력 전자 에너지 절약 제어 기술을 전문으로 하며, 연구개발, 생산, 판매 및 서비스를 통합하는 데 중점을 두고 있습니다. 2021년 4월 13일, FGI는 과학기술혁신위원회(The Science and Technology Innovation Board)에 공개되었습니다. 주식 코드: 688663.
전력 전자공학, 제어 기술, 전력 장치 제조의 지속적인 발전으로 VFD(가변 주파수 구동) 기술은 빠르게 발전하여 팬, 펌프, 호이스트, 컨베이어 벨트 등 다양한 분야에서 성숙해졌습니다. 전통적인 광산 컨베이어는 일반적으로 전력 주파수 구동과 유압 커플러를 사용하여 효율이 낮고 시동 전류와 기계적 충격이 높으며, 전력 균형을 달성하지 못해 시스템이 경제성이 떨어집니다. 동시에 벨트와 커플러는 심한 마모를 겪어 유지보수 비용이 높고 무효 전력 순환 손실이 발생합니다. 따라서 VFD 제어를 벨트 컨베이어에 적용하면 생산 비용을 효과적으로 절감하고 운영 효율성을 높이며 시스템 신뢰성과 보호를 강화하여 컨베이어의 수명을 크게 연장할 수 있습니다.
II. 사용자 배경
2025년 11월 11일, 기니 공화국에서 세계적 수준의 철광석 프로젝트의 시운전식이 성공적으로 개최되었습니다. 이 획기적인 행사는 여러 당사자 대표들이 한자리에 모여 중국-아프리카 광업 협력이 새로운 단계에 접어드는 중요한 순간을 목격했습니다. 이 프로젝트의 공식 시운전은 지역 경제 발전에 강력한 동력을 불어넣고 국제 역량 협력과 상호 이익을 더욱 심화시킬 것입니다.
컨베이어 시스템은 기니 철광산 전체의 중심 연결 고리입니다. 벨트 컨베이어의 고장은 현장 전체의 폐쇄로 이어지고 막대한 경제적 손실을 초래할 수 있습니다. 따라서 고전압 속도조절 시스템은 탁월한 신뢰성, 안정성 및 보호를 제공해야 합니다. 이러한 운용 특성에 따라 VFD는 다음 요구사항을 충족해야 합니다: (1) 높은 신뢰성, 안정성 및 보호 성능. (2) 결함 시 전력-주파수 동작을 위한 우회 기능. (3) 높은 시동 토크로 부드럽게 출발. (4) 출력 토크≥2× 출력 토크는 큰 부하 변화 및 무중량 재시동을 위한 모터 토크입니다. (5) 광산의 제어 및 모니터링 인터페이스와의 완전한 호환성. (6) 벨트 검사 기능. 여러 공급업체를 평가한 후, 프로젝트는 FGI의 JD-BP38 시리즈 고전압 VFD를 제어 솔루션으로 선정했으며, 현장에 여러 대의 컨테이너형 HV VFD 장치를 배치했습니다.
III. 컨베이어용 VFD 제어 방식
3.1 모터 구동 제어 방법
세 모터가 연동적으로 작동하기 때문에, FGI가 자체 개발한 마스터-슬레이브 제어 방식을 채택하여 속도 동기화와 토크 밸런스를 보장합니다. 한 VFD는 마스터 역할을 하고, 나머지 두 개는 마스터의 속도와 토크 명령을 따르는 슬레이브 역할을 하여 실시간 토크 밸런스를 유지합니다.
3.2 JD-BP38 고전압 VFD의 성능
현장 요구사항에 따라 고전압 VFD는 벨트 컨베이어 시스템의 소프트 스타트와 속도 조절을 제공해야 합니다. 벡터 제어 기술은 마스터 모터와 슬레이브 모터 간의 무거운 부하 시동 및 토크 밸런스 제어 기능을 충족시키면서 높은 신뢰성을 보장하기 위해 채택될 것입니다. (1) 낮은 고조파를 가진 다준위 계단식 위상; 33레벨 출력은 출력 필터가 필요 없으며 표준 유도 모터를 지원합니다. (2) 센서 없는 벡터 제어로 시동 토크가 높아, 부하 변동 시 과전류를 방지합니다. (3) 다중 모터 시스템에서 실시간 균형을 위한 토크 조정. (4) 대관성 중부하 시동 시 정격 전류 2× 이상의 과부하 능력. (5) 넓은 그리드 전압 적응성(−65%에서 +115% Un까지)과 셀 우회, 중성점 이동, 그리드 주파수 우회, 정전 재시작과 같은 첨단 보호 기능을 통해 신뢰성을 크게 향상시킵니다.
IV. 컨베이어 VFD 시스템의 주 회로 배선
세 대의 JD-BP38 HV VFD 시스템이 현장에 배치되며, 마스터-슬레이브 모드와 '1:1' 모터 제어를 사용합니다. 세 장치 모두 그림 1에 표시된 동일한 배선 구성을 공유합니다.
그림 11:1 배선 캐비닛(버퍼 포함) 1차 회로도
V. 주인-노예 통제
단순화된 BC4A 컨베이어 시스템 다이어그램에서 볼 수 있듯이, VFD No.1은 마스터 드라이브로 선택되며, VFD No.2와 No.3은 슬레이브 드라이브로 동작합니다. 제어 콘솔은 주파수 명령을 마스터 VFD로 전송하고, 마스터와 슬레이브 VFD 간에 광섬유 통신이 사용됩니다. 마스터 컨트롤러로서 VFD No.1은 모든 VFD의 작동 전류를 모니터링하고, 필요한 토크 출력 기준을 계산하며, 슬레이브 VFD 시스템의 동기화 작동을 보장하기 위해 토크 명령을 발송합니다.
그림 2고전압 VFD 속도조절 시스템(BC4A)의 단순화된 다이어그램
VI. VFD 전기 제어 시스템의 작동 과정 컨베이어 전기 제어 시스템의 제어 원리는 그림 3에 나와 있습니다.
그림 3컨베이어 전기 제어 시스템의 제어 원리
(1) 시동 시 컨베이어 전기 제어 시스템은 벨트 편차, 재료 축적, 종방향 파열, 비상 정지 인터록 등 벨트 시스템에서 나오는 모든 신호를 먼저 확인합니다. 모든 신호가 정상일 때만 시스템은 다음 단계로 진행됩니다. (2) 벨트 컨베이어의 모든 부품이 정상 상태이며 시동 요구사항을 충족하는 것이 확인되면 시작 신호가 발령됩니다. 시작 명령이 전송되면 VFD가 작동을 시작합니다. (3) 동시에 제어 콘솔은 브레이크를 해제하라는 명령을 보내고 완전히 열렸는지 모니터링합니다. 브레이크가 열리지 않거나 완전히 열리지 않으면, 시스템은 런 명령을 비활성화하고 VFD에 브레이크 신호를 보내 비상 정지를 명령하여 모터 정지로 인한 과전류 트립을 방지합니다. (4) 벨트가 정격 속도에 도달하면, 제어 시스템은 벨트 속도와 드럼 속도를 지속적으로 모니터링합니다. 속도 차이가 지정된 제한을 초과하면 시스템은 비상 정지를 실행하고 벨트 미끄러짐 경보를 작동시킵니다. (5) 시스템은 모터 온도, 기어박스 온도, 베어링 온도, 벨트 장력, 모터 전류, 브레이크 상태, VFD 상태 등 매개변수를 지속적으로 모니터링합니다. 어떤 매개변수나 상태가 비정상으로 나타나면 시스템은 즉시 비상 종료를 시작하고 경보를 발령합니다.
VII.컨베이어 구동에 고전압 VFD를 사용할 때의 영향
(1) 컨베이어가 진정한 소프트 스타트를 달성한다. 모터는 천천히 시동을 걸며 컨베이어를 점진적으로 가속시키고, 벨트 내부에 저장된 에너지를 단계별로 방출합니다. 이로 인해 시동 및 정지 과정 중 충격이 최소화되고 벨트 손상을 사실상 없앨 수 있습니다. (2) 벨트 마모가 크게 줄어듭니다. VFD의 시동 시간은 1초에서 3600초 사이로 유연하게 조정할 수 있으며, 컨베이어 시동 시간은 현장 상황에 따라 보통 60초에서 120초 사이로 설정됩니다. (3) 세 개의 컨베이어 모터 간 토크 균형이 달성됩니다. 마스터-슬레이브 제어 방식은 다중 모터 작동 시 균형 잡힌 토크 출력을 보장합니다. (4) 시스템은 벨트 검사 모드를 지원합니다. 스텝리스 AC 구동 시스템으로서, 무부하 점검 조건에서 정격 속도의 0–100% 이내에서 벨트 속도에 맞게 조절할 수 있습니다. (5) 부드럽고 무거운 부하 시동이 달성됩니다. VFD는 저주파에서 정격 토크의 최대 2.2배까지 전달할 수 있어 무하중 시동 조건에 적합합니다.
VIII.결론
FGI의 JD-BP38 시리즈 고전압 VFD를 도입함에 따라 컨베이어 구동 시스템은 향상된 안정성으로 작동하게 되었습니다. 자동 제어 시스템과 결합하여 벨트 편차, 석탄 축적, 운전 중 과열 등의 문제를 효과적으로 해결하여 전반적인 자동화 수준을 크게 향상시킵니다. 현장 적용 사례에서는 첨단 성숙하며 신뢰할 수 있는 고전압 VFD 구동 시스템을 컨베이어에 사용하면 자동화가 크게 향상될 뿐만 아니라 현장 유지보수 업무를 줄이고, 상당한 경제적 이점을 가져다주어 광범위한 홍보가 매우 가치 있음을 입증했습니다.
.jpg?imageView2/1/format/webp)
