Quatre treuils pour une perceuse
Épisode 12
Technique d'entraînement pour le forage et autres solutions pour l'industrie minière
L’industrie minière est en plein essor – non seulement en Allemagne, mais dans d’autres régions du monde. Les variateurs de fréquence jouent un rôle important dans les forages, ce que l’on appelle le teuf-teuf. Lutz Kramaschki, de Siemag Tecberg, et Jörg Drunkenmölle, de Danfoss Drives, nous révèlent lesquelles dans cet épisode de Torque – The Drive Podcast. Les deux experts ont également des informations sur d’autres solutions intelligentes pour l’industrie minière.
Le constructeur de machines hessois Siemag Tecberg fournit des techniques de convoyage de puits aux mines du monde entier, de l’Angleterre à l’Afrique du Sud et au Canada. La technique de Danfoss Drives est également présente. Le scénario d’intervention lors de l’excavation : quatre treuils avec quatre câbles maintiennent la foreuse et le défi consiste à ce que la foreuse entre dans le puits de manière synchronisée afin qu’elle ne se mette pas de travers. 1000 mètres de corde sont enroulés. C’est là que la puissance, la technique d’entraînement et les temps de réponse sont décisifs.
Des services numériques pour une planification plus sûre dans l'industrie minière
Dans les installations éloignées des villes ou situées dans des zones difficiles d’accès, le Condition-based Monitoring (CBM) et la maintenance prédictive avec un variateur de fréquence intelligent sont vraiment rentables. En effet, le déplacement des techniciens de service s’avère toujours fastidieux et coûteux. La pierre angulaire d’une haute disponibilité de telles installations peut être une simple ligne Internet, sait Jorg Drunkenmolle. Si Internet est disponible, le Condition Monitoring avec variateur de fréquencee est également possible. De cette manière, les techniciens de service gardent toujours un œil sur leurs installations à distance et peuvent mieux planifier les interventions de maintenance. Pour savoir comment faire, écoutez cet épisode du podcast.
La boucle est bouclée ici avec d’autres épisodes de Torque – The Drive Podcast. : L’épisode 1« Comment un variateur apprend-il?" et l’épisode 11« Utiliser les données, améliorer les performances de l’installation" expliquent ce qui rend les variateurs de fréquence intelligents et comment tirer rapidement les bonnes conclusions des données fournies.
Sondage, construction de puits, extraction
Il y a plus de deux ans, la dernière mine en activité de Bottrop fermait ses portes et, avec le dernier voyage des mineurs, c’est une partie de l’histoire de l’industrie minière qui prenait fin en Allemagne. Les mines ont fermé, mais le savoir-faire local en matière de taille, de construction de puits et d’extraction perdure – dans d’autres régions du monde. "L’exploitation minière n’est pas terminée. Le lithium et les sels sont convoités et exploités", explique Lutz Kramaschki de Siemag Tecberg. Le constructeur de machines hessois fournit des techniques de convoyage de puits aux mines du monde entier, de la Biélorussie à l’Angleterre, l’Afrique du Sud et le Canada. Les variateurs de fréquence de Danfoss Drives jouent un rôle important à cet égard.
Record du diable
Siemag Tecberg fournit entre autres les treuils de benne pour les projets. "Nos clients utilisent les machines pour le creusement, la mise en place de puits et ont même pu établir de nouveaux records de diables de 144 mètres par mois", rapporte fièrement le constructeur de machines. Les Hessois ont fourni deux machines de fonçage à tambour à un câble, montées à poste fixe et d’une force de traction de 215 kN, et deux machines de fonçage à tambour à un câble (d’une force de traction de 252 kN), y compris la technique de commande correspondante, pour le transport de marchandises en mode de fonçage au moyen de bennes pour le puits 1 (S1) et le puits 2 (S2). Jörg Drunkenmölle et son équipe de Danfoss Drives peuvent également épingler une petite partie du record du diable à leur revers, car la technique d’entraînement est un composant important de la machine.
Danfoss a fourni des variateurs de fréquence VACON NXC en tant que convertisseurs à faible harmonique avec réinjection d’énergie. "Le défi technique résidait surtout dans le fait qu’un entraînement motorisé est monté à droite et à gauche du tambour. Si les deux sont couplés à un seul axe, l’un des entraînements doit tourner dans l’autre sens, en synchronisation avec l’entraînement maître, mais dans l’autre sens. C’est ce que nos collègues de Danfoss ont dû faire dans le convertisseur de fréquence. Ce qui était important pour nous, c’est qu’ils ne doivent évidemment pas tourner l’un contre l’autre et que la machine exige le couple complet", explique Kramaschki. Il était en outre obligatoire de répartir exactement la charge sur les deux moteurs électriques reliés par adhérence.
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Défi de la profondeur à la mine de Woodsmith à York
Dans la mine de Woodsmith à York, en Angleterre, la foreuse de puits est accrochée en quatre points et quatre treuils au total la font descendre. Elle se coince dans le puits, puis perce un mètre. Puis elle remonte et est à nouveau évacuée. Quatre treuils avec quatre câbles maintiennent la foreuse et le défi consiste à faire rentrer la foreuse dans le puits de manière synchronisée afin qu’elle ne se mette pas de travers. 1000 m de corde sont enroulés. "C’est là que la puissance, la technique d’entraînement et les temps de réponse sont décisifs", explique Kramaschki. "Nous mesurons la profondeur, c’est-à-dire le moment où le mètre est atteint".
Le système d’entraînement est préalablement alimenté. Lorsque le frein est ensuite relâché, le foret ne tombe pas dans le puits. Le couple moteur complet doit être appliqué à vitesse zéro pour le maintien. Les variateurs reçoivent une valeur de consigne pour que le foret flotte. Avec la nouvelle valeur de consigne, la foreuse de puits continue à se déplacer dans le puits. "C’est toujours une personne qui en est responsable", souligne l’expert en énergie éolienne.
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Un cas de synchronisation angulaire
Drunkenmölle ajoute : "La synchronisation angulaire est le mot magique". Un codeur incrémental est monté sur chaque arbre moteur. Celui-ci fournit 1024 impulsions par rotation de l’arbre moteur. "Cela signifie que si l’arbre du moteur tourne une fois, nous recevons 1024 fois un signal marche et arrêt. Si nous avons par exemple un entraînement maître et que nous faisons tourner l’arbre du moteur par exemple 0,5 tour en 1 seconde, nous avons alors 0,5 *1.024 impulsions et nous suivons exactement les impulsions et ce à la même vitesse que le maître", illustre-t-il.
"Il faut alors que ça marche", plaisante Kramaschki, qui ajoute : "Il ne faut pas sous-estimer l’ingénierie. Chaque application dans notre branche est différente et j’ai besoin, en matière de technique d’entraînement, d’un interlocuteur qui s’adapte entièrement à mon application. Danfoss Drives a dû s’adapter à notre gamme de prestations. Il faut coordonner les interfaces. Quels signaux vais-je transmettre et où, de quels signaux le variateur de fréquence a-t-il besoin ? Et selon le fabricant, les interfaces sont différentes. Il faut donc quelqu’un pour coordonner tout cela".
