王靜++李振鋒++陳立柱

摘 要：陶瓷球磨機(jī)在現(xiàn)代生產(chǎn)加工企業(yè)中應(yīng)用較為廣泛，文章主要針對(duì)歐瑞傳動(dòng)電氣的E2000系列設(shè)備的應(yīng)用進(jìn)行了探討，針對(duì)該系列變頻器在球磨機(jī)中的應(yīng)用狀況以及相比較于傳統(tǒng)觀控制系統(tǒng)，E2000系列變頻器的應(yīng)用所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：陶瓷修磨機(jī) 變頻器 節(jié)能改造

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ174 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）09（a）-0020-01

新世紀(jì)是一個(gè)迅速發(fā)展的時(shí)代，但是隨之而來(lái)的是諸多問(wèn)題，環(huán)境污染、能源枯竭以及人口激增。面對(duì)越來(lái)越少的能源，人們不得不從各方面著手展開(kāi)節(jié)能工作，節(jié)能技術(shù)已經(jīng)成為了當(dāng)今社會(huì)各類(lèi)技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。歐瑞電氣公司出產(chǎn)的E2000系列變頻器，在性能上較為突出，使用了當(dāng)今最先進(jìn)的變頻技術(shù)。在某陶瓷廠的球磨機(jī)中，便采用了該系列的變頻器作為設(shè)備改造的部件。通過(guò)實(shí)際的使用狀況分析，該系列變頻器能夠有效降低設(shè)備等能耗，并且在管理和操作上更為便捷，不但節(jié)約了能源，降低了能耗，同時(shí)也為企業(yè)創(chuàng)造了良好的效益，降低了企業(yè)成本。

1 設(shè)備工作原理

陶瓷企業(yè)中，耗能較大的設(shè)備便是球磨機(jī)，其用電量可以達(dá)到整個(gè)生產(chǎn)線總用電量的80%，在結(jié)構(gòu)上，各類(lèi)球磨機(jī)大致相同，即便是存在不同，也只是某一部件上有所差異，磨機(jī)的組成部件主要包括：傳動(dòng)裝置、軸承、排料器、給料器、以及筒體和襯板，另外設(shè)備想要正常運(yùn)行，潤(rùn)滑系統(tǒng)也是必不可少的。線面便針對(duì)四個(gè)最主要的部分進(jìn)行了分析。

（1）筒體：設(shè)備的筒體結(jié)構(gòu)為鋼板結(jié)構(gòu)，鋼板規(guī)格為12～15 mm厚。在筒體的兩端皆有法蘭盤(pán)，用以同排料端以及給料端的蓋口相鏈接，筒內(nèi)設(shè)置的襯板為可更換式襯板，以方便對(duì)筒體進(jìn)行檢查，也便于襯板的更換，另外，筒體上設(shè)置有入孔，形狀為矩形，長(zhǎng)度范圍在350～550 mm。

（2）給料部：該結(jié)構(gòu)主要由給料器以及軸頸內(nèi)套和扇形襯板組成，通過(guò)該結(jié)構(gòu)便于給料。給料器同內(nèi)套端部之間需要通過(guò)螺栓進(jìn)行固定。而給料器一般都會(huì)使用聯(lián)合型設(shè)備，而鼓式給料器以及渦式給料器也有所應(yīng)用，只是相對(duì)較少。

（3）排料部：由帶有中空軸頸的端蓋，格子襯板，襯塊，中心襯板，和軸頸內(nèi)套等零件組成，整個(gè)排料部位和給料部位度一樣緊固在筒體法蘭盤(pán)上。

（4）驅(qū)動(dòng)部分：球磨機(jī)裝在需求量相對(duì)較大，啟動(dòng)力矩以及栽種也相對(duì)較大，因而傳動(dòng)系統(tǒng)在啟動(dòng)以及調(diào)速過(guò)程中需要通過(guò)液力耦合器輔助完成。在陶瓷工業(yè)中，球磨機(jī)通常采用附加啟動(dòng)電機(jī)沖擊啟動(dòng)或軟啟動(dòng)裝置來(lái)啟動(dòng)，會(huì)造成較大的電網(wǎng)沖擊，而且啟動(dòng)完成后運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需的轉(zhuǎn)距減小，所以在節(jié)約能源方面有很大的空間。

2 設(shè)備系統(tǒng)存在的問(wèn)題

（1）在球磨機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)設(shè)備的控制一般采用貢品控制，因而在對(duì)物料進(jìn)行衍磨的過(guò)程中容易造成過(guò)渡衍磨現(xiàn)象，或者衍磨周期過(guò)長(zhǎng)，從而無(wú)法產(chǎn)生高效的衍磨作業(yè)，并且設(shè)備功耗過(guò)大。

（2）設(shè)備的啟動(dòng)一般采用自耦降壓的方式或者星三角啟動(dòng)的方式，因而在啟動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的電流，這對(duì)電網(wǎng)以及設(shè)備的沖擊較大。

（3）設(shè)備需要市場(chǎng)維護(hù)，且能耗較大。這類(lèi)問(wèn)題是普遍存在于傳統(tǒng)的球磨機(jī)中的，這些問(wèn)題在生產(chǎn)中必然會(huì)給廠家?guī)?lái)麻煩，并且也會(huì)造成一些不必要的資源浪費(fèi)，企業(yè)為了生存、發(fā)展以及擴(kuò)大規(guī)模，就必須對(duì)該類(lèi)弊病進(jìn)行解決，而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，此類(lèi)問(wèn)題嚴(yán)重影響了企業(yè)的發(fā)展。因而變頻控制球磨機(jī)應(yīng)時(shí)而生，該類(lèi)設(shè)備以其平滑的啟動(dòng)以及高效的衍磨和較低的能耗被廣泛應(yīng)用開(kāi)來(lái)。

3 工作原理分析

（1）系統(tǒng)性能。

以生產(chǎn)工藝為基礎(chǔ)結(jié)合當(dāng)前的工況對(duì)設(shè)備進(jìn)行分析，球磨機(jī)在改造后其系統(tǒng)需要滿足一下要求：首先必須保證設(shè)備的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)當(dāng)符合要求，同時(shí)對(duì)于球磨機(jī)的裝載量也應(yīng)當(dāng)予以滿足，另外系統(tǒng)需要考慮到變頻運(yùn)行狀態(tài)，在該狀態(tài)下，必須保證電機(jī)狀態(tài)平穩(wěn)，功率恒定。

（2）設(shè)備選型。

依照上述性能分析，在進(jìn)行變頻器的選擇上需要注意系統(tǒng)要求，E2000系列變頻器具有其優(yōu)越的特性：

①E2000系列變頻器在額定轉(zhuǎn)矩輸出上相對(duì)較低，但是具有強(qiáng)大的帶載能力，在進(jìn)行輸出時(shí)，能夠達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩輸出的180%。

②該系列的變頻器可以設(shè)定多種轉(zhuǎn)矩，也可以設(shè)定V/F曲線，同時(shí)具有自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升，加速模式以及減速模式都可以選擇，內(nèi)置PID功能較為豐富，且操作方便，各類(lèi)參數(shù)調(diào)整都較為便捷。

③在故障診斷系統(tǒng)上相對(duì)完善，且設(shè)備具有自我保護(hù)功能。另外當(dāng)設(shè)備中產(chǎn)生過(guò)電流以及過(guò)電壓、失速現(xiàn)象時(shí)，可以進(jìn)行自我保護(hù)。另外變頻器需要選用功能齊全且較為便捷的，在電氣節(jié)能方面以及生產(chǎn)工藝方面，需要滿足其電壓等級(jí)功率要求，使得設(shè)備在性能上同國(guó)際先進(jìn)國(guó)家技術(shù)生產(chǎn)水平相當(dāng)。并且運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，變頻精度較高，在設(shè)計(jì)上符合相關(guān)需要。

（3）應(yīng)用效果。

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，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，延長(zhǎng)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。

③利用變頻調(diào)速技術(shù)改造了球磨機(jī)的拖動(dòng)系統(tǒng)，滿足了球磨機(jī)低速運(yùn)行、大起動(dòng)轉(zhuǎn)距的特點(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)力距足夠，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)電流可比原先小5倍以上，（如132kW電機(jī)原先的起動(dòng)電流在1000A以上，變頻節(jié)能控制系統(tǒng)起動(dòng)電流為180～200A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)而引起的其他用電設(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(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。

4 結(jié)語(yǔ)

球磨機(jī)作為物料粉碎最重要的設(shè)備，是我國(guó)陶瓷行業(yè)必不可少的，因而使用極為廣泛。通過(guò)實(shí)踐對(duì)歐瑞電氣公司出產(chǎn)的E2000系列變頻器的實(shí)際應(yīng)用狀況進(jìn)行分析，在陶瓷行業(yè)中，球磨機(jī)的性能直接關(guān)系到生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，并且球磨機(jī)的節(jié)能技術(shù)也逐步的得到了社會(huì)的關(guān)注，而E2000系列變頻器的應(yīng)用，有效提高了球磨機(jī)的各方面性能，取得了巨大效益。E2000系列變頻器的使用同樣也對(duì)構(gòu)件節(jié)約社會(huì)，減少環(huán)境污染做出了巨大的貢獻(xiàn)。