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變頻調速節能控制在球磨機改造中的應用

   球磨機由于是大型設備，耗電量非常巨大，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。這就促使人們去研究球磨機節能的方案——球磨機變頻調速節能控制系統。

    一、球磨機的工作原理:

    在水泥、陶瓷、冶金企業里，球磨機由于功率比較大，占據了企業總用電量的80%以上，各類球磨機的結構基本大致相同，只是它們的某些部件有所不同。球磨機一般均由筒體、襯板、給料器、排料器、空中軸、軸承、傳動裝置和潤滑系統組成。圓形筒體由若干塊鋼板焊接而成，其兩端焊接有法藍，以便于鑄鋼的給料端蓋排料端蓋連接，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，入孔為矩形，長度一般為350到550毫米。給料部分由帶有中空軸頸的端蓋聯合給料器，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。

    二、球磨機節能改造的必然性

    球磨機屬于低速重載設備，裝載量大，起動離矩也很大，一般需要加裝液力耦合器來完成傳動系統的啟動和調速。水泥、陶瓷、冶金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。目前普遍采用的驅動方式是：三相交流電動機—液力耦合器—齒輪減速器—皮帶減速器。由于球磨機屬恒轉矩負載，在用液力耦合器調速時，其調速效率等于調速比，有很大一部分能量在液力耦合器中被浪費了。

    球磨機一般以固定的轉速運行，筒體轉速是由皮帶輪或齒輪減速機構（也有用液力耦合器）決定的。球磨機的轉速直接影響到鋼球和物料的運動狀況及物料的研磨過程，在不同的轉速下，筒體內的鋼球和物料的運動狀況。當轉速較低時，鋼球和物料隨筒體內壁上升，當鋼球和物料的傾角等于或大于自然傾角時，沿斜面滑下，不能形成足夠的落差，鋼球對物料的研磨作用很小，球磨機的效率很低。當筒體的轉速處于上述二者之間的某一轉速時，鋼球被帶到一定的高度后沿拋物線落下，對筒底物料的撞擊作用最大，研磨效率最高，此時的轉速稱為最佳工作轉速。如果筒體的轉速很高，由于離心力的作用，以致使物料和鋼球不再脫離筒壁，而隨其一同旋轉，這時鋼球對物料已無撞擊作用，研磨效率則很低，這種狀態的最低轉速稱為臨界轉速。

    三、改造后的球磨機系統應滿足以下要求：

    1、改后的球磨機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;

    2、利用變頻調速控制系統改造原有球磨機低速時的正常運行，確保正常的工藝控制要求，延長球磨機和電動機的使用壽命，減少維護。

    3、防止成物料的過度研磨，減少研磨周期較長，提高研磨效率，減少單位產品功耗。

    四、改造結論

 改造后的球磨機能夠實現自動控制，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，有效地保證球磨機正常運行。由于球磨機起動電流大大減小，不會造成對電網的沖擊和電網電壓的下降，消除了因球磨機起動而引起的其它用電設備調閘或故障。在同樣的電網容量下，可以增加裝機臺數，內置電流反饋系統自動運行功能，可以通過變頻方便地設定球磨機研磨時間，加磨時間和自動停機功能，使操作更加智能化、人性化。