普传变频器在球磨机的应用案例

1、引言
   球磨机一般采用简单的工频控制，易造成物料的过度研磨，所需研磨周期较长，研磨效率较低，单位产品功耗较大，启动电流大，对设备和电网的冲击很大，机械设备的生产维护量也大，而且电的损耗量相当惊人，这必然会给生产厂家带来很多不必要的麻烦和严重的资源浪费，所以随着社会经济的发展及企业生产规模的扩大，直接工控球磨机的弊病已暴露无遗，并严重地阻碍了各工业企业快速发展。这就促使人们去研制启动平滑、研磨效率较高、产量大、能耗低的球磨机——变频控制球磨机。
   球磨机属于低速重载设备，装载量大，起动力矩也很大，一般需要加装液力耦合器来完成传动系统的启动和调速。陶瓷工业球磨机通常采用附加启动电机冲击启动或软启动装置来启动，对电网冲击大，而且启动完成后运转时所需的转距减小，所以在节约能源方面有很大的空间。
2.变频改造方案
2.1系统性能要求
   根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求，改造后的球磨机系统应满足以下要求:
★ 改造后的设备要有足够的起动转距，满足球磨机装载量大的要求，并保证设备在变频运行状态下使电机平稳运行，保障电动机具有恒功率特性；  
★ 利用变频调速控制系统改造原有球磨机拖动系统，满足球磨机低速时的正常运行，确保正常的工艺控制要求，延长球磨机及电动机的使用寿命，减少维护。
2.2 变频器选型
   根据上述原则，选择普传通用变频器，该系列变频器有以下特点：  
应用先进的空间电压矢量SPWM控制技术，采用高性能的功率模块和DSP芯片，内置电流控制环，实现高精度闭环控制，达到电压和频率输出的高稳定性和高精度要求。全新的生产工艺和完备的检测设备，保证了该产品在应用中更加稳定可靠。
2.3 变频系统说明
★ 利用变频调速技术改造了球磨机的拖动系统，满足了球磨机低速运行、大起动转距的特点，实现了球磨机的运行速度连续可调。电机起动时无冲击电流，起动力距足够，保护功能完善。保证了工艺控制质量、节约了维护成本。
★ 改造后的设备能够实现自动控制，以及市电/节电切换功能，并能克服球磨机大惯性引起的回升电压，有效地保证设备正常运行。
★ 利用变频器自动电压调节功能，可在与负载无关的条件下，保持电机效率最高。
3、变频系统节能效果分析
以某陶瓷厂90KW球磨机加以说明。该球磨机电机90KW，料筒转速为16r/min,每个工作周期3.75s，电流变化范围80～100A，相当于额定电流的46％～62.5％。
A 节能改造前
负载较高时的功耗：
P10＝90×0.625/0.884＝63.63（KW）
0.884为62.5％负载时电机的效率。
负载较低时的功耗：
P11＝90×0.46/0.65＝63.69（KW）
0.65为46％负载时电机的效率。
B 节能改造后
负载较高时的功耗：
 P20＝90×0.625/0.886＝63.49（KW）
          0.886为62.5％负载且电压控制时电机的效率。
负载较低时的功耗：
P21＝90×0.46/0.70＝59.14（KW）
                0.46为46％负载负载且电压控制时电机的效率。
C 利用普传变频器自动电压调节功能时的年节电率
        P=(P20×0.75＋P21×3)/3.75＝60.01（KW）
         每年按320天、每天运行20小时，每年可节电
   （63.49－60.01）×6400＝22272（KW.h）
         折算节电率为（63.49－60.01）/63.49＝5.5％
D 总节电率
对加装了液力耦合器的球磨机，在去掉液力耦合器，加装普传变频器和补偿电容后的节电率为8％，与变频器自动电压调节模式时的节电率相加，变频系统总节电率为13.5％。
4、结束语
在全国上下用电形式严峻的情况下，各企业各单位都应该注重能源节约，采取先进的节能机制，即保护环境又为企业创造经济效益。
通过以上分析和实践证明，在节电空间比较小的球磨机上应用普传变频器，依然可以取得一定的节电效果。