摘要：本文簡要介紹球磨機的構成部分，以及藍海華騰變頻器在球磨機上的節(jié)
能改造方案，描述了變頻器選型與特性、變頻節(jié)能效果分析等。

關鍵詞：變頻器 球磨機 節(jié)能改造

0 引言
球磨機一般采用簡單的工頻控制，易造成物料的過度研磨，所需研磨周期較長，研磨效率較低，單位產(chǎn)品功耗較大，啟動電流大，對設備和電網(wǎng)的沖擊很大，機械設備的生產(chǎn)維護量也大，而且電的損耗量相當驚人，這必然會給生產(chǎn)廠家?guī)砗芏嗖槐匾穆闊┖蛧乐氐馁Y源浪費，所以隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展及企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大，直接工控球磨機的弊病已暴露無遺，并嚴重地阻礙了各工業(yè)企業(yè)快速發(fā)展。這就促使人們去研制啟動平滑、研磨效率較高、產(chǎn)量大、能耗低的球磨機——變頻控制球磨機。

球磨機屬于低速重載設備，裝載量大，起動力矩也很大，一般需要加裝液力耦合器來完成傳動系統(tǒng)的啟動和調速。水泥行業(yè)、陶瓷工業(yè)球磨機通常采用附加啟動電機沖擊啟動或軟啟動裝置來啟動，對電網(wǎng)沖擊大，而且啟動完成后運轉時所需的轉距減小，所以在節(jié)約能源方面有很大的空間。

1 球磨機簡要介紹
1.1 筒體
筒體：圓形筒體由若干塊兒厚度為十二到十五毫米的鋼板焊接而成。其兩端焊接有法蘭盤，以便與鑄鋼的給料端蓋排料端蓋鏈接，筒內裝有可以更換的襯板，為了使襯板與筒體內壁緊密接觸并緩沖鋼球對筒體的沖擊，在襯板與筒體內被之間敷有膠合板，為便于更換襯板和檢查筒體內部狀況，在筒體上開有入孔，入孔多為矩形，長度一般為三百五十到五百五十毫米。
1.2 給料部
給料部：由帶有中空軸頸的端蓋聯(lián)合給料器，扇形襯板，和軸頸內套，等部件組成，中空軸頸內套可防止給料磨損軸頸內表面，內套的內表面帶有螺旋，有助于給料，給料器用螺栓固定在內套的端部，一般使用聯(lián)合式給料器，其次是鼓式給料器和渦式給料器等等。
1.3 排料部
排料部：由帶有中空軸頸的端蓋，格子襯板，襯塊，中心襯板，和軸頸內套等零件組成，在端蓋內壁上鑄有八條放射性筋條，相當于隔板，每兩根筋條之間有格子襯板，用襯塊擠壓固定，襯塊則由螺釘穿過壁上的筋條固緊在端蓋上，自中心部分，利用中心襯板的止口拖住所有格子襯板，中空軸頸的內套在排料格子的一端制成喇叭形葉片，以引導隔板淘起的礦漿順著葉片流出，整個排料部位和給料部位度一樣緊固在筒體法蘭盤上。

2 變頻改造方案
2.1 系統(tǒng)性能要求
根據(jù)原工況存在的問題并結合生產(chǎn)工藝要求，改造后的球磨機系統(tǒng)應滿足以
下要求:
①改造后的設備要有足夠的起動轉距，滿足球磨機裝載量大的要求，并保證設備在變頻運行狀態(tài)下使電機平穩(wěn)運行，保障電動機具有恒功率特性；
②利用變頻調速控制系統(tǒng)改造原有球磨機拖動系統(tǒng)，滿足球磨機低速時的正常運行，確保正常的工藝控制要求，延長球磨機及電動機的使用壽命，減少維護。
③ 具有過電壓、過電流及失速保護等多種保護方式，保護功能齊全,操作方便；
④ 在任意加減速時間和任意沖擊負載條件下，變頻器穩(wěn)定無跳閘運行，在節(jié)能的條件下提高工作效率；
⑤ 實現(xiàn)了軟啟動功能，峰值電流小，對電網(wǎng)無沖擊，完全避免了電氣沖擊，降低了機械振動，延長了設備的使用壽命；
⑥ 變頻器有非常好的限速限流功能，保證電機能平滑無沖擊的啟動；
⑦ 變頻器提供參數(shù)拷貝功能，快速設置參數(shù)，便于操作和使用
⑧ V5 系列變頻器全部采用獨立風道設計，充分滿足的變頻器的散熱效果，保證了變頻器的內部器件的穩(wěn)定性。
⑨ 變頻器結構精美、高性價比、維護方便、安裝簡便、人體工程學設計
2.3 變頻系統(tǒng)電氣圖

2.4 變頻系統(tǒng)說明
① 利用變頻調速技術改造了球磨機的拖動系統(tǒng)，滿足了球磨機低速運行、大起動轉距的特點，實現(xiàn)了球磨機的運行速度連續(xù)可調。電機起動時無沖擊電流，起動力距足夠，保護功能完善。保證了工藝控制質量、節(jié)約了維護成本。
② 改造后的設備能夠實現(xiàn)自動控制，以及市電/節(jié)電切換功能，并能克服球磨機大慣性引起的回升電壓，有效地保證設備正常運行。
③ 利用變頻器自動電壓調節(jié)功能，可在與負載無關的條件下，保持電機效率最高。

3、變頻系統(tǒng)節(jié)能效果分析
以某陶瓷廠90KW 球磨機加以說明。該球磨機電機90KW，料筒轉速為16r/min,
每個工作周期3.75s，電流變化范圍80～100A，相當于額定電流的46％～62.5％。
A 節(jié)能改造前
負載較高時的功耗：
P10＝90×0.625/0.884＝63.63（KW）
0.884 為62.5％負載時電機的效率。
負載較低時的功耗：
P11＝90×0.46/0.65＝63.69（KW）
0.65 為46％負載時電機的效率。

B 節(jié)能改造后
負載較高時的功耗：
P20＝90×0.625/0.886＝63.49（KW）
0.886 為62.5％負載且電壓控制時電機的效率。
負載較低時的功耗：
P21＝90×0.46/0.70＝59.14（KW）
0.46 為46％負載負載且電壓控制時電機的效率。

C 利用CHE 變頻器自動電壓調節(jié)功能時的年節(jié)電率
P=（P20×0.75＋P21×3）/3.75＝60.01（KW）
每年按320 天、每天運行20 小時，每年可節(jié)電
（63.49－60.01）×6400＝22272（KW.h）
折算節(jié)電率為（63.49－60.01）/63.49＝5.5％
備注：以上參數(shù)僅供用戶參考，實際數(shù)據(jù)還要跟據(jù)現(xiàn)場工況而定。

D 總節(jié)電率
對加裝了液力耦合器的球磨機，在去掉液力耦合器，加裝藍海華騰變頻器和補償電容后的節(jié)電率為8％，與變頻器自動電壓調節(jié)模式時的節(jié)電率相加，變頻系統(tǒng)總節(jié)電率為13.5％。

4 結束語
在全國上下用電形式嚴峻的情況下，各企業(yè)各單位都應該注重能源節(jié)約，采取先進的節(jié)能降耗機制，即保護環(huán)境又為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟效益。通過以上分析和實踐證明，在節(jié)電空間比較小的球磨機上應用藍海華騰V5 系列變頻器，依然可以取得一定的節(jié)電效果。

參考文獻：
藍海華騰.V5-H 高性能矢量控制型變頻器用戶手冊.2007 年6 月

作者簡介：
劉佳暢，男，主要從事自動化系統(tǒng)與變頻調速器的應用與技術研究工作電力電子技術及變頻器應用，現(xiàn)供職于深圳市藍海華騰技術有限公司。
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