微能变频器在陶瓷球磨机上的应用

4 球磨机变频调速系统的工作原理

根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求，改造后的球磨机系统应满足以下要求：

1)改造后的设备要有足够的起动转矩，满足球磨机装载量大的要求，并保证设备在变频运行状态下使电机平稳运行，保障电动机具有恒功率特性;

2)利用变频调速控制系统改造原有球磨机拖动系统，满足球磨机低速时的正常运行，确保正常的工艺控制要求，延长球磨机及电动机的使用寿命，减少维护量。

根据上述原则，选择采用深圳市微能科技有限公司最新的9G系列变频器,该系列变频器具有以下特点：

1)本系列是采用新一代SVPWM 波形生成技术的变频器，低速额定转矩输出，带载能力强，低速时可达到180%的额定转矩输出;

2)具有多种转矩提升及V/f 曲线可设定，多种加、减速模式可选择，内置人性化的PID 功能，诸多参数均可在线调整;

3)具有各种完善的保护功能及故障诊断系统，具有过电压、过电流及失速保护等功能，技术先进，功能齐全，使用方便，可满足电气节能及各种生产工艺的要求;

4)电压等级多，功率规格齐全，性能可达到欧美日等国外同类产品水准;

5)频率精度高，可使运转平稳，满足设计要求。

变频调速系统电路如图3所示。

球磨机安装变频节能控制系统后，取得了以下效果：

1)改造后的设备能够实现自动控制，以及市电/节电切换功能，并能克服球磨机大惯性引起的回升电压，能有效地保证设备正常运行;

2)利用变频器自动电压调节功能，可在与负载无关的条件下，保持电机效率最高，因消除了起动时的冲击，所以延长了机轴、齿轮、皮带等机械件的使用寿命，减少了维修费用;

3)利用变频调速技术改造后的球磨机拖动系统，满足了球磨机低速运行、大起动转矩的特点，实现了球磨机的运行速度连续可调，电机起动时无冲击电流，起动力矩大，保护功能完善，保证了工艺控制质量，节约了维护成本;

4)球磨机使用变频调速后，起动电流可减少到原来的1/5，如132 kW电机原起动电流在1 000 A以上，变频节能改造后起动电流为180～200 A之间，实现了真正的软起动，也收到了节能的效果，由于起动电流大大减小，不会造成对电网的冲击和电网电压的下降，消除了因球磨机起动而引起的其它用电设备跳闸或故障，在同样的电网容量下，可增加装机台数;

5)内置PLC 多段速自动运行功能，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;

6)球磨机变频调速节能系统的节能效果一般可达12%～15%左右。

5 投资与回报

以佛山市西樵镇某知名陶瓷厂为例，该厂已安装了37台微能科技有限公司的大功率变频器。以其中的一台40 t球磨机为例，电动机功率为132 kW，实际使用功率为115 kW,每天工作18 h，每月工作30 天，这样原球磨机每月用电量为115×18×30=62 100 kW·h，在安装了球磨机专用变频节能控制系统后节电率可达14.6%，则每月可节省电费约为62100×14.6%×0.65元/ kW·h=5 893元。若以每台变频器投资为5.5万元计算，投资回收期约为55 000÷5893=9.3个月。

若以平均节电率12%计算，则月节电效益约为62 100×12%×0.65=4 843 元，每台变频器投资为5.5万元计算，投资回收期约为55 000÷4 843=11.3个月，即不到一年就可以收回全部的投资。而变频器的使用寿命一般为10～15年，一年以后即为纯回报期，也即年节电收益在6万元左右。

6 结语

实践证明，深圳市微能科技有限公司生产的9G系列变频器用于陶瓷行业球磨机的驱动系统是十分成功的，取得了良好的经济效益。这对于我国提出的建设节约型社会，减少环境污染具有重大的经济和社会意义。