微能變頻器在陶瓷球磨機(jī)上的應(yīng)用

4 球磨機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的工作原理

根據(jù)原工況存在的問(wèn)題并結(jié)合生產(chǎn)工藝要求，改造后的球磨機(jī)系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：

1)改造后的設(shè)備要有足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，滿足球磨機(jī)裝載量大的要求，并保證設(shè)備在變頻運(yùn)行狀態(tài)下使電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行，保障電動(dòng)機(jī)具有恒功率特性;

2)利用變頻調(diào)速控制系統(tǒng)改造原有球磨機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，滿足球磨機(jī)低速時(shí)的正常運(yùn)行，確保正常的工藝控制要求，延長(zhǎng)球磨機(jī)及電動(dòng)機(jī)的使用壽命，減少維護(hù)量。

根據(jù)上述原則，選擇采用深圳市微能科技有限公司最新的9G系列變頻器,該系列變頻器具有以下特點(diǎn)：

1)本系列是采用新一代SVPWM 波形生成技術(shù)的變頻器，低速額定轉(zhuǎn)矩輸出，帶載能力強(qiáng)，低速時(shí)可達(dá)到180%的額定轉(zhuǎn)矩輸出;

2)具有多種轉(zhuǎn)矩提升及V/f 曲線可設(shè)定，多種加、減速模式可選擇，內(nèi)置人性化的PID 功能，諸多參數(shù)均可在線調(diào)整;

3)具有各種完善的保護(hù)功能及故障診斷系統(tǒng)，具有過(guò)電壓、過(guò)電流及失速保護(hù)等功能，技術(shù)先進(jìn)，功能齊全，使用方便，可滿足電氣節(jié)能及各種生產(chǎn)工藝的要求;

4)電壓等級(jí)多，功率規(guī)格齊全，性能可達(dá)到歐美日等國(guó)外同類產(chǎn)品水準(zhǔn);

5)頻率精度高，可使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，滿足設(shè)計(jì)要求。

變頻調(diào)速系統(tǒng)電路如圖3所示。

球磨機(jī)安裝變頻節(jié)能控制系統(tǒng)后，取得了以下效果：

1)改造后的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制，以及市電/節(jié)電切換功能，并能克服球磨機(jī)大慣性引起的回升電壓，能有效地保證設(shè)備正常運(yùn)行;

2)利用變頻器自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)功能，可在與負(fù)載無(wú)關(guān)的條件下，保持電機(jī)效率最高，因消除了起動(dòng)時(shí)的沖擊，所以延長(zhǎng)了機(jī)軸、齒輪、皮帶等機(jī)械件的使用壽命，減少了維修費(fèi)用;

3)利用變頻調(diào)速技術(shù)改造后的球磨機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，滿足了球磨機(jī)低速運(yùn)行、大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了球磨機(jī)的運(yùn)行速度連續(xù)可調(diào)，電機(jī)起動(dòng)時(shí)無(wú)沖擊電流，起動(dòng)力矩大，保護(hù)功能完善，保證了工藝控制質(zhì)量，節(jié)約了維護(hù)成本;

4)球磨機(jī)使用變頻調(diào)速后，起動(dòng)電流可減少到原來(lái)的1/5，如132 kW電機(jī)原起動(dòng)電流在1 000 A以上，變頻節(jié)能改造后起動(dòng)電流為180～200 A之間，實(shí)現(xiàn)了真正的軟起動(dòng)，也收到了節(jié)能的效果，由于起動(dòng)電流大大減小，不會(huì)造成對(duì)電網(wǎng)的沖擊和電網(wǎng)電壓的下降，消除了因球磨機(jī)起動(dòng)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，可增加裝機(jī)臺(tái)數(shù);

5)內(nèi)置PLC 多段速自動(dòng)運(yùn)行功能，可以通過(guò)變頻器方便地設(shè)定研磨時(shí)間，加磨時(shí)間和自動(dòng)停機(jī)功能，使操作更加智能化，人性化;

6)球磨機(jī)變頻調(diào)速節(jié)能系統(tǒng)的節(jié)能效果一般可達(dá)12%～15%左右。

5 投資與回報(bào)

以佛山市西樵鎮(zhèn)某知名陶瓷廠為例，該廠已安裝了37臺(tái)微能科技有限公司的大功率變頻器。以其中的一臺(tái)40 t球磨機(jī)為例，電動(dòng)機(jī)功率為132 kW，實(shí)際使用功率為115 kW,每天工作18 h，每月工作30 天，這樣原球磨機(jī)每月用電量為115×18×30=62 100 kW·h，在安裝了球磨機(jī)專用變頻節(jié)能控制系統(tǒng)后節(jié)電率可達(dá)14.6%，則每月可節(jié)省電費(fèi)約為62100×14.6%×0.65元/ kW·h=5 893元。若以每臺(tái)變頻器投資為5.5萬(wàn)元計(jì)算，投資回收期約為55 000÷5893=9.3個(gè)月。

若以平均節(jié)電率12%計(jì)算，則月節(jié)電效益約為62 100×12%×0.65=4 843 元，每臺(tái)變頻器投資為5.5萬(wàn)元計(jì)算，投資回收期約為55 000÷4 843=11.3個(gè)月，即不到一年就可以收回全部的投資。而變頻器的使用壽命一般為10～15年，一年以后即為純回報(bào)期，也即年節(jié)電收益在6萬(wàn)元左右。

6 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明，深圳市微能科技有限公司生產(chǎn)的9G系列變頻器用于陶瓷行業(yè)球磨機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是十分成功的，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。這對(duì)于我國(guó)提出的建設(shè)節(jié)約型社會(huì)，減少環(huán)境污染具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。