70675960 Molienda SAG
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Molienda
SAGGermn Lagos Saldaa
Patricio Zavala Hidalgo
Camilo Cifuentes Zambrano
Aplicaciones
industriales de
convertidoresestticos
Molienda SAG - AICE1
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Contenido
Introduccin
Molienda SAG
Cicloconversores
Control del molino SAG
Armnicos y Filtros
Conclusiones
22 de septiembre de 2010
Molienda SAG AICE
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Introduccin
El cobre representa alrededor del 50% delas exportaciones chilenas y cerca de un15% del PIB.
Es el motor de la economa chilena ycrecimiento econmico social.
Dado el precio actual del metal rojo, 3.5dlares la libra, son muchos los proyectosde expansin que se encuentran encurso.
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Molienda SAG AICE
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Introduccin
Proceso productivo del Cobre
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Molienda SAG AICE
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Molienda SAG
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Introduccin
Planta de molienda y concentradora
La planta recibe el material proveniente de loschancadores, en donde se tiene un tamaopromedio 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 sevuelve a refinar por los molinos de bolas, queconectan con los ciclones.
Los ciclones clasifican el material para enviar alproceso de flotacin y fundicin.
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Circuito de molienda
Introduccin
Planta de molienda y concentradora
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Introduccin
Planta concentradora
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Molino SAGCaractersticas
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Hasta 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 SAGRequerimientos a cumplir
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Alta confiabilidad.
Control de torque.
Convertidores con funcionamiento en los 4
cuadrantes.
Partida con 120% de torque nominal sin afectar la
red elctrica.
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Molino SAGTopologas de funcionamiento.
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Doble pin. Sin engranajes
(Gearless)
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Molino SAGFuncionamiento molino
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Molino SAGFuncionamiento molino con barras
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Molino SAGFuncionamiento 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
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Seales de salida deseadas
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El Cicloconversor
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Para obtener el funcionamiento deseado, se
utilizan dos rectificadores en anti paralelo.
Cicloconversor de 6 pulsos
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El Cicloconversor
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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
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Es posible conectar cargas en forma trifsica,
como ocurre en el motor del molino SAG
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El Cicloconversor
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Con la conexin de varios cicloconversores se
puede variar cantidad de pulsos de la salida al
igual que en rectificadores
Molienda SAG AICE
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El Cicloconversor
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Tensin de salida para cicloconversor de doce
pulsos es mas cercana a lo deseado
Molienda SAG AICE
Tensin de salida para una carga
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El Cicloconversor
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Corriente por cicloconversor de doce pulsos es
cercana a la sinusoidal deseada gracias a el
filtraje de la carga inductiva
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Corriente de salida para carga trifsica
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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 sincrnico
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En la actualidad se utilizan motores de entre 8 a24 [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 seutilizan 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 SAG
Diagrama vectorial del motor sincrnico
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Es necesario entender
el diagrama vectorial
para realizar el control
vectorial o de campo
orientado
Control de
corriente
Iq (torque)
Control de
corriente Id
(flujo)
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Control molino SAG
Estrategia de control
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dq
Torque
oLa idea del control vectorial es realizar transformaciones
matemticas para llevar el sistema 3 a 2 fases , .
oUna vez realizada la transformacin se debe orientar el sistema decoordenadas , de estator con las coordenadas del vectorrotatorio de flujo, que giran con un ngulo s. Estas nuevascoordenadas rotatorias se encuentran en un nuevo eje d q.
oPara realizar control de torque se debe actuar sobre la magnitud deIq, equivalente a manipular la corriente de armadura en unamquina DC.
oPara realizar el control de flujo se debe actuar sobre la magnitud de
Id.
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Control molino SAG
Diagrama de bloques
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Control molino SAG
Diagrama de bloques
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Control
de
Velocidad
Recibe
Vref - VIq ref
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Control molino SAG
Diagrama de bloques
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Control
de Flujo
Id ref
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Control molino SAG
Diagrama de bloques
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Transformacin
de
coordenadas
Recibe id
iq
Estimador de
magnitud y
ngulo de flujo
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Control molino SAG
Diagrama de bloques
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Transformacin
de
coordenadas
Entrega
Ia Ib Ic refs
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Control molino SAG
Diagrama de bloques
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Control de
corrientes de
estator
Recibe
Ia, Ib e Ic
refs Ia, Ib e Ic
Entrega
actuacin
para etapa
de Potencia
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Control molino SAG
Diagrama de bloques
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Control flujo de
rotor
Entrega
I ref
rectificador
puente
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Armnicos y filtrosArmnicas presentes
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Debido a rectificador de 12 pulsos
Debido al funcionamiento del cicloconversor
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Armnicos y filtrosFrecuencias de las armnicas
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Frecuencias
Fi 11Fi 13Fi
Fi + 6 f0 11Fi + 6 f0 13Fi + 6 f0
Fi - 6 f0 11Fi - 6 f0 13Fi - 6 f0
Fi + 12 f0 11Fi + 12 f0 13Fi + 12 f0
Fi - 12 f0 11Fi - 12 f0 13Fi - 12 f0
-Armnicas de orden
decimal
-Armnicas dependen de
la velocidad de rotacin
del molino
-Amplitudes de las
armnicas son de corrientes
considerables.
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Armnicos y filtrosFiltros
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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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Conclusiones
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Ventajas 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.
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Conclusiones
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Ventajas 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 molienda
