.jpg?imageView2/1/format/webp)
신뢰할 수 있는 인양은 무거운 하중, 긴 이동 거리, 까다로운 지하 환경이 구동 제어와 장비 신뢰성에 높은 요구를 요구하는 심층 갱도 채굴에 필수적입니다. 중국 산둥성 산산다오 금광에서는 FGI의 4사분면 고전압 인버터가 수직 갱도를 설계한 프로젝트의 호이스트 모터 제어로 선정되었습니다. 이 프로젝트는 해수면 아래 1,915미터까지 설계되었습니다.
이 응용 프로그램은 고전압 가변 주파수 구동 기술과 마스터-슬레이브 제어가 까다로운 광산 작업에서 모터 조정, 인양 성능 및 에너지 효율성을 어떻게 향상시킬 수 있는지 보여줍니다.
라이저우 만 근처에 위치한 산산다오 금광은 복잡한 지질 조건을 가진 해상 채굴 프로젝트입니다. 갱도는 깊이 1,915미터에 도달하도록 설계되었으며, 완성된 갱도 직경은 10.5미터, 굴착 직경은 11.5미터였습니다. 프로젝트 보고서 작성 당시에는 아시아 최초이자 세계에서 다섯 번째로 깊이 있는 수직 갱도로 건설 중이라고 설명되었습니다.
갱도 건설 과정에서 높은 지반 응력, 균열된 암석 내 수압, 부식성 지하수, 지하 온도 상승 등 여러 도전에 직면해 있습니다. 이러한 조건은 인양 전기 제어 시스템의 신뢰성과 작동 안정성에 엄격한 요구를 부과합니다.
이 인양 시스템은 두 개의 권양기를 사용하며, 각각 두 개의 모터가 장착되어 공통 드럼을 구동하는 이중 모터, 이중 변속기 배열을 통해 작동합니다. 이 시스템은 단일 모터와 이중 모터 모두를 지원하여 다양한 구조 및 하중 조건에 유연성을 제공합니다.
이 요구사항을 충족하기 위해 프로젝트는 2,250kW와 6kV 정격의 FGI JD-BP37-2250T 4쿼드런트 고전압 인버터 4대를 선정하여 4개의 2,000kW 고전압 모터를 제어했습니다.
JD-BP37-T 시리즈는 수요가 높은 산업용 구동 응용 분야를 위해 벡터 제어, 재생 에너지 피드백, 고출력 IGBT 기술을 결합합니다.
| 매개변수 | 사양 |
|---|---|
| 인버터 모델 | JD-BP37-2250T |
| 정격 출력 | 단위당 2,250 kW |
| 입력 전압 | 6 kV |
| 출력 전압 | 0–6 kV |
| 정격 출력 전류 | 270 A |
| 주파수 범위 | 0–50 Hz |
| 연속 과부하 용량 | 110% |
| 단기 과부하 용량 | 1분 동안 150%; 220% 1.5초 동안 |
| 제어 모터 등급 | 모터당 2,000 kW |
| 설치된 인버터 수량 | 4개 부대 |
직접 고전압 입출력 구성은 인버터가 구동 방식의 일부로 중간 스텝다운 변압기를 필요 없이 기존 6kV 모터 시스템에 연결할 수 있게 합니다.
포 쿼드런트 고전압 인버터의 핵심 특징은 주행 모드와 재생 모드 모두에서 작동할 수 있다는 점입니다.
인버터가 인양 과정에서 전력을 제어된 모터 출력으로 변환합니다. 호이스트가 무거운 하중을 내릴 때와 같은 회생 작동 중에는 모터가 발전기로 작동할 수 있습니다. 인버터는 회수된 전기 에너지를 기존 제동으로 모두 열로 방출하는 대신 교류 그리드로 되돌려줍니다.
이 양방향 에너지 흐름은 회생 제동을 지원하고, 제동 관련 에너지 손실을 줄이며, 인양 시스템의 전반적인 에너지 효율을 향상시키는 데 도움을 줍니다.
PWM 제어 입력 단계는 또한 그리드 측 전류를 조절하고 전력률을 개선하며, 적절한 작동 조건에서 고조파 전류 주입을 제한하는 데 도움을 줍니다.
지뢰 호이스트 응용에서는 안정적인 토크와 제어된 가속 및 감속이 특히 중요합니다. JD-BP37-T 시리즈는 벡터 제어를 사용하여 높은 시동 토크, 반응성 높은 토크 제어, 정확한 속도 조절을 제공합니다.
이 시스템은 다음과 같은 응용 지향 기능도 통합하고 있습니다:
자동 파워 유닛 바이패스:지원 고장 조건에서 결함이 있는 전원 장치를 우회할 수 있게 하여, 필요한 작동 조건이 충족되면 시스템이 작동 사이클을 완료하도록 돕습니다.
전력 손실 보호:예상치 못한 공급 중단에 대한 보호 조치를 제공하며, 이는 중부하 하강 시 중요한 고려사항입니다.
대기 손실이 낮음:드라이브가 대기 상태일 때 무부하 손실을 줄여줍니다.
다중 제동 방법:회생, 직류, 안전 및 동적 제동 기능을 지원합니다.
독립 통제 권한:주 고전압 회로에 전원을 공급하지 않고도 점검, 시운전 및 유지보수를 용이하게 합니다.
통합 제어 인터페이스:호이스트 전기 제어 시스템과의 신호 교환을 지원합니다.
이러한 기능들은 운용 연속성과 조율된 보호가 매우 중요한 중장비 인양의 실질적 요구를 해결하는 데 도움을 줍니다.
각 호이스팅 머신은 두 개의 모터를 사용해 공통 드럼을 구동합니다. 주요 제어 과제는 모터의 속도, 토크, 출력을 적절히 조율하는 것입니다.
단일 인버터, 두 모터 배열은 모터와 기계적 변속기 부품이 서로 다른 특성을 가질 때 최적화가 어려울 수 있습니다. 부하 분담이 불평하면 한 모터가 과도한 부하를 전달하고 다른 모터가 덜 기여하게 되어 모터 과부하와 구동 시스템 스트레스 위험이 커집니다.
이 프로젝트를 위해 FGI는 두 개의 독립 인버터가 각각 두 개의 모터를 구동하는 마스터-슬레이브 제어 방식을 구현했습니다.
한 인버터는 마스터 역할을 하고, 다른 하나는 슬레이브 역할을 합니다. 운영자기는 운영 명령과 속도 참조를 마스터 인버터로 전송합니다. 두 인버터는 광섬유 통신을 통해 제어 정보를 교환합니다.
제어 방식은 다음과 같습니다:
마스터 속도 제어:마스터 인버터는 호이스트 제어 시스템에서 속도 기준을 받아 모터 속도를 조절합니다.
슬레이브 토크 제어:슬레이브 인버터는 마스터의 조정된 제어 명령을 따르며 모터 토크를 조절합니다.
부하 분담 조정:이 시스템은 활성 전류 정보를 모니터링하고 구동 동작을 조정하여 모터 출력과 토크의 균형을 맞추도록 돕습니다.
운영 모드 유연성:제어 구성은 이중 모터 작동을 지원하며, 제어 인터페이스를 통해 단일 모터 모드를 선택할 수 있습니다.
이 배치는 두 모터가 독립적인 구동 제어와 모터별 보호 기능을 유지하면서도 함께 작동할 수 있게 합니다.
심층 지뢰 호이스트의 경우, 효과적인 마스터-슬레이브 조정은 불균형한 하중을 줄이고, 가속과 감속을 원활하게 하며, 전체 리프팅 과정의 일관성을 향상시킵니다.
포 쿼드런트 고전압 인버터는 호이스트 드라이브 및 전기 제어 아키텍처의 핵심 부분을 형성합니다.
운영자기는 전진 및 후진 명령, 비상 정지 명령, 아날로그 속도 기준을 제공합니다. 인버터는 작동 준비 완료, 고장 및 안전 회로 상태 신호와 함께 제어 시스템을 위한 아날로그 모니터링 신호를 반환합니다.
고전압 절연 스위치는 안전한 유지보수를 지원합니다. 인버터의 고전압 고장 트립 신호는 상류 차단기와 상호 연동되어 인버터 결함이 해당 상류 차단기를 유발할 수 있습니다.
더 넓은 호이스트 제어 시스템은 과속, 과속, 역회전, 제동 시스템 이상, 로프 느슨, 윤활 상태 및 기타 작동 결함에 대한 보호 기능도 포함하고 있습니다. 감지된 상태에 따라 시스템은 비상 제동을 포함한 적절한 보호 반응을 작동시킬 수 있습니다.
구동 제어, 작동 피드백 및 보호 인터록의 통합은 고출력 지뢰 인양 장비의 안전한 작동에 필수적입니다.
산산다오 지뢰 인공 시스템은 원래 프로젝트 보고서에 따르면 2021년 12월 말에 성공적으로 가동되었습니다. 보고서는 취역 후 2년 넘게 정상 운용을 기록했다.
현장 적용은 여러 실질적 이점을 보여주었습니다:
향상된 인양 제어:가변 주파수 제어 덕분에 가속과 감속이 더 부드럽게 이루어졌습니다.
더 나은 이중 운동 협응:마스터-슬레이브 제어는 공통 드럼을 구동하는 두 모터의 출력을 조정하는 데 도움을 주었습니다.
재생 에너지 회수:4사분면 작동은 재생 작동 중 전력망으로 다시 공급할 수 있게 했습니다.
향상된 운영 신뢰성:구동 보호 기능, 고장 상호 및 조정 제어가 안정적인 시스템 작동을 지원했습니다.
유연한 운영 모드:단일 모터와 이중 모터 작동은 샤프트 제작 시 서로 다른 요구사항을 충족시켰습니다.
원래 보고서는 에너지 절감 효과가 중요하다고 설명했으나 정량화된 에너지 절감 비율은 제공하지 않았습니다. 실제 절감 효과는 인양 작업 주기, 하중 프로필, 제동 조건 및 전체 시스템 구성에 따라 달라집니다.
산샨다오 프로젝트는 까다로운 광산 응용에서 고전압 가변 주파수 구동기의 역할을 보여줍니다. 깊은 수직 샤프트의 경우, 구동 시스템은 단순히 모터 속도를 조절하는 것 이상을 해야 하며, 여러 모터를 조정하고, 재생 에너지를 관리하며, 호이스트의 보호 제어 구조와 통합해야 합니다.
FGI의 4사분면 고전압 인버터는 새로운 광산 인양 설치, 갱도 건설 호이스트 및 기존 AC 호이스트 드라이브를 포함하는 현대화 프로젝트에 적합하다. 벡터 제어, 회생 제동, 마스터-슬레이브 조정의 결합은 중장비 채굴 작업에서 구동 성능과 에너지 활용도를 개선하는 실용적인 접근법을 제공합니다.
광산 운영자와 시스템 통합업체의 경우, 구동 솔루션 선택 시 모터 등급, 샤프트 깊이, 하중 특성, 제동 요구사항, 제어 인터페이스 및 필요한 안전 아키텍처를 고려해야 합니다.
광산 인양이나 중장비 산업용 드라이브용 고전압 인버터 솔루션을 찾고 계신가요?모터 파라미터, 작동 조건 및 적용 요구사항에 대해 논의하려면 FGI에 문의하세요.
