變頻器在陶瓷行業(yè)的應(yīng)用

      在我國陶瓷行業(yè)，球磨機(jī)被大量使用，是物料粉碎的不可缺少的重要生產(chǎn)設(shè)備。球磨機(jī)一般功率都較大，工作效率又很低，因而成為陶瓷行業(yè)最大的耗電設(shè)備。對球磨機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造，對于我國建設(shè)節(jié)約型社會，減少環(huán)境污染具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會意義。

球磨機(jī)目前采用的驅(qū)動方式是：三相交流電動機(jī)—液力耦合器—齒輪減速器—皮帶輪減速器。球磨機(jī)的料筒作為減速器的皮帶輪使用。在球磨機(jī)重載起動時，電動機(jī)起動電流可達(dá)到額定電流的六倍以上。為了緩解起動時的機(jī)械沖擊，傳動環(huán)節(jié)中加入了液力耦合器，液力耦合器是通過控制工作腔內(nèi)工作油的動量、轉(zhuǎn)矩變化來傳遞電機(jī)的驅(qū)動能量。電動機(jī)通過液力耦合器的輸入軸拖動其工作輪旋轉(zhuǎn)，對工作油加速，被加速后的工作油再帶動液力耦合器的工作渦輪旋轉(zhuǎn)，把驅(qū)動能量傳遞到輸出軸和負(fù)載。傳動系統(tǒng)中的液力耦合器在起動時起緩沖作用，讓電動機(jī)可以輕載起動，以減小起動電流，等電動機(jī)起動后再慢慢加載，達(dá)到順利起動球磨機(jī)的作用，減小起動時的機(jī)械沖擊。在工作時通過液力耦合器的調(diào)速作用，搜索球磨機(jī)的最佳工作轉(zhuǎn)速，提高球磨機(jī)的效率。由于球磨機(jī)屬恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，在用液力耦合器調(diào)速時，其調(diào)速效率等于調(diào)速比，有很大一部分能量在液力耦合器中被浪費(fèi)掉。

在我國陶瓷行業(yè)，球磨機(jī)是物料粉碎、研磨不可缺少的重要生產(chǎn)設(shè)備。球磨機(jī)功率大、效率低，因而成為陶瓷行業(yè)最大的耗能設(shè)備。因此降低球磨機(jī)的能耗是陶瓷行業(yè)降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品競爭力的有效途徑。

球磨機(jī)節(jié)能原理

球磨機(jī)一般以固定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，筒體的轉(zhuǎn)速是由皮帶輪或齒輪減速機(jī)構(gòu)（也有用液力耦合器）決定的。球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速直接影響到鋼球和物料的運(yùn)動狀況及物料的研磨過程，在不同的轉(zhuǎn)速下，筒體內(nèi)的鋼球和物料的運(yùn)動狀況如下圖所示：

a、轉(zhuǎn)速較低時，鋼球和物料隨筒體內(nèi)壁上升，當(dāng)鋼球和物料的傾角等于或大于自然傾角時，沿斜面滑下，形成斜坡。當(dāng)斜坡的傾斜角到達(dá)自然休止角，研磨體在重力等作用下沿斜坡滾下，形成一種稱為瀉落式的狀態(tài)。在這種狀態(tài)中，物料主要在研磨體相對運(yùn)動時產(chǎn)生的碰擊和研磨作用下被粉碎。

b、當(dāng)球磨機(jī)轉(zhuǎn)速較高時，研磨體隨筒體上升到一定高度后，被拋落。這種狀態(tài)稱為拋落式。在這種狀態(tài)中，物料主要在研磨體拋落時的碰擊

以及部分研磨作用下被粉碎。是一種比較好的動作轉(zhuǎn)速。

c、如果筒體的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)，這時鋼球?qū)ξ锪弦褵o撞擊作用，研磨效率則更低。這種狀態(tài)的最低轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速。

實(shí)際運(yùn)行表明，最佳工作轉(zhuǎn)速與鋼球的直徑及其裝載量、護(hù)甲形狀，鋼球與護(hù)甲之間的磨擦系數(shù)等因數(shù)有關(guān)。一般的最佳工作轉(zhuǎn)速通常為臨界轉(zhuǎn)速的0.7～0.8，可見轉(zhuǎn)速還是有一定的可調(diào)范圍。

解決方案：
1）配置兩套冗余節(jié)能，工頻驅(qū)動系統(tǒng)；
2）設(shè)置遠(yuǎn)程控制和就地控制兩種方式；
3）保留原工頻系統(tǒng)及其聯(lián)動方式，且和變頻控制系統(tǒng)互為備用。

變頻節(jié)能控制圖

球磨機(jī)安裝節(jié)能控制器效果：
    a、消除了起動時的沖擊，延長了機(jī)軸、波箱齒輪，皮帶等機(jī)械件的使用壽命，減少了維修費(fèi)用。
    b、球磨機(jī)使用變頻節(jié)能控制后，起動電流可比原先小3-5倍，（如110kW電機(jī)原先的起動電流在600A以上，變頻節(jié)能控制起動電流為180A～200A之間），實(shí)現(xiàn)了真正的軟起動，也收到了節(jié)能的效果。由于起動電流大大減小，不會造成對電網(wǎng)的沖擊，消除了因球磨機(jī)起動而引起的其它用電設(shè)備跳閘或故障，在同樣的電網(wǎng)容量下，并可增加裝機(jī)臺數(shù)。
    c、可以通過變頻節(jié)能控制器方便地設(shè)定研磨時間、加磨時間和自動停機(jī)功能，使操作更加智能化，人性化。