تطبيق محولات التردد في معدات المعادن

تُستخدم محولات التردد (محركات التردد المتغيرة، VFDs) على نطاق واسع وحاسم في معدات تعدين المعادن، حيث تعمل كجهاز قيادة كهربائي أساسي لصناعة تعدين المعادن الحديثة لتحقيق إنتاج فعال وموفر للطاقة ودقيق وآلي.

أولاً: مجالات التطبيق الرئيسية والمعدات

تشمل عملية تعدين المعادن بشكل أساسي صناعة الحديد وصناعة الصلب والدرفلة والعمليات المساعدة, مع مشاركة محركات التردد المتغيرة (VFDs) في جميع أنحاء العملية.

1. مناولة المواد الخام وعملية صناعة الحديد

نظام شحن الفرن العالي: يتحكم في الرافعة الرئيسية وقضيب المخزون، مما يتيح بدء التشغيل السلس والتوقف الدقيق والتحكم في سرعة عربة النقل لضمان توزيع موحد للحمل في الفرن العالي.

منفاخ الفرن العالي: ينظم بدقة حجم وضغط الهواء، ويمثل أحد أهم التطبيقات لتوفير الطاقة. يمكن أن يؤدي استبدال التحكم التقليدي بالصمام/الصمام الخانق بالتحكم في سرعة محرك التردد المتغير (VFD) إلى تقليل استهلاك الطاقة بشكل كبير.

مراوح إزالة الغبار: نظرًا للغبار الشديد في المصانع، تقوم هذه المراوح بضبط حجم الهواء بناءً على ظروف التشغيل. يؤدي تشغيل محرك التردد المتغير (VFD) إلى توفير كبير للطاقة.

آلة صب الخنازير: يتحكم في سرعة سلسلة الناقل لاستيعاب درجات حرارة الحديد المنصهر المختلفة ومتطلبات التبريد.

2. عملية صناعة الصلب والصب المستمر

المحول/الفرن الكهربائي القوسي: تتطلب آلية الإمالة ورافعة الرمح تحكمًا سلسًا ودقيقًا في تحديد المواقع، والذي توفره محركات التردد المتغيرة (VFDs) عبر عزم الدوران الدقيق وتنظيم السرعة.

عربة المغرفة/عربة خبث: تنظيم السرعة والتحكم في التشغيل/الإيقاف لآلية السفر، مما يتطلب تشغيلًا سلسًا لمنع تناثر المعدن المنصهر.

الصب المستمر:

تذبذب القالب: يتطلب تحكمًا عالي الدقة للغاية في التردد والشكل الموجي (على سبيل المثال، الجيبي، غير الجيبي) لتحسين الجودة السطحية للسلسلة المصبوبة.

آلة السحب/المستقيم/القضيب الوهمي: يتحكم في سرعة الصب، متزامنًا مع تذبذب القالب والتبريد الثانوي لتحقيق صب بسرعة ثابتة أو متغيرة.

محركات القطاعات: يضمن التحكم المتزامن متعدد المحركات سحب السلسلة بشكل موحد.

3. عملية درفلة الصلب (منطقة التطبيق الأساسية)
هذه هي المنطقة الأكثر طلبًا وتعقيدًا لأداء محرك التردد المتغير (VFD).

مطحنة التخشين، مطحنة التشطيب: كانت المحركات الرئيسية في الأصل تعمل بالتيار المستمر ولكنها استُبدلت الآن على نطاق واسع بـ محركات التيار المتردد عالية الطاقة (على سبيل المثال، التحكم المتجه للمحركات المتزامنة). تتطلب استجابة ديناميكية عالية السرعة للغاية ودقة التحكم في عزم الدوران وقدرة التحميل الزائد لعملية درفلة مستقرة.

اللفافة/الفك: تتطلب التحكم المستمر في الشد. يضبط محرك التردد المتغير (VFD) السرعة وعزم الدوران تلقائيًا مع تغير قطر الملف، مما يضمن شكل ملف ضيق ومسطح.

الحلقات: في مطاحن الدرفلة المستمرة، يتطلب التحكم في ارتفاع الحلقة استجابة سريعة ودقيقة لعزم الدوران للحفاظ على شد ميكروي ثابت، مما يمنع تراكم أو تمدد المادة.

طاولات الأسطوانة الناقلة: يتم التحكم في العديد من محركات طاولة الأسطوانة في مجموعات بواسطة محركات التردد المتغيرة (VFDs) لتحقيق تزامن السرعة والتشغيل/الإيقاف اللين، مما يقلل من التأثير والخدوش على السطح الفولاذي.

4. المرافق المساعدة والعامة

مضخات مختلفة (مضخات المياه المتداولة، مضخات مياه التبريد، مضخات المحطات الهيدروليكية): اضبط التدفق وفقًا للطلب الفعلي، مما يحقق توفير كبير للطاقة.

نظام الهواء المضغوط: يتحكم في سرعة الضاغط لتحقيق الاستقرار في ضغط خط الأنابيب، وتجنب دورات التشغيل/الإيقاف المتكررة.

معدات الرفع (الرافعات العلوية، الرافعات المعدنية): تتطلب آليات الرفع والسفر الطويل والسفر المتقاطع جميعها التحكم في سرعة محرك التردد المتغير (VFD) لتحقيق نعومة ودقة وأمان شديدين عند التعامل مع المعدن المنصهر، مما يمنع تأرجح الحمل.

ثانيًا: الفوائد الأساسية التي يوفرها تطبيق محرك التردد المتغير (VFD)

• توفير الطاقة المتميز: الفائدة الاقتصادية الأكثر مباشرة. بالنسبة لأحمال المروحة والمضخة، يمكن أن يوفر استخدام محركات التردد المتغيرة (VFDs) للتحكم في السرعة 20%-50% مقارنة بالتحكم التقليدي بالصمام/الصمام الخانق. بالنسبة للأحمال الدورية، فإنه يقلل من استهلاك الطاقة بدون تحميل.
• تحسين دقة التحكم في العملية وجودة المنتج:

يتيح التحكم الدقيق في السرعة وعزم الدوران والشد.

يضمن تتابع السرعة والشد الميكروي الثابت في مطاحن الدرفلة المستمرة.

يحسن الدقة الأبعاد (السماكة، الشكل) والجودة السطحية للمنتجات المدلفنة.

بدء التشغيل اللين وتنظيم السرعة السلس:

يزيل الصدمة الكهربائية (5-7 أضعاف التيار المقنن) والميكانيكية (التروس، المحامل) لبدء التشغيل المباشر، مما يطيل عمر المعدات.

يوفر تنظيمًا واسعًا وسلسًا وبدون خطوات للسرعة.

الأتمتة والذكاء المحسّنان:

كوحدة تنفيذ، تتكامل بسلاسة في أنظمة PLC/DCS للتحكم الآلي في العملية الكاملة.

يسهل المراقبة عن بعد وتشخيص الأعطال والصيانة التنبؤية.

الموثوقية العالية والقدرة على التكيف:

تشتمل محركات التردد المتغيرة (VFDs) الحديثة على وظائف حماية شاملة (التيار الزائد، الجهد الزائد، الحمل الزائد، فقدان الطور، إلخ).

تتميز بتصميمات متخصصة أو تدابير وقائية للبيئات المعدنية القاسية (درجة الحرارة المرتفعة، الغبار، الغبار المعدني الموصل، الاهتزاز).