干货 | 台达C2000变频器在球磨机上的应用案例
1. 前言
球磨机作为粉化矿石等物料的关键设备，被广泛应用于选矿、陶瓷、建材及化工等行业。随着精细化管理的深入开展，传统球磨机的启停及运转模式对选矿成本、磨机效率及磨矿产品质量等制约瓶颈日益凸显，成为行业内共同探索的课题方向。传 统球磨机耗电量巨大，如何提高球磨机效率和降低磨矿成本是设备的重要提升指标。
球磨机是利用转动的筒体，不断地带动大量的研磨体在筒体内对原料进行强烈的撞击、研磨和搅拌，使物料达到成品细度要求. 陶瓷球磨机一般采用异步电机—液力耦合器—减速机—小齿轮—大齿轮的模式驱动回转部，如图4-30所示。陶瓷球磨机的研磨介质通常为直径25～150mm的钢球或钢棒，当罐体内填充满原料（各种砂石、粘土、棕榈球）后加水，启动球磨机，在不同的筒体转速下可实现不同的粉磨方式，如泄落式（转速较低）和抛落式（转速较高）。变频器具有节能性好、调速范围大、调速平稳且能实现“软起软停”，其在球磨机领域具有广泛的应用前景。
由于筒体需要装填物料和研磨介质后才进行启动，所以球磨机的启动转矩大，同时负载随料筒内的物料位置变化而变化，且负载惯性大、回馈能量大。基于使用环境，本项目采用台达C2000变频器，其主要特点包括：
1）控制多样化:速度/转矩/位置三种控制模式；
2）节约成本与空间:感应电动机与同步电动机控制一体化，效率更高更节能；
3）过载能力超强；
4）运行稳定节能：内置直流电抗器(≥37kW)与刹车制动单元（≤30kW），DC-BUS直流母线可并联共享。
2. 实测案例 （台达VFD-C2000+系列变频器）
球磨机控制实例如图4-31所示。控制系统主要设备如表4-5所示。变频器相关设置参数如表4-6所示。
球磨机变频器控制，在启动初期，由于负载不均衡，在重载一侧下落时，罐体拖动电动机产生能量回升，导致变频器直流母线电压过高，变频器会出现加速中过电压报警。针对这种状况，一般厂家会通过加能量回升装置，或者加大变频器中间电容解决过压问题。C2000系列产品独特开发设计的TEC功能，使之在不需要扩展硬件的基础上，可解决过压问题。采用TEC功能之前，在启动过程中，随着负载从高处的不断下落，直流母线电压持续升高，***终超过限值而报警停机。采用TEC功能之后，在启动过程中，通过阶段性释放能量的方式，使直流母线电压缓慢升高，并且在升高后可以快速回复到正常值。
3. 球磨机常用控制方式与变频控制方式的优劣对比
目前球磨机普遍采用的是液力耦合器启动，该方式存在：
１）启动电流大，对设备和电网的冲击很大；
２）设备运行的稳定性差，维护量和耗电量巨大；
３）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度研磨，增加了生产厂家的维护成本，造成了严重的资源浪费。
球磨机使用变频调速后，具有以下优势：
１）实现了系统的软启动，启动电流大大减小，比之前的工频控制小3-５倍，消除了启动时的冲击，延长了机械部件的使用寿命，减少了设备的维护量及维护费用：
２）降低了对电网及周边设备的冲击，利用变频矢量调速技术拖动，满足了球磨机低速运行、大启动转矩的特点，有效保证系统的控制工艺；
３）优越的无级变速功能，改变了过去的固定速度研磨方式，大大优化研磨效率和研磨物体的均匀度；
４）系统具有完善的超温、缺相、短路、过电压、过电流等各种保护功能，全中文触摸屏幕，可直观准确的查看设备内部数据。
4. 球磨机变频器调试使用注意事项
球磨机变频器在调试时需要注意以下事项：
1）因球磨机的负载性质是恒转矩类，机械特性较硬，动态特性要求较高，所以应选用变频器的矢量控制功能；Ｖ／Ｆ控制在低速时虽然具有转矩提升功能，但提升不足，电动机转矩可能无法满足起动或低速稳速运行的需要，如果提升过大，又可能使因磁路饱和而过流。
２）球磨机现场粉尘较多，因此变频器周围应留足够的空间，保证良好的通风，现场需安装在通风良好，远离热源和尘埃少的地方。
３）在调试正常投运一段时间后，应对主电路接线等主要部位，进行巡检，并定期除尘，避免由于灰尘积累过多，影响变频器的正常运行。
5. 结论
陶瓷行业球磨机采用台达C2000变频器系列可使设备运转平稳，调速方便可靠。C2000系列变频器内置的TEC功能可解决启动初期的过电压问题，减少制动单元等能量回升物品的成本投入，效果可靠，推广可行性高。
（本站http://taida.gongboshi.com/,提供台达C200系列变频器,提供台达VFD系列变频器）
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