普傳變頻器在球磨機的應用案例分析

1、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，單位產品功耗較大，啟動電流大，對設備和電網的沖擊很大，機械設備的生產維護量也大，而且電的損耗量相當驚人，這必然會給生產廠家帶來很多不必要的麻煩和嚴重的資源浪費，所以隨著社會經濟的發展及企業生產規模的擴大，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企業快速發展。這就促使人們去研制啟動平滑、研磨效率較高、產量大、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的啟動和調速。陶瓷工業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，對電網沖擊大，而且啟動完成后運轉時所需的轉距減小，所以在節約能源方面有很大的空間。

2.變頻改造方案
2.1系統性能要求

　　根據原工況存在的問題并結合生產工藝要求，改造后的球磨機系統應滿足以下要求:
★ 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下使電機平穩運行，保障電動機具有恒功率特性；
★ 利用變頻調速控制系統改造原有球磨機拖動系統，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。
2.2 變頻器選型

　　根據上述原則，選擇普傳通用變頻器，該系列變頻器有以下特點：
　　應用先進的空間電壓矢量SPWM控制技術，采用高性能的功率模塊和DSP芯片，內置電流控制環，實現高精度閉環控制，達到電壓和頻率輸出的高穩定性和高精度要求。全新的生產工藝和完備的檢測設備，保證了該產品在應用中更加穩定可靠。
2.3 變頻系統說明
★ 利用變頻調速技術改造了球磨機的拖動系統，滿足了球磨機低速運行、大起動轉距的特點，實現了球磨機的運行速度連續可調。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、節約了維護成本。
★ 改造后的設備能夠實現自動控制，以及市電/節電切換功能，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。
★ 利用變頻器自動電壓調節功能，可在與負載無關的條件下，保持電機效率最高。
3、變頻系統節能效果分析
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 利用普傳變頻器自動電壓調節功能時的年節電率
P=(P20×0.75＋P21×3)/3.75＝60.01（KW）
每年按320天、每天運行20小時，每年可節電
（63.49－60.01）×6400＝22272（KW.h）
折算節電率為（63.49－60.01）/63.49＝5.5％
D 總節電率

　　對加裝了液力耦合器的球磨機，在去掉液力耦合器，加裝普傳變頻器和補償電容后的節電率為8％，與變頻器自動電壓調節模式時的節電率相加，變頻系統總節電率為13.5％。
4、結束語

　　在全國上下用電形式嚴峻的情況下，各企業各單位都應該注重能源節約，采取先進的節能機制，即保護環境又為企業創造經濟效益。
通過以上分析和實踐證明，在節電空間比較小的球磨機上應用普傳變頻器，依然可以取得一定的節電效果。