มอเตอร์อุตสาหกรรมสำหรับงานเหมืองแร่ทำงานส่งออกอย่างเสถียรภายใต้สภาวะโหลดกระแทกบ่อยครั้งในสภาพแวดล้อมการขุดใต้ดิน

การดำเนินงานการขุดเจาะใต้ดินทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าต้องเผชิญกับสภาพแวดล้อมในการทำงานที่รุนแรงที่สุดแห่งหนึ่งในอุตสาหกรรมหนักทั้งหมด เครื่องตัดถ่านหิน เครื่องขุดแบบต่อเนื่อง เครื่องบดหินแข็งแบบกราม และเครื่องลำเลียงหน้าเหมืองแบบมีเกราะ (AFCs) ล้วนทำงานลึกลงไปใต้พื้นดินในพื้นที่จำกัด ซึ่งมีฝุ่นถ่านหินที่อาจเกิดการระเบิดได้ ก๊าซมีเทนที่เป็นอันตราย ความชื้นสูงมาก และการสั่นสะเทือนอย่างรุนแรง ที่สำคัญที่สุดคือ เครื่องจักรการทำเหมืองจะต้องรับภาระเชิงกลอย่างรุนแรงและไม่สามารถคาดการณ์ได้ตลอดเวลา เมื่อกรามของเครื่องบดบดโลหะแปลกปลอมที่บดไม่ได้ หรือโซ่ของเครื่องลำเลียงเกี่ยวเข้ากับหินที่แตกร้าว มอเตอร์ขับเคลื่อนจะได้รับแรงบิดกระแทกอย่างฉับพลันซึ่งสูงกว่าความสามารถตามค่าที่ระบุไว้หลายเท่า ภายใต้สภาวะอันโหดร้ายเช่นนี้ อุปกรณ์ขับเคลื่อนอุตสาหกรรมทั่วไปมักประสบปัญหาโรเตอร์ลื่น ความร้อนสะสมเกินขีดจำกัด การหักของเพลา หรือความล้มเหลวของระบบไฟฟ้า การใช้มอเตอร์อุตสาหกรรมสำหรับงานเหมืองโดยเฉพาะจึงจำเป็นอย่างยิ่ง เพื่อรักษาระดับแรงบิดที่สม่ำเสมอและปกป้องเวลาในการผลิตไม่ให้หยุดชะงัก

ความเป็นจริงในการดำเนินงานการทำเหมืองใต้ดินและอันตรายจากแรงกระแทกเชิงกล

การโหลดแบบกระแทกแบบไดนามิกและความเปราะบางต่อการหยุดหมุนของโรเตอร์: คอนเวเยอร์หน้าตัดแบบมีเกราะและรถขนส่งแบบต่อเนื่องไม่ได้ทำงานภายใต้ลักษณะของทอร์กที่เรียบและคงที่ แต่เมื่อแร่ที่ถูกทำลายด้วยระเบิดตกลงบนคอนเวเยอร์ หรือเมื่อดรัมตัดเข้าไปในชั้นหินแข็ง แรงต้านเชิงกลจะเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันจากค่าปกติสู่ระดับ 200% หรือ 300% ของค่าที่ระบุไว้บนป้ายชื่อภายในไม่กี่มิลลิวินาที ในระบบขับเคลื่อนมอเตอร์เหนี่ยวนำแบบดั้งเดิม แรงกระแทกที่เกิดขึ้นอย่างฉับพลันจะทำให้มอเตอร์ทำงานเกินขีดจำกัดทอร์กสูงสุด (breakdown torque limit) เมื่อขีดจำกัดนี้ถูกฝ่าฝืน มอเตอร์จะหยุดหมุน (stall) ทำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านโรเตอร์ที่ถูกล็อก (locked-rotor current) เพิ่มสูงมาก ส่งผลให้ขดลวดสเตเตอร์ร้อนจัด และทำให้เซอร์กิตเบรกเกอร์ทำงานตัดวงจรเพื่อป้องกัน ปรากฏการณ์การหยุดหมุนซ้ำ ๆ ดังกล่าวจะขัดขวางกระบวนการขุดเจาะแบบต่อเนื่อง ทิ้งก้อนหินจำนวนมากไว้ในรางถ่ายโอน

การเสื่อมสภาพจากความร้อนและการแทรกซึมอย่างรุนแรง: ทางเดินในเหมืองใต้ดินที่จำกัดพื้นที่ทำให้ระบบระบายอากาศทำงานได้ไม่เต็มประสิทธิภาพ ส่งผลให้อุณหภูมิแวดล้อมรอบตัวมอเตอร์สูงขึ้น น้ำที่ใช้ฉีดเพื่อลดฝุ่นและน้ำซึมจากใต้ดินทำให้อุปกรณ์เปียกชื้นด้วยส่วนผสมของแร่ธาตุที่กัดกร่อนอย่างรุนแรง เมื่อมอเตอร์แบบอินดักชันมาตรฐานทำงานภายใต้สภาวะโหลดหนักอย่างต่อเนื่อง กระแสลื่นภายในโรเตอร์จะสร้างความร้อนมหาศาลที่ถ่ายเทโดยตรงเข้าสู่แกนกลางโรเตอร์และบริเวณจาร์นัลของเพลา ตลับลูกปืนของมอเตอร์ที่ร้อนจัดเกินไปจะเสียหายก่อนกำหนดภายใต้แรงกระแทกแบบรัศมีร่วมกัน นอกจากนี้ อนุภาคหินที่แขวนลอยในอากาศซึ่งมีฤทธิ์กัดกร่อนสามารถแทรกผ่านซีลที่ไม่เพียงพอ เกิดการสึกหรอของขดลวด และนำไปสู่วงจรลัดแบบเฟสต่อเฟสอย่างรุนแรง เพื่อกำจัดอันตรายเรื้อรังเหล่านี้ในเหมือง ENNENG วิศวกรออกแบบมอเตอร์สำหรับงานหนักเป็นพิเศษ มอเตอร์อุตสาหกรรมสำหรับงานเหมือง โซลูชันที่ครอบคลุมช่วงกำลังตั้งแต่ 5 กิโลวัตต์ ถึง 5 เมกะวัตต์ และช่วงแรงดันใช้งานตั้งแต่ 110 โวลต์ ถึง 690 โวลต์ โดยออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการขุดเจาะใต้ดินในสภาวะแวดล้อมที่รุนแรง

5.2.2 การเสริมความแข็งแกร่งด้านแม่เหล็กไฟฟ้าและโครงสร้างสำหรับการดูดซับแรงกระแทก

การตอบสนองของทอร์กจากแม่เหล็กถาวรแบบรับภาระสูง: เพื่อดูดซับแรงกระแทกเชิงกลที่เกิดขึ้นอย่างฉับพลันโดยไม่เกิดการหยุดหมุน มอเตอร์อุตสาหกรรมสำหรับงานเหมืองแร่ของ ENNENG ใช้แม่เหล็กถาวรจากธาตุหายากที่มีความต้านทานการถูกทำลายสูง จัดเรียงในรูปแบบ Interior Permanent Magnet (IPM) การฝังแม่เหล็กไว้ลึกภายในแผ่นเหล็กไฟฟ้าที่หนา ช่วยป้องกันไม่ให้แม่เหล็กได้รับความเครียดเชิงกายภาพจากแรงเหวี่ยง และยังสร้างทอร์กจากความต้านทานแม่เหล็กสูงควบคู่ไปกับทอร์กจากแม่เหล็กถาวร ระบบขับเคลื่อนควบคุมโดยโปรเซสเซอร์สัญญาณดิจิทัลความเร็วสูงที่ทำงานด้วย Field-Oriented Control (FOC) ซึ่งสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของโหลดแบบทันทีภายในไม่กี่ไมโครวินาที จากนั้นปรับเวกเตอร์กระแสสเตเตอร์ทันทีเพื่อสร้างทอร์กสูงสุดขณะเริ่มหมุนได้ถึง 250% ถึง 300% มอเตอร์สามารถขับผ่านช่วงแรงกระแทกชั่วคราวได้อย่างราบรื่น โดยไม่สูญเสียการซิงโครไนซ์ของสนามแม่เหล็ก หรือดึงกระแสสูงสุดขณะโรเตอร์หยุดหมุนที่อาจทำให้เกิดความเสียหาย

สถาปัตยกรรมโรเตอร์เย็นและการเสริมความแข็งแรงด้วยกลไกหนัก: ต่างจากเครื่องจักรแบบเหนี่ยวนำที่โรเตอร์ทำหน้าที่เป็นแหล่งความร้อนอย่างต่อเนื่อง มอเตอร์อุตสาหกรรมสำหรับการขุดแร่แบบแม่เหล็กถาวรของ ENNENG ใช้สถาปัตยกรรมโรเตอร์เย็น ซึ่งสูญเสียพลังงานในรูปของความร้อนจากทองแดงที่โรเตอร์เป็นศูนย์ ทำให้พื้นผิวบริเวณเพลาและตลับลูกปืนภายในเย็นลงอย่างมีนัยสำคัญ เพลาของมอเตอร์ผลิตจากเหล็กกล้าผสมที่มีความต้านทานแรงดึงสูง โดยออกแบบมาเพื่อรองรับแรงบิดกระแทกอย่างรุนแรงโดยไม่เกิดการเปลี่ยนรูปแบบพลาสติกหรือรอยแตกจากความเมื่อยล้า โครงสร้างฝาครอบที่ผลิตจากเหล็กหล่อหนาหรือเหล็กแผ่นที่เชื่อมประกอบกัน มีซี่โครงโครงสร้างที่หนาเพื่อดูดซับแรงกระแทกโดยตรงจากก้อนหิน ในขณะที่กล่องขั้วต่อแบบสองช่องแยกการเชื่อมต่อไฟฟ้าแรงสูงออกจากความชื้นและสิ่งสกปรกอนุภาคใต้ดิน

ใบรับรองความปลอดภัยสำหรับเหมืองและการบำรุงรักษาเชิงป้องกันในพื้นที่ใต้ดิน

การปฏิบัติตามมาตรฐาน MSHA, IECEx, ATEX และ ISO 10816-3: อุปกรณ์ขุดเจาะใต้ดินต้องสอดคล้องกับข้อกำหนดระดับโลกที่เข้มงวดที่สุดด้านความปลอดภัยและการป้องกันการระเบิด โมเตอร์สำหรับการขุดเจาะของ ENNENG ได้รับการออกแบบให้สอดคล้องกับข้อบังคับระหว่างประเทศด้านการป้องกันการระเบิดของ IECEx และ ATEX ของยุโรป รวมทั้งข้อบังคับด้านความปลอดภัยของ MSHA สำหรับการใช้งานในบรรยากาศที่มีความเสี่ยงจากก๊าซมีเทนและฝุ่นถ่านหิน (Ex d I Mb) โครงสร้างหุ้มมอเตอร์เป็นไปตามมาตรฐานการป้องกันการแทรกซึม IP66 หรือ IP67 ซึ่งสามารถป้องกันส่วนประกอบภายในที่ทำงานอยู่จากการถูกฉีดด้วยลำน้ำแรงดันสูงและฝุ่นละอองขนาดเล็กมากได้อย่างมีประสิทธิภาพ ระบบฉนวนขดลวดใช้เทคนิคการอัดแน่นภายใต้สุญญากาศแบบ Class H (VPI) ที่ออกแบบมาเพื่อทนต่อแรงดันไฟฟ้ากระชากอย่างต่อเนื่องและอุณหภูมิแวดล้อมที่สูงขึ้นถึง 180°C ความต้านทานต่อการสั่นสะเทือนของโครงสร้างได้รับการตรวจสอบและยืนยันตามเกณฑ์สำหรับเครื่องจักรอุตสาหกรรมแบบหนักของ ISO 10816-3

รายการตรวจสอบและปล่อยใช้งานใต้ดิน 4 ขั้นตอน:

• การตั้งค่าตัวจำกัดกระแสอินเวอร์เตอร์และเส้นโค้งการเพิ่มขึ้นของกระแส: ปรับแต่งซอฟต์แวร์ควบคุมขับเคลื่อนให้มีเส้นโค้งการตอบสนองแรงบิดอย่างรวดเร็ว พร้อมทั้งจำกัดกระแสเฟสสูงสุดในช่วงเวลาหนึ่งๆ เพื่อป้องกันสนามแม่เหล็กที่อาจทำให้แม่เหล็กถูกถ่ายโอน (demagnetizing fields) ขณะเกิดการติดขัดเชิงกลทางกายภาพ
• การตรวจสอบระบบล็อกความร้อนแบบสองชั้น: เดินสายเซ็นเซอร์ PT100 แบบสององค์ประกอบที่ฝังไว้ภายในฟันของสเตเตอร์และที่ยึดแบริ่งโดยตรงเข้ากับ PLC สำหรับควบคุมฉุกเฉินในเหมือง เพื่อดำเนินการลดภาระงานอย่างมีการควบคุมเมื่ออุณหภูมิเกินขีดจำกัดที่ปลอดภัย
• การตรวจสอบการจัดแนวเพลาและการตรวจสอบข้อต่อแบบหนัก: ตรวจสอบการจัดแนวเพลาของมอเตอร์กับชุดเกียร์ของเครื่องขูดแบบหนักด้วยเลเซอร์ และยืนยันว่าข้อต่อแบบยางยืดที่ดูดซับแรงกระแทกยังคงไม่มีความเสียหายจากเศษหินที่เข้าไปคั่นระหว่างชิ้นส่วน
• การทดสอบความต้านทานฉนวนด้วยมิลลิโอห์มมิเตอร์เป็นระยะ: วัดค่าความต้านทานฉนวนของสเตเตอร์ด้วยแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง 1,000 โวลต์ทุกเดือน ระหว่างกะบำรุงรักษาตามกำหนด เพื่อตรวจจับการรั่วซึมของความชื้นก่อนที่จะเกิดการลัดวงจรแบบไฟฟ้า (electrical flashover)

ติดต่อเรา

การอยู่รอดจากการรับแรงกระแทกที่รุนแรงและสภาพแวดล้อมอันตรายใต้พื้นดินในการทำเหมือง จำเป็นต้องใช้มอเตอร์ไฟฟ้าแบบหนักพิเศษที่ออกแบบมาอย่างไม่ลดทอนคุณภาพ ทีมงานด้านการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมเหมืองของ ENNENG ทำงานร่วมโดยตรงกับผู้ผลิตอุปกรณ์ทำเหมือง (OEM) และผู้ประกอบการเหมือง เพื่อจัดวางระบบขับเคลื่อนแบบแม่เหล็กถาวรที่แข็งแกร่งและกันระเบิดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ส่งผลให้เพิ่มผลผลิตในการสกัดแร่สูงสุด ติดต่อผู้เชี่ยวชาญด้านวิศวกรรมอุตสาหกรรมหนักของเราเพื่อตรวจสอบข้อกำหนดทางเทคนิคของอุปกรณ์:

• วอตส์แอป: +86 18562780228
• อีเมล:  [email protected]
• โทรศัพท์: +86 532 66000559
• ที่อยู่:  สวนอุตสาหกรรมพลังงานใหม่และวัสดุใหม่ไห่ชวง ถนนกุ่ยติง หมายเลข 1 เขตลี่ฉาง เมืองชิงเต่า มณฑลซานตง ประเทศจีน
• เว็บไซต์: global.ennengmotor.com

F AQ

คำถาม: มอเตอร์อุตสาหกรรมสำหรับงานเหมืองแบบแม่เหล็กถาวรสามารถทนต่อแรงกระแทกอย่างรุนแรงโดยไม่สะดุดได้อย่างไร

คำตอบ: มอเตอร์เหมืองแบบแม่เหล็กถาวรชนิดฝังภายในใช้การควบคุมเวกเตอร์ความเร็วสูง ซึ่งสามารถตรวจจับการลดลงของความเร็วอย่างฉับพลันภายในไม่กี่ไมโครวินาที ไดรเวอร์ความถี่แปรผัน (VFD) จะส่งกระแสไฟฟ้าที่สร้างทอร์กทันที โดยใช้ทั้งองค์ประกอบของทอร์กจากแม่เหล็กถาวรและทอร์กจากความต้านทานแม่เหล็ก (reluctance torque) ร่วมกัน เพื่อผลิตทอร์กสูงสุดได้ถึง 300% ของค่าทอร์กปกติ ทำให้มอเตอร์สามารถฝ่าฟันสิ่งกีดขวางชั่วคราว เช่น ก้อนหินติดขัด ได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่สูญเสียภาวะสมมาตร (synchronism)

คำถาม: ทำไมสถาปัตยกรรมโรเตอร์เย็นจึงมีข้อได้เปรียบในอุโมงค์เหมืองใต้ดินที่มีพื้นที่จำกัด?

คำตอบ: เนื่องจากโรเตอร์แม่เหล็กถาวรไม่ต้องการกระแสกระตุ้นใด ๆ จึงไม่มีความร้อนเกิดขึ้นภายในแกนโรเตอร์จากการลื่นไถล ตลับลูกปืนจึงทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่ามาก ส่งผลให้อายุการใช้งานของสารหล่อลื่นยืดยาวขึ้น และป้องกันไม่ให้จาระบีเกิดออกซิเดชัน อุณหภูมิรวมที่ต่ำลงยังลดความต้องการระบบระบายความร้อนด้วยอากาศในบริเวณหน้าตัดอุโมงค์ใต้ดินที่มีพื้นที่จำกัดและระบายอากาศได้ไม่ดี

คำถาม: มอเตอร์แม่เหล็กถาวรสำหรับงานเหมืองมีมาตรการป้องกันการระเบิดแบบใดบ้าง?

คำตอบ: มอเตอร์มีโครงสร้างฝาครอบหล่อชนิดทนระเบิดอย่างหนา (Ex d I Mb) ซึ่งสามารถกักเก็บการระเบิดไฟฟ้าภายในไว้ได้โดยไม่ทำให้บรรยากาศรอบข้างที่มีมีเทนหรือฝุ่นถ่านหินลุกไหม้ โครงสร้างฝาครอบมีรอยต่อแบบกันเปลวไฟตามซีลเพลาและฝาครอบตลับลูกปืน พร้อมระบบป้องกันการแทรกซึมตามมาตรฐาน IP66/IP67 และฉนวนระบบ VPI ระดับคลาส H