一、前 言
隨著全球性“節能減排”工業改造計劃正在大規模推行，先進的節能技術逐漸成為社會的一道亮點。然而在很多節能企業里，特別對化肥行業，普遍認為球磨機難以被控制的，因為用電設備消耗多少電，是同其機電特性所決定的，主觀的控制無能為力。很顯然，此觀念是錯誤的。在全國上下用電形勢嚴峻的情況下，威爾凱電氣采用最新的WKS系列變頻器，利用先進變頻節能技術，在上海奉賢全國最大的磷肥生產廠家青村磷肥廠實行球磨機節能改造。實踐證明，通過一系列的技術和管理措施把球磨機能耗降到最低，即保護環境又為企業創造經濟效益，企業至少可以減少5～10%的經營成本。
二、球磨機的工作原理
在化肥生產企業里，球磨機由于功率比較大，占據了企業總用電量的80％以上的 ， 各類球磨機的基本結構大體上是相同的，只是它們的某些部件有所不同，磨機一般均由筒體，襯板，給料器，排料器，空中軸，軸承，傳動裝置，和潤滑系統組成。
三、該磷肥廠球磨機系統存在的問題
該球磨機為一臺130KW 2極電極，采用簡單的自耦降壓啟動，啟動電流特別大能達370A，工作時的電流為240A左右，對設備和電網的沖擊很大 ，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.機械設備的生產維護量也大，而且電的損耗量相當驚人，這必然給該廠帶來很多不必要的麻煩和嚴重的資源浪費，所以隨著社會經濟的發展及政府節能減排工程的推擴，球磨機原來的啟動方式弊病已暴露無疑，經常的維修嚴重地阻礙了該企業的生產效益。這就促使人們去研制啟動平滑、研磨效率較高、產量大、能耗低的球磨機——威爾凱變頻控制球磨機。
四、球磨機變頻調速節能控制系統的工作原理
系統性能要求
根據原工況存在的問題并結合磷肥廠生產工藝要求，改造后的球磨機系統應滿足以下要求:
1：改造后的設備要有足夠的起動轉距，滿足球磨機裝載量大的要求，并保證設備在變頻運 行狀態下使電機平穩運行，保障電動機具有恒功率特性；
2：利用變頻調速控制系統改造原有球磨機拖動系統，滿足球磨機低速時的正常運行，確保正常的工藝控制要求，延長球磨機及電動機的使用壽命，減少維護。
變頻器選型
根據上述原則，選擇采用威爾凱電氣（上海）有限公司的WKS矢量型變頻器,該系列變頻器有以下特點：
本系列是采用新一代SVPWM波形生成技術的變頻器，低速額定轉矩輸出，帶載能力強， 低速時可達到180%的額定轉距輸出
具有多種轉矩提升及V/F曲線可設定，多種加、減速模式可選擇，內置PID功能，諸多參數均可在線調整。
具有各種完善的保護功能及故障診斷系統，具有過電壓、過電流及失速保護等功能技術先進，功能齊全，使用方便，可滿足電氣節能及各種生產工藝要求的需要。
電壓等級多種功率規格齊全，性能可達到國外同類產品水準。
頻率精度高，可使運轉平穩,滿足設計要求；
系統電路如下：
五、應用效果
球磨機安裝變頻節能控制系統后，取得了以下效果：
改造后的設備能夠實現自動控制，，并能克服球磨機大慣性引起的回升電壓，有效地保證設備正常運行。
利用變頻器自動電壓調節功能，可在與負載無關的條件下，保持電機效率最高。因消除了起動時的沖擊，延長了機軸、波箱齒輪，皮帶等機械件的使用壽命，減少了維修費用。
利用變頻調速技術改造了該球磨機的拖動系統，滿足了球磨機低速運行、大起動轉距的特點，實現了球磨機的運行速度連續可調。電機起動時無沖擊電流，起動力距足夠，保護功能完善。保證了工藝控制質量、節約了維護成本。
該變頻器球磨機使用變頻調速后，起動電流可比原先小5倍以上，（如132kW電機原先的起動電流在1000A以上，變頻節能控制系統起動電流為180A～200A之間），實現了真正的軟起動，也收到了節能的效果。由于起動電流大大減小，不會造成對電網的沖擊和電網電壓的下降，消除了因球磨機起動而引起的其它用電設備跳閘或故障，在同樣的電網容量下，并可增加裝機臺數。
內置PLC多段速自動運行功能，可以通過變頻器方便地設定研磨時間，加磨時間和自動停機功能，使操作更加智能化，人性化。
球磨機變頻調速節能系統的節能效果一般可達12%～15%左右。
六、投資與回報
該廠已安裝了16臺威爾凱公司的大功率變頻器。以其中的一臺40噸球磨機為例，電動機功率為132 kW，實際使用功率為115KW,每天工作18小時，每月工作30天，這樣原球磨機每月用電量為：115 kW×16小時×30天＝55200 kW.h（度），在安裝了球磨機專用變頻節能控制系統后節電率可達15.6%，每月可節省電費為：55200×14.6%×0.65元/度＝5238.48元。若以每臺變頻器投資為5.5萬元計算，投資回收期為55000÷5238.48＝10.5個月。即不到一年就可以收回全部的投資。而變頻器的使用壽命一般為10～15年，一年以后即為純回報期，也即年節電收益在5.5萬元左右。
七、結束語
在我國化肥行業，球磨機被大量使用，是物料粉碎的不可缺少的重要生產設備。實踐證明，威爾凱電氣（上海）有限公司生產的WKS系列變頻器用于化肥行業球磨機的節能驅動是十分成功的，取得了良好的經濟效益。對于我國提出的建設節約型社會，減少環境污染具有重大的經濟和社會意義，威爾凱變頻器也必在化肥生產行業得到大力推廣應用！
