變頻器在水泥機械中的應用

變頻調速技術在我國水泥行業的應用日趨廣泛。在生產工藝需要調速的許多環節，如回轉窯、單冷機、喂料機、配料系統、風機、水泵等，以交流變頻調速取代調壓調速、滑差調速以及直流調速已成為一種必然趨勢。

在水泥粉磨工藝中，球磨機入磨物料粒度的大小，對其臺時產量影響較大，預破碎工藝作為提高磨機臺時產量、降低粉磨電耗的重要途徑，引起了許多水泥企業的重視。根據工藝要求，水泥立窯放料每次持續2～3min，間隔2～3min，但目前幾乎所有水泥企業中破碎機處于工頻恒速運行狀態，24h連續運轉，造成電能的巨大浪費，并影響電機和破碎機的使用壽命。另一方面，由于破碎機具有十分大的慣性，不易頻繁啟停，所以即使使用一般變頻器也難以解決系統制動時產生的泵升電壓引起保護電路動作，使系統無法正常工作。

針對系統的以上特點，利用相關系列變頻器實現破碎機的變頻調速和軟啟動；利用再生能量回饋單元克服破碎機制動過程中產生的過高的泵升電壓；利用PLC實現系統的邏輯閉環控制，使破碎機的工作與立窯放料同步，實現間歇運行。從而在改善工藝控制質量的同時，最大限度地節約了電能，降低了生產成本。現場調試和運行結果表明，系統運行可靠，節電率可達60%以上。

上述系統已在某水泥廠投入實際運行。系統根據送料信號自動實現啟制動運行，破碎機運行速度連續可調。電機可以實現頻繁軟啟動，基本無啟動電流沖擊，啟動力矩足夠。系統在變頻運行條件下，若變頻器突然故障，則自動切換至“工頻”狀態繼續運行，同時發出聲光報警信號(內部可選)。根據現場工況需要，將有放料信號時變頻運行給定頻率設為43Hz，系統運行電流為27A，運行電壓280V，改造后的系統平均每年耗電5.7萬度。根據現場記錄，系統在改造前工作頻率為工頻50Hz，運行電流為32A，運行電壓400V，平均每年耗電19.42萬度。改造后的節電率為70.6%。該系統的突出優點如下：

1、利用變頻調速技術改造了水泥熟料破碎機的拖動系統，滿足了破碎機的低速、間歇運行特點，保證了工藝控制質量，節能效果明顯，并有利于延長破碎機和電機的使用壽命。

2、利用能量回饋控制技術克服破碎機大慣性引起的泵升電壓，有效地保證了變頻器的安全運行。系統除了變頻器和能量回饋裝置所具有的20余種保護功能和故障自診斷功能外，還增設了電機過熱、控制回路保護及報警。

3、利用可編程控制器PLC實現了各種邏輯控制、變頻器啟制動自動控制及手動/自動、工頻/變頻轉換和故障自切換等功能，使系統控制靈活方便，功能齊全。