摘 要：通过对陶瓷厂球磨机运作的原理分析，利用变频器调频降速，在不影响球磨效率的情况下，达到节能效果，降低球磨机的能耗成本。
　　关键词：陶瓷；球磨机；变频器；节能
　　
　　1 引 言
　　
　　 球磨电机使用变频调速驱动来达到节能的目的，在陶瓷行业的粉料加工工序中，已经是广泛应用。本文将对球磨机变频调速的节能原理进行分析探讨。
　　
　　2 节能原理分析
　　
　　球磨机应该以什么样的速度转动，才能达到它的最佳效果呢？根据理论推算，球磨机的转速在满足n＝21/D这个公式的情况下，效果最佳。其中，分子是常数21，分母是球石重心的转动轨迹直径的平方根。可见球石重心的运动轨迹直径越大，需要的转速就越小；球石重心运动轨迹直径越小，需要的转速就越快。这就是为什么我们看到的大球磨机的转速比较慢，而小球磨机的转速比较快的原因。
　　在同一个球磨机中，球石的运动轨迹是不是一成不变的呢？显然不是。我们用简单的示意图来说明，如图1所示，球磨罐体中加了球石和沙泥料，刚加的料因为颗粒比较大，有的是块状，因阻隔原因导致球石与球石之间的间距较大。我们取其中的一部分球石的运动轨迹来分析，见图2。球石群体平均重心的运动轨迹等效直径较小，用D1表示（见图2a）。因此，要使球磨机达到理想的效果，需要的转速就要快。
　　当球磨到一定的时间之后，那些较大颗粒的沙石料逐渐被砸碎，块状的泥也被分解了，球石与球石之间的间距缩小，球石群重心的运行轨迹的平均等效直径就增大到D2，如图2b所示，因此球磨机需要的理想转速相应地要减小。
　　 可见，球磨机的转速应该是一个由大变小的过程，这就是为什么要使用变频器调速的原因。使用变频之后，球磨后期的转速可由50Hz降到40Hz以下。当它降速之后，电压和电流相应地降了下来，消耗的功率也就降下来，这就是球磨变频节电的原理。球磨机后期转速降下来之后，由于球石之间的泥浆流速加快，并不会影响球磨效率，实际上，我们使用变频调速之后，磨一罐料所需的时间不会加长。
　　 本研究测试了在相同装载量的条件下，使用变频驱动和不使用变频驱动的18t球磨机（90kW的电机）的相关运行数据（频率、电流和功率等），然后把这些数据在坐标上绘制成曲线图，以方便进行对比。当使用工频电运行时，球磨的频率一直是50Hz；当使用变频运行时，球磨频率在启动后的前10min运行48Hz，之后每隔4h降低3Hz，见图3。图4是纪录电流的曲线，上面一条曲线是无变频的，显然它的运行电流总是比下面带变频控制的高。
　　 图5是纪录功率消耗的曲线，同样，上面一条是无变频的，下面一条是带变频驱动的，可见装有变频的驱动消耗的功率较小。它们通过对时间的积分就是整个球磨过程消耗的电能。电度表纪录的有功耗电量：无变频驱动的是1103kWh，有变频驱动的是948kWh。因此可以得出结论：用合适的变频驱动球磨，可以节省用电。分析得出此次记录数据的节省率为η=（1103-948）/1103×100%=14.1%。
　　3 结 论
　　
　　经过反复试验，摸索出适合的调频曲线，并到原料车间球磨机中推广使用，节电效果基本保证在10%以上。