Introdução

À medida que as operações de mineração continuam buscando maior eficiência, menores custos de manutenção e melhor desempenho energético, os sistemas de transportadores de acionamento direto de ímã permanente (PMDD) estão rapidamente substituindo as soluções convencionais de acionamento por correia.

FGI'sAcionamento de Frequência Variável (VFD) Série FD300foi desenvolvido especificamente para motores de tambor de ímã permanente, proporcionando controle vetorial de alto desempenho, coordenação precisa de múltiplos motores e operação confiável sob condições exigentes de mineração. Esta aplicação demonstra como a Série FD300 oferece com sucesso controle mestre-escravo estável e eficiente para um sistema de transportador de acionamento direto por ímã permanente em uma mina de carvão.

Por que sistemas de transportadores de acionamento direto com ímã permanente?

Sistemas tradicionais de transportadores normalmente utilizam uma combinação deMotores de admissão, acoplamentos hidráulicos, caixas de câmbio e tambores de transmissão. Embora amplamente adotados, esses sistemas de transmissão multiestágio frequentemente sofrem de:

• Alto consumo de energia

• Falhas mecânicas frequentes

• Requisitos intensivos de manutenção

• Grande espaço de instalação

• Alto impacto inicial em cintas e equipamentos

A tecnologia de acionamento direto por ímã permanente elimina a caixa de câmbio e outros componentes mecânicos intermediários, oferecendo várias vantagens significativas:

• Maior eficiência de transmissão

• Perdas mecânicas menores

• Área compacta de instalação

• Excelente capacidade de partida com cargas pesadas

• Redução dos requisitos de manutenção

• Maior confiabilidade e maior vida útil

• Estrutura à prova de explosão adequada para mineração subterrânea

Essas vantagens tornam os sistemas de transportadores PMDD uma solução cada vez mais preferida para minas de carvão modernas.

Desafios do Controle de Motores de Tambores de Ímã Permanente

Motores de tambor de ímã permanente geralmente adotam umEstrutura de ímã permanente do rotor externo, onde o próprio tambor funciona como rotor do motor.

Comparados aos motores convencionais, esses sistemas apresentam:

• Contagem de polos extremamente alta (tipicamente acima de 40 pares de polos)

• Altos requisitos de torque de partida

• Operação pesada em baixa velocidade

• Operação subterrânea contínua em ambientes adversos

Essas características exigem muito mais o algoritmo de controle do inversor do que as aplicações convencionais de motores de indução.

Série FD300: Algoritmos Avançados de Controle para Motores de Tambor de Ímã Permanente

A Série FD300 VFD integra múltiplas tecnologias avançadas de controle especificamente projetadas para aplicações de transportadores de ímãs permanentes.

Desempenho Excepcional em Baixa Velocidade e Cargas Pesadas

O algoritmo avançado de controle vetorial entrega atéTorque nominal de 180% em velocidade quase zero, possibilitando:

• Inicialização do transportador totalmente carregado

• Transporte confiável em subida

• Operação estável em baixa velocidade

• Capacidade anti-roll-back

Identificação de Posição Multipolo de Alta Precisão

VFDs padrão frequentemente têm dificuldade em controlar motores com contagem de polos muito alta, resultando em:

• Perda de sincronização

• Vibração

• Corrente externa

• Partida reversa

O FD300 incorpora algoritmos proprietários multipolares de estimativa de posição do rotor, capazes de identificar com precisão a posição inicial do rotor com erro abaixo±5°, garantindo uma partida suave e confiável.

Controle Vetorial Sem Sensor com Controle Opcional em Loop Fechado

O FD300 prioriza o controle vetorial sem sensores de alto desempenho, ao mesmo tempo em que também suporta:

• Codificadores absolutos

• Codificadores incrementais

• Feedback do resolver

Como os dispositivos codificadores são vulneráveis à umidade, poeira e danos mecânicos em minas subterrâneas, a solução sem sensor melhora significativamente a confiabilidade do sistema, mantendo excelente desempenho em baixa velocidade.

Funções dedicadas de controle de transportadores

O FD300 oferece uma gama abrangente de recursos específicos para transportadores, incluindo:

• Balanceamento de potência múltiplos de propulsão mestre-escravo

• Menos queDesvio de potência de 5%Entre motores mestre e escravo

• Tempo ajustável de aceleração e desaceleração a partir de0 a 1800 segundos

• Partida e parada suaves para reduzir a tensão da correia

• Freio DC para proteção contra recuo

• Freagem regenerativa para transporte em descida

• Proteção contra estol

• Proteção contra a quebra da correia

• Proteção de saída de degrau

• Proteção contra desmagnetização por ímã permanente

Realimentação Regenerativa de Energia

Para transportadoras longas em descida comumente usadas em operações de mineração, a FD300 suporta:

• Operação regenerativa de quatro quadrantes

• Tecnologia Active Front End (AFE)

• Operação com alto fator de potência

• Recuperação de energia de volta à rede elétrica

Caso de Aplicação: Mina de Carvão em Guizhou, China

A Série FD300 foi implantada com sucesso em uma mina de carvão operada por um grupo provincial de energia em Guizhou, China.

A FGI forneceu uma solução completa de drive composta por umAcionamento mestre FD300-355G-6e umPropulsão escrava, substituindo o tradicional motor de indução e sistema de transmissão por uma solução de acionamento direto de ímã permanente.

Para atender à demanda do cliente de máxima confiabilidade operacional, a FGI desenvolveu um modelo personalizadoModo de Comutação Mestre-Escravo / Independente.

Se um motor ou um inversor ficar indisponível, o acionamento restante pode continuar operando de forma independente, reduzindo significativamente o tempo de inatividade da produção e melhorando a disponibilidade geral do sistema.

Principais Benefícios Entregues

1. Redução do Estresse Mecânico

O FD300 permite tempos de partida ajustáveis a partir de1 a 3600 segundos(normalmente configurados entre 60 e 120 segundos), minimizando a tensão da correia e o choque mecânico, ao mesmo tempo em que prolongam a vida útil de roletes, tambores e componentes de esteiras.

2. Compartilhamento Preciso de Carga Multi-Motor

Por meio da coordenação inteligente mestre-escravo, o sistema mantém o desvio de poder abaixo5%, garantindo uma distribuição equilibrada da carga e prevenindo o superaquecimento do motor.

3. Inicialização confiável de cargas pesadas

A capacidade de produzirTorque nominal de 180% em baixa velocidadePossibilita uma partida suave mesmo quando a esteira está totalmente carregada, eliminando efetivamente as condições de estol (stoff).

4. Melhoria da Eficiência Energética

O VFD ajusta automaticamente a velocidade do transportador de acordo com o fluxo do material.

Quando o transportador opera sob carga parcial ou condições de marcha lenta, evita-se operação desnecessária em alta velocidade, reduzindo:

• Consumo de energia

• Desgaste mecânico

• Custos operacionais totais

Conclusão

A tecnologia de controle de acionamento direto por ímã permanente desenvolvida de forma independente pela FGI é especificamente otimizada para motores de tambor de ímã permanente de baixa velocidade e de polos altos usados em sistemas de transportadores de mineração.

Por meio de controle vetorial avançado, coordenação inteligente mestre-escravo, retorno energético regenerativo e funções abrangentes de proteção, a Série FD300 desbloqueia totalmente as vantagens da tecnologia de acionamento direto por ímã permanente.

A solução ajuda as empresas de mineração a melhorar a eficiência operacional, reduzir o consumo de energia, minimizar os requisitos de manutenção e aumentar a confiabilidade da produção, entregando valor a longo prazo para operações de mineração modernas, inteligentes e sustentáveis.