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变频器在球磨机上的应用

栏目: 数控机床

发表时间: 2017年11月7日

引言

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,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。本文以变频器为例,介绍了球磨机的一种变频控制应用方案

一、工艺介绍

球磨机主要由传动装置、筒体装置、给料装置、卸料装置及电气控制装置等组成。设备运行时由电气控制装置驱动电动机,然后再通过减速机及周边大此轮的减速传动,拖动筒体装置回转。筒体装置内部装有的物料和研磨体在回转时产生的离心力和摩擦力的作用下,被提升至一定高度后沿近似抛物线的轨迹落下来冲击和研磨筒体底部的另一部分物料,并产生一定的轴向运行促使物料研磨和混合均匀。研磨完成的物料最后通过卸料装置排除筒体,以进行下一段工序处理。研磨工艺如下图1所示。


图1

球磨机系统工频控制在使用中存在着如下的弊端:
1. 所需的研磨周期较长、研磨效率低,单位产品功耗大,同时易造成物料的过渡研磨;
2. 启动一般采用星三角或自耦降压启动,启动电流大,对设备和电网的冲击很大;
3. 设备运行的稳定性差,维护量和耗电量巨大,增加了生产厂家的维护成本,造成了严重的资源浪费。

二、控制方案

根据球磨机原工况存在的问题并针对其生产工序及工艺特点,设计了采用变频器系统控制方案,具体如下:
主电机使用矢量型变频器驱动,内置优化的控制程序,可根据球磨机的实时运行负荷自动调整电机在运行过程中的各项参数,使电机的轴功率达到最佳化。系统转速可根据球磨工艺条件的变化,设置为自动调节模式,保证球磨机工作效率的同时可有效的节约电能。
控制电气图如下图2所示:


图2

主要设定参数

三、方案特点及优势

1. 球磨机使用变频调速后,实现了系统的软启动。启动电流大大减小,比之前的工频控制小3~5倍,消除了启动时的冲击,延长了机械部件的使用寿命,减少了设备的维护量及维护费用,同时也降低了对电网及周边设备的冲击;
2. 利用变频矢量调速技术拖动,满足了球磨机低速运行、大启动转矩的特点,有效保证系统的控制工艺;
3. 可以通过变频器方便地设定研磨时间,加磨时间和自动停机功能,使操作更加智能化,人性化;
4. 节能效果一般可达8%~10%左右;
5. 系统具有完善的缺相、短路、过电压、过电流等各种保护功能,同时可加装市电/节能切换功能,有效保证设备的稳定运行。

四、结束语

本文介绍了一种基于变频器的球磨机机变频驱动方案,该方案实现了系统软启动,有效保证系统控制工艺的同时提高了工效,节能效果显著,并且有效延长了系统各设备的使用寿命,降低了设备维护量,为客户取得了良好的经济效益。实践证明,该方案在陶瓷行业有着非常广阔的应用前景,目前已成功的应用于多个球磨机变频改造的系统中。