molienda sag
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Aplicaciones industriales de convertidores estticos
Molienda SAGGermn Lagos Saldaa Patricio Zavala Hidalgo Camilo Cifuentes Zambrano1 Molienda SAG - AICE
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Contenido Introduccin Molienda
SAG Cicloconversores Control del molino SAG Armnicos y Filtros ConclusionesMolienda SAG AICE
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Introduccin El
cobre representa alrededor del 50% de las exportaciones chilenas y cerca de un 15% del PIB. Es el motor de la economa chilena y crecimiento econmico social. Dado el precio actual del metal rojo, 3.5 dlares la libra, son muchos los proyectos de expansin que se encuentran en curso.Molienda SAG AICE
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Introduccin
Proceso productivo del Cobre
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Introduccin
Planta de molienda y concentradora
La planta recibe el material proveniente de los chancadores, en donde se tiene un tamao promedio de 4 pulgadas. En el stock pile o acopio, el material se ordena de forma natural, quedando el de menor tamao en el fondo para luego ser transportado a los molinos SAG. Tras pasar por la molienda SAG el material se vuelve a refinar por los molinos de bolas, que conectan con los ciclones. Los ciclones clasifican el material para enviar al proceso de flotacin y fundicin.
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Introduccin Circuito
Planta de molienda y concentradorade molienda
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Introduccin
Planta concentradora
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Molino SAG
CaractersticasHasta 12 metros de dimetro 24 MW de Potencia (representa hasta el 60% del consumo de la planta) Velocidad de rotacin aproximada de 10 rpm
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Molino SAG
Requerimientos a cumplirAlta confiabilidad. Control de torque. Convertidores con funcionamiento en los 4 cuadrantes. Partida con 120% de torque nominal sin afectar la red elctrica.Molienda SAG AICE
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Molino SAG
Topologas de funcionamiento.Doble pin. Sin engranajes (Gearless)
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Molino SAG
Funcionamiento molino
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Molino SAG
Funcionamiento molino con barras
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Molino SAG
Funcionamiento molino con bolas
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El Cicloconversor
Motores utilizados son sincrnicos por lo tanto funcionan con corrientes sinusoidales a frecuencia de excitacin Necesidad de utilizacin de convertidores AC-AC
Antiguamente se utilizaban convertidores LCI pero estos producen corrientes cuadradas que causan vibraciones.El convertidor de uso actual para motores gearless es el cicloconversor porque torque es mas suave Fuente de alimentacin trifsica Necesidad de operacin en cuatro cuadrantes
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El Cicloconversor
Seales de salida deseadas
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El Cicloconversor
Para obtener el funcionamiento deseado, se utilizan dos rectificadores en anti paralelo.
Cicloconversor de 6 pulsos
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El Cicloconversor
Disparo de tiristores varia para lograr salidas lo mas sinusoidales posibles Corrientes filtradas por carga inductiva son sinusoidales
Tensin de salida
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El Cicloconversor
Es posible conectar cargas en forma trifsica, como ocurre en el motor del molino SAG
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El Cicloconversor
Con la conexin de varios cicloconversores se puede variar cantidad de pulsos de la salida al igual que en rectificadores
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El Cicloconversor
Tensin de salida para cicloconversor de doce pulsos es mas cercana a lo deseado
Tensin de salida para una cargaMolienda SAG AICE
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El Cicloconversor
Corriente por cicloconversor de doce pulsos es cercana a la sinusoidal deseada gracias a el filtraje de la carga inductiva
Corriente de salida para carga trifsicaMolienda SAG AICE
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Control del molino SAG
El molino SAG Gearless consiste en un enorme motor sincrnico, siendo la parte mvil el tambor que contiene el material y el estator el anillo que soporta al rotor. En definitiva, pueden aplicarse tcnicas de control de motores para el control del molino SAG teniendo directa incidencia en el proceso de molienda.
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Control molino SAG
estator y rotor
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Control molino SAG
El motor sincrnicoEn la actualidad se utilizan motores de entre 8 a 24 [MW] con un 97% de eficiencia. Consisten en motores de doble devanado de estator, teniendo por lo general 56 polos en el rotor. Para controlar la velocidad y torque del molino se utilizan cicloconversores, los cuales permiten modificar la frecuencia de excitacin.
Donde: n: Velocidad rotor f: frecuencia excitacin P: pares de polo
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Control molino SAGEs necesario entender el diagrama vectorial para realizar el control vectorial o de campo orientado
Diagrama vectorial del motor sincrnico
Control de corriente Iq (torque) Control de corriente Id (flujo)Molienda SAG AICE
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Control molino SAG
oLa idea del control vectorial matemticas para llevar el sistema 3
Estrategia de control
es realizar transformaciones a 2 fases , .
oUna vez realizada la transformacin se debe orientar el sistema de coordenadas , de estator con las coordenadas del vector rotatorio de flujo, que giran con un ngulo s. Estas nuevas coordenadas rotatorias se encuentran en un nuevo eje d q. oPara realizar control de torque se debe actuar sobre la magnitud de Iq, equivalente a manipular la corriente de armadura en una mquina DC. oPara realizar el control de flujo se debe actuar sobre la magnitud de Id. d
q
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Torque
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Control molino SAG
Diagrama de bloques
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Control molino SAGVelocidad
Control Diagramade bloques de
Recibe Vref - V
Iq ref
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Control molino SAGde Flujo
Diagrama de bloques Control
Id ref
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Control molino SAGcoordenadas
Transformacin Diagrama de bloques de
Estimador de magnitud y ngulo de flujo
Recibe id iq
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Control molino SAGcoordenadas
Transformacin Diagramade bloques de
Entrega Ia Ib Ic refs
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Control molino SAGestator
Control de Diagrama dede bloques corrientes
Recibe Ia, Ib e Ic refs Ia, Ib e Ic
Entrega actuacin para etapa de PotenciaMolienda SAG AICE
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Control molino SAGrotor
Diagrama de bloques Control flujo de
Entrega I ref rectificador puenteMolienda SAG AICE
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Armnicos y filtrosArmnicas presentes
Debido a rectificador de 12 pulsos
Debido al funcionamiento del cicloconversor
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Armnicos y filtros-Armnicas de orden decimal -Armnicas dependen de la velocidad de rotacin del molino -Amplitudes de las armnicas son de corrientes considerables.
Frecuencias de las armnicasFrecuencias Fi Fi + 6 f 0 11Fi 11Fi + 6 f0 13Fi 13Fi + 6 f0
F i - 6 f0Fi + 12 f0 Fi - 12 f0
11Fi - 6 f011Fi + 12 f0 11Fi - 12 f0
13Fi - 6 f013Fi + 12 f0 13Fi - 12 f0
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Armnicos y filtrosFiltros
Debido a la gran potencia que se maneja se deben ocupar filtros pasivos. Filtros sintonizados para la 11 y 13 armnica. Un filtro pasa altos para atenuar otras frecuencias.
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ConclusionesVentajas de molino gearless alimentado por cicloconversor:Aceleracin y desaceleracin suaves y controladas. Detencin suave y controlada, sin oscilacin. Menos costos por mantencin. Operacin a velocidades menores o superiores a la velocidad nominal. No existe golpe de corriente en la partida. Proteccin de carga congelada.Molienda SAG AICE
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ConclusionesVentajas de molino gearless alimentado por cicloconversor:Utilizacin de filtros pasivos para obtener un buen factor de potencia Posibilidad de control de armnicas de corriente para cumplir normativa local Funcionamiento en cuatro cuadrantes Mejora de calidad y eficiencia de proceso de moliendaMolienda SAG AICE