一、前言 
      在21世紀(jì)的今天，全球能源緊張，節(jié)能的呼聲越來越高，先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)逐漸成為社會(huì)的一道亮點(diǎn)。在然而在很多節(jié)能企業(yè)里，特別對(duì)陶瓷行業(yè)，普遍認(rèn)為球磨機(jī)難以被控制的，因?yàn)橛秒娫O(shè)備消耗多少電，是同其機(jī)電特性所決定的，主觀的控制無能為力。很顯然，此觀念是錯(cuò)誤的。在全國(guó)上下用電形勢(shì)嚴(yán)峻的情況下，廣州博瑋伺服科技有限公司采用最新的BWS-BBH系列器，利用先進(jìn)伺服節(jié)能技術(shù)，在廣東陶瓷生產(chǎn)基地佛山市山水某知名陶瓷廠實(shí)行球磨機(jī)節(jié)能改造。實(shí)踐證明，通過一系列的技術(shù)和管理措施把球磨機(jī)能耗降到最低，即保護(hù)環(huán)境又為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，企業(yè)至少可以減少25～35%的經(jīng)營(yíng)成本。
二、球磨機(jī)的工作原理
      在陶瓷企業(yè)里，球磨機(jī)由于功率比較大，占據(jù)了企業(yè)總用電量的80％以上的 ，　各類球磨機(jī)的球磨機(jī)的基本結(jié)構(gòu)大體上是相同的，只是它們的某些部件有所不同，磨機(jī)一般均由筒體，襯板，給料器，排料器，空中軸，軸承，傳動(dòng)裝置，和潤(rùn)滑系統(tǒng)組成。

三、球磨機(jī)的生產(chǎn)工藝
      球磨機(jī)一般以固定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，筒體的轉(zhuǎn)速是由皮帶輪或齒輪減速機(jī)構(gòu)（也有用液力耦合器）決定的。球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速直接影響到鋼球和物料的運(yùn)動(dòng)狀況及物料的研磨過程，在不同的轉(zhuǎn)速下，筒體內(nèi)的鋼球和物料的運(yùn)動(dòng)狀況如下圖所示：

      5. 當(dāng)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，鋼球和物料隨筒體內(nèi)壁上升，當(dāng)鋼球和物料的傾角等于或大于自然傾角時(shí)，沿斜面滑下，不能形成足夠的落差，鋼球?qū)ξ锪系难心プ饔煤苄。蚰C(jī)的效率很低。
      6.當(dāng)筒體的轉(zhuǎn)速處于上述二者之間的某一轉(zhuǎn)速時(shí)，鋼球被帶到一定的高度后沿拋物線落下，對(duì)筒底物料的撞擊作用最大，研磨效率最高，此時(shí)的轉(zhuǎn)速稱為最佳工作轉(zhuǎn)速。
      7. 如果筒體的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)，這時(shí)鋼球?qū)ξ锪弦褵o撞擊作用，研磨效率則更低。這種狀態(tài)的最低轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速

四、球磨機(jī)系統(tǒng)存在的問題
      8. 球磨機(jī)一般采用簡(jiǎn)單的工頻控制，易造成物料的過度研磨，所需研磨周期較長(zhǎng)，研磨效率較低，單位產(chǎn)品功耗較大.
      9.球磨機(jī)一般采用星三角或自耦降壓?jiǎn)?dòng)，啟動(dòng)電流特別大，對(duì)設(shè)備和電網(wǎng)的沖擊很大。
      10.機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)維護(hù)量也大，而且電的損耗量相當(dāng)驚人，這必然會(huì)給生產(chǎn)廠家?guī)砗芏嗖槐匾穆闊┖蛧?yán)重的資源浪費(fèi)，所以隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，直接工控球磨機(jī)的弊病已暴露無遺，并嚴(yán)重地阻礙了各工業(yè)企業(yè)快速發(fā)展。這就促使人們?nèi)パ兄茊?dòng)平滑、研磨效率較高、產(chǎn)量大、能耗低的球磨機(jī)——變頻控制球磨機(jī)。
五、球磨機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)節(jié)能控制系統(tǒng)的工作原理。
      11.系統(tǒng)性能要求根據(jù)原工況存在的問題并結(jié)合生產(chǎn)工藝要求，改造后的球磨機(jī)系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求:
i. 改造后的設(shè)備要有足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)距，滿足球磨機(jī)裝載量大的要求，并保證設(shè)備在變頻運(yùn) 行狀態(tài)下使電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行，保障電動(dòng)機(jī)具有恒功率特性；
ii. 利用伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)改造原有球磨機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，滿足球磨機(jī)低速時(shí)的正常運(yùn)行，確保正常的工藝控制要求，延長(zhǎng)球磨機(jī)及電動(dòng)機(jī)的使用壽命，減少維護(hù)。
      12.伺服驅(qū)動(dòng)器選型根據(jù)上述原則，選擇采用廣州博瑋伺服科技有限公司最新的9BWS-BBH系列變頻器,該系列伺服驅(qū)動(dòng)器有以下特點(diǎn)：
i. 本系列是采用新一代SVPWM波形生成技術(shù)的變頻器，低速額定轉(zhuǎn)矩輸出，帶載能力強(qiáng)， 零速時(shí)可達(dá)到300%的額定轉(zhuǎn)距輸出
ii. 具有多種轉(zhuǎn)矩提升及V/F曲線可設(shè)定，多種加、減速模式可選擇，內(nèi)置人性化的PID功能，諸多參數(shù)均可在線調(diào)整。
iii.具有各種完善的保護(hù)功能及故障診斷系統(tǒng)，具有過電壓、過電流及失速保護(hù)等功能技術(shù)先進(jìn)，功能齊全，使用方便，可滿足電氣節(jié)能及各種生產(chǎn)工藝要求的需要。
iv. 電壓等級(jí)多種功率規(guī)格齊全，性能可達(dá)到歐美日等國(guó)外同類產(chǎn)品水準(zhǔn)。
v. 頻率精度高，可使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),滿足設(shè)計(jì)要求；

4. 應(yīng)用效果球磨機(jī)安裝變頻節(jié)能控制系統(tǒng)后，取得了以下效果：
      改造后的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制，以及市電/節(jié)電切換功能，并能克服球磨機(jī)大慣性引起的回升電壓，有效地保證設(shè)備正常運(yùn)行。
ii. 利用伺服驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)功能，可在與負(fù)載無關(guān)的條件下，保持電機(jī)效率最高。因消除了起動(dòng)時(shí)的沖擊，延長(zhǎng)了機(jī)軸、波箱齒輪，皮帶等機(jī)械件的使用壽命，減少了維修費(fèi)用。
iii.利用伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)改造了球磨機(jī)的拖動(dòng)系統(tǒng)，滿足了球磨機(jī)低速運(yùn)行、大起動(dòng)轉(zhuǎn)距的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了球磨機(jī)的運(yùn)行速度連續(xù)可調(diào)。電機(jī)起動(dòng)時(shí)無沖擊電流，起動(dòng)力距足夠，保護(hù)功能完善。保證了工藝控制質(zhì)量、節(jié)約了維護(hù)成本。
iv. 球磨機(jī)使用伺服驅(qū)動(dòng)后，起動(dòng)電流可比原先小10倍以上，（如132kW電機(jī)原先的起動(dòng)電流在1000A以上，伺服節(jié)能控制系統(tǒng)起動(dòng)電流為110A～150A之間），實(shí)現(xiàn)了真正的軟起動(dòng)，也收到了節(jié)能的效果。由于起動(dòng)電流大大減小，不會(huì)造成對(duì)電網(wǎng)的沖擊和電網(wǎng)電壓的下降，消除了因球磨機(jī)起動(dòng)而引起的其它用電設(shè)備跳閘或故障，在同樣的電網(wǎng)容量下，并可增加裝機(jī)臺(tái)數(shù)。
v. 內(nèi)置PLC多段速自動(dòng)運(yùn)行功能，可以通過伺服驅(qū)動(dòng)器方便地設(shè)定研磨時(shí)間，加磨時(shí)間和自動(dòng)停機(jī)功能，使操作更加智能化，人性化。
vi.球磨機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)調(diào)速節(jié)能系統(tǒng)的節(jié)能效果一般可達(dá)35%～65%左右。
六、投資與回報(bào)
以佛山市山水某知名陶瓷廠為例，如下圖所示，該廠已安裝了35臺(tái)中科電氣公司的大功率變頻器。以其中的一臺(tái)40噸球磨機(jī)為例，電動(dòng)機(jī)功率為132 kW，實(shí)際使用功率為75KW,每天工作18小時(shí)，每月工作30天，這樣原球磨機(jī)每月用電量為：75 kW×18小時(shí)×30天＝40500 kW.h（度），在安裝了球磨機(jī)專用伺服節(jié)能控制系統(tǒng)后節(jié)電率可達(dá)56.8%，每月可節(jié)省電費(fèi)為：40500×56.8%×0.65元/度＝14953元。若以每臺(tái)伺服驅(qū)動(dòng)器器投資為6.5萬元計(jì)算，投資回收期為65000÷14953＝4.4個(gè)月。
若以平均節(jié)電率50%計(jì)算，則月節(jié)電效益為40500×50%×0.65＝13163元，每臺(tái)伺服驅(qū)動(dòng)器投資為6.5萬元計(jì)算，投資回收期為65000÷13163＝4.9個(gè)月，即不到一年就可以收回全部的投資。而伺服驅(qū)動(dòng)器的使用壽命一般為10～15年，一年以后即為純回報(bào)期，也即年節(jié)電收益在18萬元左右。

七、結(jié)束語
      在我國(guó)陶瓷行業(yè)，球磨機(jī)被大量使用，是物料粉碎的不可缺少的重要生產(chǎn)設(shè)備。實(shí)踐證明，廣州博瑋伺服科技有限公司生產(chǎn)的BWS-BBH系列伺服驅(qū)動(dòng)器用于陶瓷行業(yè)球磨機(jī)的節(jié)能驅(qū)動(dòng)是十分成功的，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于我國(guó)提出的建設(shè)節(jié)約型社會(huì)，減少環(huán)境污染具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義，廣州博瑋伺服科技BWS伺服驅(qū)動(dòng)器也必在陶瓷行業(yè)得到大力推廣應(yīng)用！