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                                        基于PI7800系列變頻器在球磨機上的應用
                                        2017-03-02       suixiang    瀏覽:1000    0  

                                        1、前言

                                        球磨機在水泥、陶瓷、冶金企業里被大量使用,是物料粉碎的不可缺少的重要生產設備。球磨機一般功率都較大,工作效率又很低,占據了企業總用電量的80%以上,成為上述行業最大的耗電設備之一,因此降低球磨機的能耗是上述行業降低成本,提高產品競爭力的有效途徑。球磨機一般采用簡單的工頻控制,易造成物料的過度研磨,所需研磨周期較長,研磨效率較低,單位產品功耗較大,啟動電流大,對設備和電網的沖擊很大,機械設備的生產維護量也大。直接工控球磨機的弊病并嚴重地阻礙了各工業企業快速發展。球磨機屬于低速重載設備,裝載量大,起動力矩也很大,一般需要加裝液力耦合器來完成傳動系統的啟動和調速。如陶瓷工業球磨機通常采用附加啟動電機沖擊啟動或軟啟動裝置來啟動,對電網沖擊大,而且啟動完成后運轉時所需的轉距減小,所以在節約能源方面有很大的空間。

                                        隨著變頻技術的快速發展及在水泥、陶瓷、冶金企業的大量應用,變頻器控制球磨機也成為可能。作為專業生產高性能變頻器的普傳科技股份有限公司根據球磨機工作原理和機械特點開發出大功率球磨機專用變頻控制器(系統)在現實中有很好的應用。

                                        2、球磨機工作原理

                                        球磨機主要由傳動裝置、筒體裝置、加料裝置、卸料裝置及電氣控制裝置等組成,分給料部、出料部、回轉部、傳動部(減速機、小傳動齒輪、電機、電控)等主要部分。其主體是一個水平裝在兩個大型軸承上的低速回轉的簡體。球磨機由電動機通過減速機及周邊大齒輪減速傳動、或由低轉速同步電機直接通過周邊大齒輪減速傳動,驅動回轉部回轉。筒體內部裝有適當的磨礦介質一鋼球。磨礦介質在離心力和摩擦力的作用下,被提升到一定的高度,呈拋落或泄落狀態落下。被磨制的物料由給料口連續地進入簡體內部,被運動的磨礦介質所粉碎,并通過溢流和連續給料的力量將產品排出機外,以進行下一段工序處理。用于陶瓷工業的球磨機具有一個水平放置的筒體,筒體被隔板(鉆有許多小圓孔的圓板——篩板)分成2~4個研磨腔,每個研磨腔內裝有一定形狀尺寸的研磨體,筒體旋轉時,物料和研磨體等在摩擦力和離心力的作用下被筒體提升到一定高度,然后在重力的作用下沿近似拋物線軌跡落下來沖擊和研磨筒體底部的另一部分物料,并產生一定的軸向運動促使物料研磨和混合均勻。 從工藝上來分類,有干磨和濕磨兩種。其外形結構如圖1所示。

                                        驅動部分是球磨機的關鍵:球磨機屬于低速重載設備,裝載量大,起動力矩也很大,一般需要加裝液力耦合器來完成傳動系統的啟動和調速。陶瓷工業球磨機通常采用附加啟動電機沖擊啟動或軟啟動裝置來啟動,對電網沖擊大,而且啟動完成后運轉時所需的轉矩減小,所以在節約能源方面有很大的空間。目前普遍采用的驅動方式是三相交流電動機-液力耦合器-齒輪減速器-皮帶輪減速器。由于球磨機屬恒轉矩負載,在用液力耦合器調速時,其調速效率等于調速比,有很大一部分能量在液力耦合器中被浪費掉。

                                        3、球磨機的生產工藝

                                        球磨機一般以固定轉速運行,筒體的轉速是由皮帶輪或齒輪減速機構(也有用液力耦合器)決定的。球磨機的轉速直接影響到鋼球和物料的運動狀況及物料的研磨過程,在不同的轉速下,筒體內的鋼球和物料的運動狀況如圖2所示。

                                        1)當轉速較低時,鋼球和物料隨筒體內壁上升,當鋼球和物料的傾角等于或大于自然傾角時,沿斜面滑下,不能形成足夠的落差,鋼球對物料的研磨作用很小,球磨機的效率很低。

                                        2)如果筒體的轉速很高,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,這時鋼球對物料已無撞擊作用,研磨效率則更低。這種狀態的最低轉速稱為臨界轉速。

                                        3)當筒體的轉速處于上述二者之間的某一轉速時,鋼球被帶到一定的高度后沿拋物線落下,對筒底物料的撞擊作用最大,研磨效率最高,此時的轉速稱為最佳工作轉速。

                                        4、球磨機系統存在的問題

                                        1)球磨機一般采用簡單的工頻控制,易造成物料的過渡研磨,所需研磨周期較長,研磨效率較低,單位產品功耗較大;

                                        2)球磨機一般采用星三角或自耦降壓啟動,啟動電流特別大,對設備和電網的沖擊很大;

                                        3)機械設備的生產維護量也大,而且耗電量相當驚人,這必然會給生產廠家帶來很多不必要的麻煩和嚴重的資源浪費。

                                        本次改造的球磨機為8噸,電機功率為30KW、8極電機,選用普傳PI7800 037G3變頻器。

                                        根據現場工藝要求,變頻器參數設置如下:

                                        F04-0: 頻率設定模式為鍵盤輸入。

                                        F05-3: 控制運行模式為端子

                                        F07-3: 該參數用于改善變頻器低頻特性,在低頻段運行時對變頻器輸出電壓進行提升補償。。

                                        F09-30:變頻器的加速時間為30S。

                                        F10-15: 變頻的減速時間為15S。

                                        F62-2: 三線控制方式

                                        F63-3 : 寸動功能設置。

                                        F30-10 : 寸動結束前回復寸動前狀態

                                        F31-15 : 寸動頻率設定15Hz。

                                        F28-10 : 寸動加速時間為10S。

                                        F29-10 ; 寸動減速時間為10S。

                                        小結:本次改造主要改進了生產工藝,簡化了工人的操作,提高了生產效率。附帶有一定的節能效果(低于50Hz運行時)。

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