Энергетика и электричество Энергосистемы горной промышленности

Интеллектуальная система управления электроприводом магистральных конвейеров (Open Pit)

Обновлено: 2026-01-13

Определение Проблемы

Проблемы Отрасли

  • 01 Высокая энергоемкость транспортировки горной массы (до 40% от общего потребления рудника)
  • 02 Экстремальные пусковые нагрузки и механический износ лент при прямом пуске
  • 03 Нестабильность питающей сети в удаленных карьерах (просадки напряжения)

Конкретные Болевые Точки

  • Работа конвейеров на номинальной скорости при частичной загрузке (холостой пробег)
  • Рассинхронизация моментов в многодвигательных системах, приводящая к пробуксовке и разрыву лент
  • Перегрев двигателей при длительной работе на низких скоростях без принудительного охлаждения

Анализ Текущего Состояния

"Использование устройств плавного пуска (УПП) или прямого пуска ограничивает возможности регулирования скорости Отсутствие обратной связи между загрузкой бункера и скоростью ленты Высокий уровень реактивной мощности и гармонических искажений в сети"

Влияние на производительность

Коэффициент Мощности (Cos Φ)
≥ 0.96 во всем диапазоне регулирования
Снижение Энергопотребления
15-25% (в зависимости от профиля загрузки)
Увеличение Срока Службы Ленты
≥ 30% за счет исключения ударных нагрузок
Точность Распределения Нагрузки
± 2% между приводами в многодвигательной схеме
Перегрузочная Способность 150% в течение 60 с (Heavy Duty)
Диапазон Регулирования Скорости 10-110% от номинальной
Уровень Гармонических Искажений (Thdi) < 5% (с использованием AFE)
Инженерная Проверка

Это решение было проверено Техническая команда Atlamech на соответствие следующим стандартам:

Подробнее

Технический Объем

  • Внедрение частотно-регулируемых приводов (ЧРП) среднего напряжения (6-10 кВ) с алгоритмами DTC или векторного управления
  • Установка системы динамического взвешивания на ленте для реализации адаптивного управления скоростью
  • Интеграция системы мониторинга состояния (вибрация, температура подшипников, натяжение ленты)

Стандарты Соответствия

IEC 61800-3 (ЭМС систем электропривода)
IEC 62061 (Безопасность машин и механизмов)
IEEE 519 (Ограничение гармоник в электрических сетях)

Стратегия реализации

Неделя 1-3: Энергоаудит и моделирование динамических нагрузок (DEM-анализ). Неделя 4-12: Проектирование и поставка ЧРП контейнерного исполнения (IP54/IP65). Неделя 13-16: Монтаж, интеграция с АСУ ТП и пусконаладка под нагрузкой с настройкой S-образных кривых разгона.
Ключевые Результаты
Снижение удельного энергопотребления (кВт*ч/т)
Увеличение межремонтного интервала конвейерной ленты и редукторов
Обеспечение рекуперации энергии на наклонных участках (downhill conveyors)

Заметки Консультации

Стратегия управления

Критически важно использовать алгоритм Load Sharing (деление нагрузки) по моменту, а не по скорости, для предотвращения борьбы приводов друг с другом. Связь между приводами должна осуществляться по высокоскоростной шине (время цикла < 5 мс).

Охлаждение и защита

Для условий открытого карьера (Open Pit) рекомендуется использование контейнерных подстанций с замкнутым контуром охлаждения (воздух-вода) для предотвращения попадания токопроводящей пыли внутрь шкафов ЧРП.

Механика ленты

При проектировании рамп разгона/торможения необходимо использовать S-образные кривые для минимизации продольных колебаний ленты, которые могут привести к ее растяжению или проскальзыванию на приводных барабанах.

Инфраструктурная Таксономия

Преобразователи частоты среднего напряжения с активным выпрямителем (AFE)
Электродвигатели с усиленной изоляцией обмоток для работы с ЧРП
Лазерные или ультразвуковые датчики объемного расхода материала
Системы жидкостного охлаждения для приводов в условиях высокой запыленности
Типовые шаблоны применения: Master-Follower конфигурация для 4-х двигательных приводов (2 на головном барабане, 2 на хвостовом) Рекуперативное торможение для конвейеров с отрицательным углом наклона Автоматическая оптимизация потока (Flow Optimization) на каскаде конвейеров

Сводка инженерных связей

Используемые технические компоненты

Частотно-регулируемый привод среднего напряжения, Система динамического взвешивания

Инженерные ограничения

Температура, Механический износ

Основная логика оптимизации

Алгоритм DTC, Векторное управление, Адаптивное управление скоростью

Сводка реализованных кейсов

Краткое описание проекта

Реализация интеллектуальной системы управления электроприводом магистральных конвейеров на карьере

Масштаб системы
Система охватывала 8 магистральных конвейеров суммарной длиной 12 км с приводными двигателями мощностью от 500 кВт до 2 МВт.
Условия эксплуатации
Эксплуатация в условиях открытого карьера с температурным диапазоном от -30°C до +40°C, высокой запыленностью и переменной нагрузкой в зависимости от профиля добычи.
Инженерные ограничения
Требовалось обеспечить непрерывность технологического процесса, соответствие стандартам IEC 61800-3, IEC 62061 и IEEE 519, а также интеграцию с существующей системой автоматизации без остановки производства.

Кластер технических знаний

Энергосистемы горной промышленности

Технический кластер охватывает проектирование, эксплуатацию и стандартизацию энергосистем для горной промышленности с акцентом на структурную логику, соответствие международным и национальным стандартам (IEC, ГОСТ) и инженерные метрики надежности.

Структура и проектирование энергосистем для подземных горных работ
Принципы построения сетей с учетом требований безопасности IEC 60079 для взрывоопасных зон и надежности электроснабжения.

Изучить связанные решения

Энергосистемы горной промышленности

Система электропривода шахтной подъемной машины с рекуперацией энергии и безопасностью уровня SIL3

Энергосистемы горной промышленности

Инженерное решение для систем энергоснабжения в условиях высоких ударных нагрузок и непрерывной работы в горнодобывающей промышленности

Энергосистемы горной промышленности

Внедрение технологии Active Front End (AFE) для обеспечения сетевой совместимости удаленной горнодобывающей подстанции

Энергосистемы горной промышленности

Автономная система энергоснабжения с интеллектуальным удаленным мониторингом для безлюдных горных объектов

Энергосистемы горной промышленности

Проектирование взрывозащищенных систем электропривода (Ex d) для подземных горных выработок

Энергосистемы горной промышленности

Координированная система распределения электроэнергии для горнодобывающих операций с непрерывными ударными нагрузками

Связаться с нами

Технический Помощник

ФОКУС НА VFD / МОТОР / НАСОС

Инженерная Помощь

Нужна помощь в выборе правильного оборудования? Наш ИИ-помощник поможет вам с техническими спецификациями для ЧРП, двигателей и насосов.

Global Connect

AI Translation (ru ↔ zh)

Guest Mode: History not saved. Messages limited.

Type in your language.
We translate instantly.