英威腾Goodrive5000变频器在球磨机上的应用案例，学会就是这么简单！

球磨机工作原理：球磨机是将矿石与磨介一起装在圆形的滚筒中，磨介随着筒体的旋转而被带到一定的高度后，磨介由于自重而下落，装在筒体内的矿石就受到介质猛烈的冲击力；另一方面由于磨介在筒体内沿筒体轴心的公转与自转，在磨介之间及其与筒体接触区又产生对矿石的挤压和磨剥力，从而将矿石磨碎。磨机一般均由筒体，衬板给料器，排料器，空中轴，轴承，传动装置，和润滑系统组成。其外形结构如下图所示

在我国的陶瓷行业，球磨机被大量使用，是物料粉碎的不可缺少的重要生产设备。球磨机一般功率都较大，早期系统采用简单的工频控制，所需研磨周期长，研磨效率低，易造成物料的过度研磨，单位产品的功耗大，因而成为陶瓷行业最大的耗电设备之一。同时系统的启动电流大，对设备和电网冲击较大，造成机械设备的维护量也大。随着变频调速技术的快速发展，变频调速在陶瓷、水泥、冶金行业已日渐得到了广泛应用。实践证明，球磨机采用变频控制节能效果显著，可为企业创造非常良好的经济效益。
球磨机的转速直接影响到钢球和物料的运动状况及物料的磨制过程。在不同的转速下，筒体内的钢球和物料的运动状况如图1所示。

若转速比较低时，钢球和物料随筒体内壁上升，当钢球和物料的倾角等于或大于自然倾角时，钢球沿斜面滑下，如图1（a），不能形成足够的落差，钢球对物料的磨碎作用很小，这种情况效率很低。如果筒体的转速很高，由于离心力的作用，以致物料和钢球不再脱离筒壁，而随其一同旋转，如图1（c）。产生这种状态的最低转速称为临界转速nLJ。临界转速下钢球没有撞击作用，物料只受到轻微的研磨，效率也很低。当筒体的转速处于上述两者之间时，钢球被带到一定的高度后沿抛物线落下，如图1（b）。此时钢球对筒底的物料产生强烈的撞击作用，效率最高。效率最高时的工作转速称为最佳工作转速nZJ。
? ?一般最佳工作转速通常为nZJ=（0.74~0.88）nLJ
球磨机为恒转矩负载机械，电机输出的轴功率PZ为
由式（3）可见，球磨机消耗的电功率与电机的转速的一次方成正比，因此，用变频器在基频以下调节电机的转速可节能，但节能的幅度与调速的范围有关。
但是随着研磨时间加长，物料的颗粒大小不同，筒体的最佳转速也不能一成不变，需要在不同阶段采用不同的转速才能使研磨效率达到最高。这就需要用到变频器的多段速功能，采用多功能端子控制启停和多段速控制频率。
在此选用英威腾Goodrive5000系列功率200KW的变频器，大功率变频器出厂设计成柜机，面板上有启停按钮，触摸屏进行参数设置，如下图所示：
触摸屏主界面如下图所示：
根据工艺要求查阅说明书得知需要设置的参数如下：

将多功能端子S定义成多段速功能，此处设计4段速，只需要用到两个多功能端子，将S1设置为多段速端子1（P5.00=16）,S2设置为多段速端子2（P5.01=17）。

在实际使用时需要经常改变每段的运行频率和运行时间，可通过时间继电器或PLC控制每段运行时间。我们就以西门子S7-200 SMART  CPUSR30来控制四段速的运行时间，程序如下：

与PLC连接如下图所示，更多详细资料见英威腾变频器使用说明书。