行業應用
1. 引(yin)言(yan)
在我國陶瓷行(xing)(xing)業，球磨(mo)機被(bei)大量使(shi)用(yong)，是物料粉(fen)碎(sui)的(de)不可缺少(shao)的(de)重要生產設備。球磨(mo)機一般(ban)功率都較大，工(gong)作效(xiao)率又很(hen)低(di)，因而(er)成為陶瓷行(xing)(xing)業最大的(de)耗電設備。對(dui)球磨(mo)機進行(xing)(xing)節能(neng)改(gai)造，對(dui)于(yu)我國建設節約型社(she)會，減少(shao)環境污染具有(you)重大的(de)經濟和社(she)會意義。
2. 球磨(mo)機的工作原(yuan)理
目前球(qiu)磨(mo)(mo)機(ji)(ji)(ji)普遍采用(yong)(yong)的(de)(de)(de)驅(qu)動(dong)(dong)(dong)(dong)方式是：三相(xiang)交(jiao)流電(dian)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)—液(ye)力耦(ou)(ou)合(he)(he)器(qi)—齒(chi)輪(lun)(lun)減(jian)速(su)器(qi)—皮(pi)帶輪(lun)(lun)減(jian)速(su)器(qi)。在(zai)(zai)(zai)這里，球(qiu)磨(mo)(mo)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)料筒作(zuo)(zuo)為(wei)了減(jian)速(su)器(qi)的(de)(de)(de)皮(pi)帶輪(lun)(lun)使用(yong)(yong)。在(zai)(zai)(zai)球(qiu)磨(mo)(mo)機(ji)(ji)(ji)重載(zai)起(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)時，電(dian)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)起(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)電(dian)流可(ke)達(da)到(dao)額定電(dian)流的(de)(de)(de)十(shi)倍以(yi)上。為(wei)了緩解起(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)時的(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)械沖(chong)擊(ji)，傳動(dong)(dong)(dong)(dong)環節(jie)中加入(ru)了液(ye)力耦(ou)(ou)合(he)(he)器(qi)，液(ye)力耦(ou)(ou)合(he)(he)器(qi)是通過控制工(gong)作(zuo)(zuo)腔內(nei)工(gong)作(zuo)(zuo)油(you)(you)的(de)(de)(de)動(dong)(dong)(dong)(dong)量(liang)矩變化來傳遞電(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)驅(qu)動(dong)(dong)(dong)(dong)能量(liang)的(de)(de)(de)。電(dian)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)通過液(ye)力耦(ou)(ou)合(he)(he)器(qi)的(de)(de)(de)輸(shu)入(ru)軸拖(tuo)動(dong)(dong)(dong)(dong)其(qi)主動(dong)(dong)(dong)(dong)工(gong)作(zuo)(zuo)輪(lun)(lun)旋轉(zhuan)(zhuan)，對工(gong)作(zuo)(zuo)油(you)(you)加速(su)，被(bei)加速(su)后的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)油(you)(you)再帶動(dong)(dong)(dong)(dong)液(ye)力耦(ou)(ou)合(he)(he)器(qi)的(de)(de)(de)從動(dong)(dong)(dong)(dong)工(gong)作(zuo)(zuo)渦輪(lun)(lun)旋轉(zhuan)(zhuan)，把驅(qu)動(dong)(dong)(dong)(dong)能量(liang)傳遞到(dao)其(qi)輸(shu)出(chu)軸和負載(zai)。傳動(dong)(dong)(dong)(dong)系(xi)統中的(de)(de)(de)液(ye)力耦(ou)(ou)合(he)(he)器(qi)在(zai)(zai)(zai)起(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)時起(qi)(qi)緩沖(chong)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)，讓電(dian)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)可(ke)以(yi)輕載(zai)起(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)，以(yi)減(jian)小起(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)電(dian)流，等電(dian)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)起(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)后再慢慢加載(zai)，達(da)到(dao)順(shun)利起(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)球(qiu)磨(mo)(mo)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)，減(jian)小起(qi)(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)時的(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)械沖(chong)擊(ji)。在(zai)(zai)(zai)工(gong)作(zuo)(zuo)時通過液(ye)力耦(ou)(ou)合(he)(he)器(qi)的(de)(de)(de)調速(su)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)，搜索球(qiu)磨(mo)(mo)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)最佳工(gong)作(zuo)(zuo)轉(zhuan)(zhuan)速(su)，提高球(qiu)磨(mo)(mo)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)效率(lv)。由(you)于球(qiu)磨(mo)(mo)機(ji)(ji)(ji)屬恒轉(zhuan)(zhuan)矩負載(zai)，在(zai)(zai)(zai)用(yong)(yong)液(ye)力耦(ou)(ou)合(he)(he)器(qi)調速(su)時，其(qi)調速(su)效率(lv)等于調速(su)比(bi)，有(you)很大一部分能量(liang)在(zai)(zai)(zai)液(ye)力耦(ou)(ou)合(he)(he)器(qi)中被(bei)浪(lang)費掉。
3. 球磨機的生產工藝
球磨機(ji)一般以固(gu)定轉(zhuan)(zhuan)速運行(xing)，筒體(ti)(ti)的(de)轉(zhuan)(zhuan)速是由皮帶輪或齒輪減速機(ji)構（也有用液(ye)力耦合器）決定的(de)。球磨機(ji)的(de)轉(zhuan)(zhuan)速直接影響到鋼球和(he)物(wu)(wu)料(liao)的(de)運動狀況及(ji)物(wu)(wu)料(liao)的(de)研磨過程，在不同的(de)轉(zhuan)(zhuan)速下，筒體(ti)(ti)內的(de)鋼球和(he)物(wu)(wu)料(liao)的(de)運動狀況如(ru)下圖所示(shi)：
（a）當轉(zhuan)速較低時，鋼球(qiu)和物料隨筒體內壁上升，當鋼球(qiu)和物料的(de)傾角(jiao)等于或大于自然傾角(jiao)時，沿斜(xie)面滑下，不能(neng)形成足夠的(de)落差，鋼球(qiu)對物料的(de)研磨(mo)作用(yong)很小，球(qiu)磨(mo)機的(de)效率很低。
（b）當筒體的(de)轉(zhuan)(zhuan)速(su)處于上述二者之(zhi)間的(de)某一(yi)轉(zhuan)(zhuan)速(su)時，鋼球被帶到(dao)一(yi)定的(de)高度后(hou)沿拋物(wu)線(xian)落下，對筒底(di)物(wu)料的(de)撞擊作用最大(da)，研磨(mo)效(xiao)率(lv)最高，此(ci)時的(de)轉(zhuan)(zhuan)速(su)稱為最佳工(gong)作轉(zhuan)(zhuan)速(su)。
（c）如果(guo)筒體的(de)(de)轉速(su)很(hen)高，由于離心力的(de)(de)作(zuo)用(yong)，以致使物料(liao)和鋼(gang)球(qiu)不再脫(tuo)離筒壁，而隨其一同旋轉，這(zhe)時(shi)鋼(gang)球(qiu)對物料(liao)已無撞擊作(zuo)用(yong)，研磨效率則(ze)更低。這(zhe)種狀(zhuang)態的(de)(de)最(zui)低轉速(su)稱為臨(lin)界(jie)轉速(su)。
實際(ji)運行表明，最(zui)佳工作(zuo)轉速(su)與(yu)鋼球(qiu)的(de)(de)直徑及其裝載量(liang)、護甲形(xing)狀，鋼球(qiu)與(yu)護甲之間的(de)(de)磨(mo)擦系數等(deng)因數有關(guan)。一般的(de)(de)最(zui)佳工作(zuo)轉速(su)通常為臨界轉速(su)的(de)(de)0.7～0.8，可見轉速(su)還是有一定的(de)(de)可調范圍，但(dan)調節(jie)范圍不大。實際(ji)球(qiu)磨(mo)機的(de)(de)轉速(su)與(yu)最(zui)佳工作(zuo)轉速(su)的(de)(de)誤(wu)差小(xiao)于(yu)10%，所以(yi)若球(qiu)磨(mo)機采用(yong)變頻調速(su)搜(sou)索最(zui)佳工作(zuo)轉速(su)，提高(gao)研磨(mo)效率(lv)的(de)(de)節(jie)能效果也在10%以(yi)內。
4. 磨機(ji)變頻調速節能系統的工作原(yuan)理及效果
除了采用變頻調速(su)(su)搜索最(zui)佳(jia)工作轉速(su)(su)，提(ti)(ti)高球磨機(ji)的(de)(de)研(yan)磨效率(lv)所(suo)取得的(de)(de)節(jie)能(neng)效果之處(chu)，由于球磨機(ji)在設計時，都(dou)考慮(lv)到(dao)保證電動(dong)(dong)機(ji)的(de)(de)最(zui)大(da)輸(shu)(shu)出(chu)轉矩(ju)，而(er)實(shi)際(ji)生(sheng)產(chan)過程中，往(wang)往(wang)達不到(dao)最(zui)大(da)輸(shu)(shu)出(chu)轉矩(ju)，電動(dong)(dong)機(ji)處(chu)于輕載（不滿載）工作狀態，其功(gong)(gong)率(lv)因數(shu)(shu)和(he)效率(lv)都(dou)較低(di)。這(zhe)時可(ke)通過變頻器的(de)(de)節(jie)能(neng)運(yun)行功(gong)(gong)能(neng)，通過降低(di)變頻器的(de)(de)輸(shu)(shu)出(chu)電壓，自(zi)動(dong)(dong)調整與生(sheng)產(chan)實(shi)際(ji)需要相匹(pi)配的(de)(de)輸(shu)(shu)出(chu)轉矩(ju)，達到(dao)提(ti)(ti)高電動(dong)(dong)機(ji)的(de)(de)功(gong)(gong)率(lv)因數(shu)(shu)和(he)效率(lv)而(er)節(jie)能(neng)的(de)(de)目的(de)(de)。
另外由(you)于變頻器一般為“交－直－交”電壓源型(xing)變頻器，中間直流環節有大(da)的(de)濾波(bo)電容(rong)的(de)存在，可以(yi)大(da)大(da)提高變頻器輸(shu)入(ru)端的(de)網側功率因數，降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)傳輸(shu)電流，從而降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)電能(neng)在線路中的(de)傳輸(shu)損耗，不但(dan)具(ju)有節能(neng)效果，而且(qie)可以(yi)降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)供電系統的(de)容(rong)量，減少設(she)備投資。或在同樣的(de)電網容(rong)量下(xia)，允許多安裝球磨機設(she)備。
因消除了(le)起(qi)動時的沖擊(ji)，延(yan)長了(le)機軸、波箱齒輪，皮帶等(deng)機械件的使用壽命(ming)，減少了(le)維修費用。
球磨(mo)機使(shi)用變(bian)頻調速(su)后(hou)，起(qi)動(dong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)可比原先(xian)小(xiao)5倍以上，（如132kW電(dian)(dian)(dian)機原先(xian)的(de)(de)(de)起(qi)動(dong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)在1000A以上，變(bian)頻節能(neng)控制系統起(qi)動(dong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)為180A～200A之(zhi)間），實現了(le)真正的(de)(de)(de)軟起(qi)動(dong)，也收到(dao)了(le)節能(neng)的(de)(de)(de)效果。由于(yu)起(qi)動(dong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)大(da)大(da)減小(xiao)，不會造成對電(dian)(dian)(dian)網(wang)的(de)(de)(de)沖擊和(he)電(dian)(dian)(dian)網(wang)電(dian)(dian)(dian)壓的(de)(de)(de)下(xia)降，消除(chu)了(le)因球磨(mo)機起(qi)動(dong)而引起(qi)的(de)(de)(de)其它用電(dian)(dian)(dian)設(she)備跳閘或故障，在同樣(yang)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)網(wang)容量下(xia)，并可增(zeng)加裝機臺數。
可以通(tong)過變頻器方便地設(she)定停機(ji)時間，研磨完成后實現自動停機(ji)功能(neng)，使(shi)操作更(geng)加智能(neng)化(hua)，人性化(hua)。
5. 變(bian)頻器(qi)選型，接線及(ji)調試要(yao)點及(ji)參數設(she)置
對變頻(pin)器的(de)選型應(ying)根據負荷的(de)性(xing)(xing)質(zhi)和要(yao)求來定。因球磨(mo)機(ji)(ji)(ji)的(de)負載特(te)性(xing)(xing)是恒轉矩(ju)類，機(ji)(ji)(ji)械(xie)特(te)性(xing)(xing)強(qiang)硬，動態(tai)特(te)性(xing)(xing)要(yao)求高。所以在(zai)選配變頻(pin)器容量時，變頻(pin)器的(de)額(e)定電(dian)(dian)流最好為控(kong)(kong)(kong)制電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)額(e)定電(dian)(dian)流的(de)1.2~1.5倍，且電(dian)(dian)壓等(deng)級與控(kong)(kong)(kong)制電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)相符。利(li)用普傳 PI7800系列專用變頻(pin)器控(kong)(kong)(kong)制，良好的(de)低頻(pin)轉矩(ju)完全滿足(zu)球磨(mo)機(ji)(ji)(ji)的(de)啟動轉矩(ju)的(de)要(yao)求，滿足(zu)球磨(mo)機(ji)(ji)(ji)裝載量大(da)的(de)要(yao)求，并且保證設(she)備在(zai)變頻(pin)運(yun)行(xing)狀態(tai)下使電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)平穩運(yun)行(xing)，保障(zhang)電(dian)(dian)動機(ji)(ji)(ji)具有(you)恒功率特(te)性(xing)(xing)，現(xian)場要(yao)求外部端子(zi)控(kong)(kong)(kong)制正反轉及寸(cun)動，外接電(dian)(dian)位器控(kong)(kong)(kong)制調節其轉速，并且外接監控(kong)(kong)(kong)轉速表，實(shi)際電(dian)(dian)流表，故(gu)障(zhang)指示(shi)燈。
F04=1 變(bian)頻器(qi)頻率設定(ding)來自(zi)外部電(dian)位器(qi)給(gei)定(ding)模擬量V2；
F05=3 變頻器的運行控(kong)制采(cai)用端子(zi)開關控(kong)制
F09=15 加速(su)時間選(xuan)擇50秒
F10=15 減(jian)速時間選擇50秒
F07=5 用于(yu)低(di)速時轉矩提升(sheng)
F08=4 選取V/F提升方式
F14=50Hz 基(ji)本(ben)頻率(lv)
F66=6 監視電(dian)機(ji)實際轉速
O07=3實際電流
O06=8輸出轉速(su)
O13=1輸了(le)信號故障報警
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