1.介绍

长期以来，墙壁、地板、砖和化学工厂广泛使用球磨机来研磨陶瓷原料。一般采用简单的工频控制，容易造成物料的过度研磨。所需的研磨周期长，研磨效率低，单位产品电耗高，启动电流大，对设备和电网的影响大，机械设备的生产和维护量也大，电力的损耗相当惊人，必然会给厂家带来很多不必要的麻烦和严重的资源浪费。因此，随着社会经济的发展和企业生产规模的扩大，直接控制球磨机的弊端已经暴露出来，严重阻碍了各类工业企业的快速发展。这促使人们开发一种启动平稳、研磨效率高、产量大、能耗低的球磨机——变频控制球磨机。

2.主要结构

陶瓷工业球磨机主要由传动装置、筒体装置、进料装置、出料装置和电气控制装置组成。

3.传输设备

陶瓷工业球磨机具有大的负载，并且需要大的功耗。因此，陶瓷工业球磨机通常采用一台或两台几百千瓦的大功率电机，通过液力偶合器共同驱动硬齿圆柱齿轮减速器，再通过一对齿轮或滑轮带动筒体转动，从而达到研磨物料的作用。工作原理:球磨机由进料部分、出料部分、旋转部分、传动部分(减速机、小传动齿轮、电机、电控)等主要部件组成。陶瓷工业有一个水平放置的圆筒，用隔板(有许多小圆孔的圆板——筛板)分成3 ~ 4个研磨腔。每个研磨腔内填充有一定形状和尺寸的研磨体。当圆筒旋转时，物料和研磨体在摩擦力和离心力的作用下被圆筒提升到一定高度，然后在重力的作用下沿近似抛物线的轨迹下落，冲击研磨圆筒底部的另一部分物料，并产生一定的轴向运动，使物料研磨混合均匀。

4.基本电气控制装置

陶瓷工业球磨机是低速重载设备，承载能力大，起动转矩大。因此，陶瓷工业球磨机通常采用附加启动电机冲击启动或软启动装置启动，对电网冲击较大，启动完成后运行所需转矩降低，节能空间较大空。

5.改造方案:根据原工况存在的问题，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)制造的设备应具有足够的起动转矩，以满足球磨机大负荷的要求，并保证电机在变频运行状态下平稳运行，从而保证电机具有恒功率特性。(2)利用变频调速系统对球磨机原传动系统进行改造，满足球磨机低速正常运行，保证正常的工艺控制，延长球磨机和电机的使用寿命，减少维护。(3)改造后的设备可实现自动控制、手动/工频和故障自切换功能，克服了球磨机大惯性带来的电压恢复，有效保证了设备的正常运行。

6.逆变器选择

根据上述原则，选用SEP公司的sap500g系列变频器，使系统满足上述要求。(1) sap500g变频器采用磁通矢量pwm控制技术使用低速负载能力= 200%额定转矩输出。内置plc程序控制功能，多种控制、运行模式，保护功能齐全。(SAP 500G变频器频率精度高，数字设定+0.01%，模拟设定+0.2%，能使运行稳定，满足设计要求。(3) sap500g系列变频器具有快速过压过流损失禁止功能，可用于在加减速过程中出现过压或过流时维持变频器的频率，然后在出现过流时自动加减速，直至过压解除。自动载波频率调制特性。

7.改造后设备的优势

(1)采用变频调速技术对球磨机的传动系统进行改造，满足了球磨机低速运行、启动转矩大的特点，实现了球磨机运行速度的连续调节。电机启动时没有冲击电流，启动力距离足够，保护功能完善。保证了过程控制的质量，节约了维护成本。

(2)根据工况，当传动比改为A时，变频器给定频率设为B(低于50hz)，工作电压为c(380v)，工作电流为D(小于180a)。改造后的系统年平均耗电量为E kWh (c*d*日工作时间*365)。改造前系统工频50hz，运行电流180a，运行电压380v，年平均耗电量f(90*日工作小时*365)度。节电率为(1-e/f)%