球磨机使用变频器探讨
球磨机高压变频方案
球磨机高压变频方案
球磨机电机额定数据：
1、额定电压：10KV
2、额定功率：630KW
3、额定转速：960rpm
4、额定电流：
实际运行情况：
1、电网电压：8.5-10KV
2、运行电流：
3、球磨机是低速重载设备，启动时所需的转矩较大，目前采用的是工频直接启
动方式，所以启动时对设备本身及电网的冲击都非常大
4、机械设备的维护工作量较大
5、球磨机实际的电网供电电压偏低，时有出现欠压停机情况发生
6、机器的工频运行工况易造成物料的过度研磨，单位产品的功耗大
变频改造可行性：
如球磨机加装变频器后，将有以下几点优点：
1、在电网电压偏低时，变频器仍能正常运行，变频器的电压输入范围广：
-20%~+15%
2、输出过载能力：过载110%可长期稳定运行，过载120%/M，150%/10S，180%
立即保护
3、在球磨机装载量大时，变频的转矩提升功能（可达150%）可以保证足够的起
动转矩
4、变频器的软启功能，加装变频后，球磨机的启动电流比工频启动的电流要小
5倍左右，实现真正的软启动功能，实现对设备和电网的无冲击启动
5、变频器的调速功能：通过调整球磨机的转速，监测相关参数的变化规律，可
分析判断球磨机的转速与磨矿效果、耗能指标的变化趋势，发挥球磨机的最大工作效率。
浅谈高压变频器在矿山磨机上的应用
ｒ
ｍａｔ ｏｎ
ｉ
；
Ｅｎ ｅｒ
ｇｙ
ｓ ａｖ
ｉ
ｎ ｇ
【
中 图 分 类号
】
Ｕ ２ ６４ ９ １ ＋ ３ ４
． ．
【
文 献 标识 码
】
Ｂ
文 章编 号
１５ ６ １
－
０ ３３ ０ （ ２ ０ １ ７
）
０ ４
－
０ ０ ６８
－
０４
１
引 言 高 效 化 的 智 慧 矿 山 的 概 念 的 引 入
，
传 工
。
但
由
于地 处 偏 远
，
、
气 候恶 劣
，
电
通 常 认 为 在 矿 磨 生 产 中 磨 机 料 筒 统 的 粗 犷 型 矿 山 生 产 模 式 已 经 不 能 满 网 电 压 也 经 常 波 动
的 转 速 大多 是 恒 定 的
，
需要 考虑 电 网 波
即 使变 化
，
变足 工 况 要 求
，
以 溢 流 型 磨 机 为例
料 智 能 化控 制 的 发 展 方 向 生 产 周 期 通 常 为
物 于
１
３
月
份
￣
１
１
月
份
，
由
，
筒 内 的 物 料 在 工 频 ５ ０Ｈ ｚ 下 运 转
２
，
月
份
。
￣
来年
２
月 份 环 境 温 度太 低
料 在钢 球 的 作 用 下 被 逐 步 磨 细 流 出 筒体
（
３
）
为 了 提 高 产量
，
试论变频器在矿山机电设备中的具体应用与日常维护
试论变频器在矿山机电设备中的具体应用与日常维护摘要：变频器是一种用于控制电机转速的设备，广泛应用于矿山机电设备中。
通过正确应用和定期维护变频器，可以提高矿山机电设备的运行效率和可靠性，降低故障率和维修成本。
本文总结变频器在矿山机电设备中的具体应用和日常维护的重要性，介绍变频器在矿山机电设备中的主要应用，详细阐述变频器在矿山机电设备中的日常维护。
关键词：变频器；矿山机电设备；应用与维护随着矿山机电设备的发展和现代化需求的不断提高，变频器作为一种重要的控制设备，在矿山行业中得到了广泛的应用。
变频器能够有效地控制电机的转速和运行状态，从而满足不同工况下的需求，提高设备的运行效率和稳定性。
合理应用和正确维护变频器，不仅可以提高矿山机电设备的运行效率和稳定性，还能降低能源消耗和维修成本，推动矿山行业的发展。
1.变频器在矿山机电设备中的具体应用和日常维护的重要性1.1实现对电机转速的精确控制使电机在最佳运行状态下工作，变频器可以提高设备的运行效率。
传统的固定频率驱动方式往往不能适应不同负载条件下的最优转速要求，导致能耗过高或效率低下。
而变频器可以根据实际需求自动调整电机的功率输出，避免了过剩能耗和损耗，提高了能源利用效率。
此外，变频器还可以满足不同工况下的生产要求。
矿山机电设备在不同工况下可能需要不同的工作速度和负载要求。
通过变频器的调节，可以使电机灵活适应这些要求，提供精确的控制和调节能力。
这样可以保证生产过程的稳定性和质量，满足特定工艺要求。
变频器能够根据实际需求自动调整输出频率和电压，使电机在最佳运行状态下工作。
这种灵活调节能力可以提高设备的运行效率，避免过剩能耗和损耗，满足不同工况下的生产要求。
因此，在矿山机电设备中广泛应用变频器是非常有益的。
1.2确保其正常运行状态定期检查变频器的外观是否有明显的物理损坏或松动情况，检查连接线路是否紧固可靠，排除潜在的接触不良或断开问题。
散热器是变频器散热的重要组件，定期清洁散热器表面上的灰尘和污垢，确保散热效果良好，避免过热引发故障。
矿用球磨机的变频调速改造设计
变 频调 速传 动方 案为矿 山企业 提供 了最优 的选 择 。
１ ） ， 大齿轮连接在筒体外侧 ， 通过 主电机驱动小齿
轮带 动磨机 旋转 。
目前 ， 国 内主流磨机 仍 以定速 驱动为 主 ， 少 量采 用 变频 驱动 。如何 更好 的把 变频 调速应 用到 矿用磨 机上 ， 真正地 实现 节能减 耗 ， 对 于达 到矿 山投 资的最 优化 和收益 的最 大化具 有现 实 的研 究意 义 。
２ ５ ０ ０ ｋ Ｗ电动 机
做 分析说 明。 ３ ． ２ ． １ 变压 器柜
图 ２ 磨 机 变 频 调 速 高压 一 次 系统 图
３ ． １ ． １ 系统 主要 保护 逻辑
（ １ ） 高压 变频 器 Ｂ Ｐ上 端 高 压 开关 柜 Ｑ Ｆ １采 用 原 有 系统 的高压 开 关 柜 及综 合 保 护 装 置 ， 对 变 频 器 输 入侧 提供 过 流 、 速 断等 保护 。
控制 ； ⑤高 压变 频器 与 Ｄ Ｃ Ｓ控 制 系统硬 线连 接 ， Ｄ Ｃ Ｓ 控制 系统 点数 不够 可 在原 有 机 架 上 进 行 扩展 ， 而 需
要增 加 的扩展 模块 ， 根据 改造 需 要 进 行 补充 。分 析
整个 系统框 架结 构采 用如 下 形式 ： ① １台 Ｃ Ｈ Ｉ Ｃ ２ ０ ０ ０
３ ． １ 控制 系统方 案设计
系列磨 机调 速 专 用 高 压 交 一 直． 交 变频 器 Ｂ Ｐ； ② １台 变频启 动 Ｋ Ｙ Ｎ ２ ８ Ａ 一 １ ２型 高压 开 关 柜 Ｑ Ｆ １ ； ③ １台变
为实现 ２ ５ ０ ０ ｋ Ｗ／ １ ０ ｋ Ｖ球 磨 机 变 频 调 速 的 目 标， 经分析设计采用 Ｃ Ｈ Ｉ Ｃ ２ ０ ０ ０系列 磨 机 调 速 专 用
变频器在矿山机械中的应用
变频器在矿山机械中的应用随着现代技术的不断进步，矿山机械也在不断地发展与创新。
其中，变频器在矿山机械中的应用越来越受到重视。
本文将从以下几个方面探讨变频器在矿山机械中的应用。
一、变频器的概述变频器是一种电能调节装置，可以调节交流电源频率，实现电压或电流的调节，并且可以根据需要进行无极调速。
变频器广泛应用于电机控制领域，可以应用于各种普通交流电机、永磁同步电机等。
二、变频器在矿山机械中的应用1. 变频器在提升设备中的应用矿山提升设备的传统变速器模式无法实现无级调速和精准定位，而且能效不高，噪音大，寿命短。
而采用变频器进行调速，则可实现无级调速和精准定位，同时能够大大提高能效，降低噪音，并且具有更长的使用寿命。
2. 变频器在矿山破碎机中的应用矿石的破碎是矿山生产的重要环节之一，传统的破碎机往往会因为过载而损坏电机或者设备。
而采用变频器进行调速，则可以实现设备的无级调速，在设备运转过程中，可以根据矿石的物理性质和设备的负载情况，实时控制转速，保证设备的稳定运行。
3. 变频器在通风机中的应用矿山通风机是矿山生产中必不可少的设备之一，但是通风机的能效一直是矿山生产领域中的一个难点。
而采用变频器进行调速，则可以实现通风机的无级调速和精准定位，同时提高能效，降低噪音，并且可以延长通风机的使用寿命。
三、变频器在矿山机械中的优势1. 能效提升传统的矿山机械在运转时通常存在能耗大，效率低下的问题。
而采用变频器进行调速，则可以实现能耗的有效控制，提升设备的能效，降低生产成本。
2. 无级调速传统的固定转速方式对于不同的负载进行匹配时，会存在运转效率低下等问题。
而采用变频器进行调速，则能够实现无级调速，根据负载自适应调速，保证设备运转效率的最大化。
3. 精准定位采用变频器在矿山机械中进行调速，可以实现精准定位控制，可以根据设备运转过程中的负载和位置改变等因素，实时调节设备的转速，从而保证设备的准确运行状态。
4. 使用寿命长传统的机械设备通常存在噪音大、振动大、寿命短等问题。
球磨机变频器调速控制改造及应用
控制元件、计量元件及辅助设备等组成，通过改变或 调节绕线式电动机转子回路阻抗值的大小，实现不同 程度降低启动电流的目的，结构简单、易操作。尽管 这几种启动方式相对降低了启动电流，但启动过程中 瞬间较高的电流及较大的扭矩仍会对电动机的绝缘、 设备联结部件及供电网络电压造成一定的冲击［２］。
变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变 电动机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力 控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、 逆变（直流 变 交 流 ）、制 动 单 元、驱 动 单 元、检 测 单 元 和微处理单元等组成。变频器依靠内部电力电子元 件的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电动机 的实际工况，提供所需运转频率，以实现对电动机的 调速。其控制电路完成对主电路的控制，整流电路将 工频交流电整流为直流电，直流中间电路通过并联电 容组对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直 流电再逆变成所需频率的交流电，进而达到节能、调 速的目的。另外，变频器还有多重保护功能，如过流、 过压、过载保护等［３］。
Copyright©博看网 . All Rights Reserved.
２０１９年第 １０期 ／，球磨机速度越快，钢球被提升得越高。球磨机转 速决定钢球与衬板的分离点，同时也决定了钢球下落 与衬板的接触点。当球磨机的实际转速达到临界转 速或大于临界转速时，钢球的运动轨迹为贴着筒体的 圆周运动，不存在分离点和接触点，即没有冲击点，起 不到冲击粉碎矿块的作用；当球磨机的实际运行速度 过小时，不能将钢球带到合理高度，分离角过大，无法 使钢球形成抛落的运动轨迹冲击下部的粉矿，而只能 形成全泻落状态的运动轨迹，不能起到很好地冲击粉 碎矿块的作用。因此，钢球的运动轨迹在很大程度上 由球磨机运转速度决定。
对于球磨机来说，转速选定是一项非常关键的环 节，每台球磨机的转速不尽相同，传统的确定方式一 般是沿用经典理论公式。该理论是以紧贴球磨机筒 体内壁的单个钢球能够通过筒体最高点的转速作为 临界转速，实际转速通常是球磨机临界转速的 ６５％ ～ ８５％。该方 法 在 球 磨 机 生 产 设 计 中 得 到 了 广 泛 应 用，但实际运行中仍然存在一些细节问题：
四方变频器在球磨机上的应用
四方变频器在球磨机上的应用
在我国的陶瓷行业，球磨机被大量使用，是物料粉碎的不可缺少的重要生产设备。
球磨机一般功率都较大，系统采用简单的工频控制，所需研磨周期长，研磨效率低，易造成物料的过度研磨，单位产品的功耗大，因而成为陶瓷行业最大的耗电设备之一。
同时系统的启动电流大，对设备和电网冲击较大，造成机械设备的维护量也大。
随着变频调速技术的快速发展，变频调速在陶瓷、水泥、冶金行业已日渐得到了广泛应用。
实践证明，球磨机采用变频控制节能效果显著，可为企业创造非常良好的经济效益。
本文以四方V560系列变频器
为例，介绍了球磨机的一种变频控制应用方案。
一、工艺介绍
球磨机主要由传动装置、筒体装置、给料装置、卸料装置及电气控制装置等组成。
设备运行时由电气控制装置驱动电动机，然后再通过减速机及周边大此轮的减速传动，拖动筒体装置回转。
筒体装置内部装有的物料和研磨体在回转时产生的离心力和摩擦力的作用下，被提升至一定高度后沿近似抛物线的轨迹落下来冲击和研磨筒体底部的另一部分物料，并产生一定的轴向运行促使物料研磨和混合均匀。
研磨完成的物料最后通过卸料装置排除筒体，以进行下一段工序处理。
研磨工艺如下
球磨机系统工频控制在使用中存在着如下的弊端：
1.所需的研磨周期较长、研磨效率低，单位产品功耗大，同时易造成物
料的过渡研磨;
2.启动一般采用星三角或自耦降压启动，启动电流大，对设备和电网的
冲击很大;。
球磨机工艺及变频改造
球磨机工艺及变频改造一、球磨机简介 (2)1球磨机的作用 (2)2球磨机的分类 (2)3球磨机的结构 (4)4球磨机的工艺 (9)二、不同种类球磨机的应用 (12)三、水泥球磨机工作流程 (23)四、球磨机应用中存在的问题 (24)五、球磨机的变频节能改造 (24)球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备，其利用研磨介质之间的挤压力与剪切力来粉碎物料，广泛用于冶金、陶瓷、选矿、化工、水泥、火电等行业的矿磨、制粉作业中。
本文档将为您介绍一下球磨机的相工艺以及球磨机在变频节能改造中的关键点。
一、 球磨机简介1、作用：球磨机用于各种矿物质的粉磨。
物料只有经过粉磨并到要求细度后才能进行充分混合相互作用，才能使制品达到强度。
2、分类按筒体的长度与直径之比(长径比)分：短磨机长径比小于2的球磨机，一般称球磨机。
多为单仓。
中长磨机长径比为3左右。
长磨机长径比大于4时称为长磨机或管磨机。
中长磨和长磨机内部一般分成2～4个仓。
按是否连续操作可分为：连续磨机和间歇磨机。
按传动方式分为：中心传动磨机电动机通过减速机带动磨机卸料端空心轴而驱动磨体回转。
减速机输出轴与磨机中心线在同一直线上。
边缘传动磨机电动机通过减速机带动固定在卸料端筒体上的大齿轮而驱动磨体回转。
按卸料方式分：◆尾卸式磨机被粉磨物料从磨机一端喂入，从另一端卸出◆中卸式磨机被粉磨物料从磨机两端喂入，从中部卸出。
按磨内研磨介质的形状分：◆球磨机磨内研磨介质主要为钢球或钢段―最为普遍。
◆棒球磨机2～4仓，第一仓：圆柱形钢棒研磨介质，后几仓装钢球或钢段。
◆砾石磨研磨介质为砾石、卵石、瓷球和刚玉球等，用花岗岩或瓷质材料作衬板。
按操作工艺可分：干法磨机和湿法磨机。
3、结构：(1)筒体材料为金属材料，强度要高，塑性要好，可焊性好。
多为普通结构钢A3。
大型磨机筒体常用16Mn钢制造，其弹性强度极限比A3高约50%，耐蚀能力强，冲击韧性也强得多（低温时尤其如此），切削加工性、可焊性、耐磨性和耐疲劳性能良好。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
球磨机使用变频器探讨 (1)
2008-08-01 09:31:00 来源：互联网
本文介绍了在水泥、陶瓷行业广泛应用的球磨机使用变频器的问题，并进行节能相关的分析与计算。
结果说明，球磨机使用变频器仍有一定幅度的节能空间。
关键字：球磨机[2篇] 变频器[602篇] 液力偶合器[1篇] 节能运行模式[1篇]
一.概述
水泥、陶瓷行业应用变频器已经非常普遍，生产机械如回转窑，窑头、窑尾风机，传送｀带等原来用电磁调速或其他的调速方式，都相继改造为变频交流调速。
改造的目的是使生产过程中工艺调速方便，提高产品的产量、质量，实现自动化，节能等。
但是，在球磨机上使用变频器，其本上还是空白。
其原因是，球磨机料筒的转速是恒定的，即使要变化,变化的范围也不大，如果考虑使其转速下降节能，但可能使球磨的时间增长，节能的效果不明显。
实际上球磨生产过程比较简单，如某陶瓷厂的球磨机电机90kW，料筒内加料16T～18T，在50Hz下运转8小时，料的细度达到要求就出料，然后再加料，重复上述过程，一般来说，这是一个经验工艺数据，对不同的厂家和球磨的原料不同，工艺参数也有差别。
在某地陶瓷行业，普遍使用的球磨机的电气传动方式为，三相交流鼠笼异步电机—液力偶合器—齿轮减速器—皮带轮减速器，在这里，球磨机的料筒作为了减速器的皮带轮使用。
容量为90KW电机，在球磨机重载起动时，若传动环节中无液力偶合器，即使使用自耦减压起动器或星—三角启动器，对电网也会造成较大的冲击，并且经常出现起动失败。
为缓冲起动时的冲击，传动环节中加入了液力偶合器，这样可在任何状态下顺利起动球磨机。
二.液力偶合器和变频调速节能
液力偶合器是通过控制工作腔内工作油液的动量矩变化，来传递电动机能量，电动机通过液力偶合器的输入轴拖动其主动工作轮，对工作油进行加速，被加速的工作油再带动液力偶合器的从动工作涡轮，把能量传递到输出轴和负载。
液力偶合器有调速型和限矩型之分，前者用于电气传动的调速，后者用于电机的起动。
系统中的液力偶合器在电机起动时起缓冲作用，其效率理论值为95%。
变频器的效率为96%，在传动环节中去掉液力偶合器，用交流调速变频器驱动球磨机电机，可以在额定电流下顺利起动90kW电机，并且，理论上效率可以提高1%。
实际上液力偶合器的效率与液力偶合器腔内注入油量有关，在运转过程中液力偶合器有一定的温升，存在密封不严有泄漏等因素，其效率一般都小于理论值95%，减少2%～3%是常有的事。
球磨机的电机转速为1440r/min，经液力偶合器和减速器减速后，料筒的运转速度为16r/min。
球磨机的效率计算的公式为：
式中：nT—为液力偶合器输出轴的速度，
nB—为电机侧液力偶合器输入轴的速度
其效率为0.95，在传动环节中去掉液力偶合器，用弹性联轴器直接连接，这时料筒的速度会超过16r/min，为维持原来的工艺状况，电机应减速，变频器的输出频率下降到50×0.95=47.5Hz，由于球磨机是恒转矩负载，电机运转频率下降，其电流基本不变或略有下降，但输出电压按比例下降，由三相电机功率计算式：
现场有就地补偿电容，用变频器后功率因数基本不变，因此应节约5%功率。
前两项相加大约有8%的节能。
三.电机的调压节电
球磨机起动时的起动电流较大，起动完成后，运行电流为80～110A，对于90kW电机相当于轻载运行，这时电机的效率也较低。
应用自动能耗最优控制，即利用变频器的电压调节功能，可在与负载无关的条件下，保持电机的效率为最高。
异步电机的损耗有铜耗，基本铁心损耗，常称为铁耗，机械磨擦损耗和杂散损耗。
对已定型生产的电动机，机械磨擦损耗在运行过程中为常值；铜耗与电机电流的平方成正比，随负载的变化而变化；铁耗近似与电机端电压的平方成正比；杂散损耗与电机电流的平方成正比，随负载的变化而变化。
对于90kW电机，以上各种损耗占总损耗的百分数分别是铜耗20%～30%，铁耗20%，机械磨擦损耗40%～50%，杂散损耗15%～20%。
对相同的负载，电机端电压的升高，电流会减小，因此当端电压升高时，铜耗和杂散损耗减小；而铁损增加。
这样，电机的端电压存在有一点，在这点时电机的总损耗为最小，如图一：
某陶瓷厂90kW球磨机的负载情况如下：球磨机电机90kW，料筒的转速为16r/min，每个工作周期等于3.75s，电流在80～110A之间变化，相当于额定电流的46%～62.5%，如图二所示：
图二球磨机负载图
球磨机使用变频器探讨 (2)
2008-08-01 09:31:00 来源：互联网
本文介绍了在水泥、陶瓷行业广泛应用的球磨机使用变频器的问题，并进行节能相关的分析与计算。
结果说明，球磨机使用变频器仍有一定幅度的节能空间。
关键字：球磨机[2篇] 变频器[602篇] 液力偶合器[1篇] 节能运行模式[1篇]
下面进行节能效果分析：
1. 不进行节能控制时：负载较高时的功耗
P10=90＊0.625/0.884=63.63（KW）
0.884为62.5%负载时电机的效率
负载较低时的功耗
P11=90＊0.46/0.65=63.69（KW）
0.65为46%负载时电机的效率
一周期平均功率
P1=（P10＊0.75+P11＊3）/3.75=63.68（KW）
2.变频器进行节能调节时：
负载较高时的功耗
P20=90＊0.625/0.886=63.49（KW）
0.886为62.5%负载且电压控制时电机的效率
负载较低时的功耗
P21=90＊0.46/0.70=59.14（KW）
0.70为46%负载且电压控制时电机的效率
一周期平均功率
P2=（P20＊0.75+P21＊3）/3.75=60.01（KW）
每年按320天，每天按20小时计算，一年节电
（63.49-60.01）＊6400=22272（kW.h）
折算为节能率（63.49-60.1）/63.49=0.055=5.5%
从上面的数据可见，用变频器进行节能调节时，对于两种负载情况，62.5%负载的效率从0.884提高到0.886，仅为0.002；46%的负载的效率从0.65提高到0.70，也只为0.05，但节电率也有3%。
四.结语
球磨机的节能目前仅从两方面考虑，去掉液力偶合器使用变频器的节电率为8%，利用变频器的节能模式调节可有3%的节能，两项相加共有11%的节能，由此可见，对球磨机进行变频改造还是可以达到节能的目的。
目前，有人从改变球磨的工艺入手，即加料后的一段时间，适当提高变频器的输出频率，加快球磨的效率，然后再降低输出频率，运行一段时间后，继续降低输出频率。
这样做可以节省球磨时间，而且球磨的质量可以保证，这是另一种节能思路，还有待于实践检验。