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1、细心整理球磨机变频调速优化过程限制方案北京品锐科技有限公司2012年4月目 录一.概述3二.球磨机变频调速优化过程限制方案41.球磨机调速的意义42.变频器的技术特性53.1同步机高压变频器高质量电源输入83.2同步机高压变频器完备的输出性能83.3同步机高压变频器友好的用户界面83.4同步机高压变频器的其他特性93.5同步机高压变频器的爱惜功能93.6同步机高压变频器构成113.7同步机高压变频传动装置特点143.8同步机高压变频器矢量限制原理153.9同步机高压变频器的特点163.监测限制参数174.设备配置方案184.1给矿设备变频限制184.2给矿量皮带秤监测184.3水路计量限制改造
2、184.4磨机状态监测仪表194.5同步机变频限制194.6优化过程限制195.操作过程限制爱惜方案205.1涨肚爱惜205.2球磨机轴瓦温度的爱惜215.3球磨机的振动爱惜215.4球磨机的连锁爱惜21细心整理球磨机变频调速优化限制限制方案一. 概述在有色或黑色选矿中，球磨机是裂开之后，选别之前的关键性的设备，也是选矿中的耗能大户；同时，它还是选矿操作中最难，限制工艺指标很重要的设备。因此，通过优化球磨机的操作限制，提高球磨机的磨矿效率，降低单位产能下的电耗、球耗及设备损耗，提高磨矿粒级优选比例，在选矿厂中显得至关重要。评价磨矿工作的好坏，直观上考核的是生产率凹凸，电耗凹凸，球耗多少，水耗多
3、少。影响球磨机磨矿效率的因素很多，矿石的性质耐磨特性、入磨粒级、介质填充率、矿石填充率、球荷配比、磨矿浓度、排矿粒级考虑原矿中目的矿物结晶粒级、球磨转速、磨机润滑、衬板磨损、电机状况等，并且这些因素无法干脆检测，提高了磨矿操作中的难度。因此，要实现既定磨矿目标，通常须要限制好如下磨矿过程：1、限制磨机相宜的转速；2、限制闭路磨矿适当的循环负荷； 3、限制磨机相宜的充填率和合理的加球制度；4、限制好磨矿浓度。在实际操作中，能很好的把握这几个因素，须要球磨工丰富的经验和高度的责任心，而且也是定性的操作，很难定量，限制要素之间耦合性强。我们在球磨机调速优化过程限制中，通过变频器调整球磨机的转速，监测
4、相关球磨机可检测参数的变更规律，分析判定球磨机的转速趋势与磨矿效果、耗能指标的变更趋势，找到变频调速器在磨矿分级作业中的应用价值，以及最正确调速限制目标及限制策略。二. 球磨机变频调速优化过程限制方案1. 球磨机调速的意义常用的球磨机转速以传统临界转速理论值计算，遵照78%86%的转速率确定的。未考虑摩擦系数变更、多层钢球与矿物的混合运动介质变更，是接受单球延球磨机筒体运动计算获得。而在实际生产中，摩擦系数、衬板磨损状况、矿石性质、磨矿浓度等都会影响磨矿介质的运动状态，而且这些因素在磨矿工作中还是变更的。应当说球磨机的实际运行速度和生产须要速度之间存在必需的偏差。球磨机筒体内钢球的运动可以归纳
5、为三种典型状态：泻落式、离心式和抛落式。 图a 图b 图c各种不同转速球磨机中球的运动状态不同。当球磨机转速远低于临界转速时，钢球提提升度较低，钢球在简体内滑动或滚动，呈泻落状态，如图a所示，此时矿石仅在简体内受到钢球与钢球，钢球与简体之间的磨剥作用，球磨机的磨矿效果较差。当球磨机转速大于临界转速时，钢球将随筒体一起旋转而作圆周运动，如图b所示，此时矿石几乎不被磨碎。当球磨机转速略低于临界转速时，钢球提升必需高度后，将脱离筒体呈抛物线落下，如图c所示，此时矿石在钢球提升阶段受到磨剥作用，而在钢球的落点处受到强大的冲击力作用，此时球磨机磨矿效果最正确。球磨机有效空间的利用率是影响磨矿效率、磨矿能
6、耗的重要的参数。通过变更球磨转速，变更磨矿介质的运动轨迹，以到达空间利用率的最大化，实现磨矿效率与能耗的双提高。2. 变频器的技术特性变频器在磨矿分级过程中运用目标如下：(1) 变更球磨机启动特性，启动平稳，可实现无机械冲击、无电网启动电流冲击；(2) 节能，降低单位产品的能耗；(3) 调速，限制合理的球磨运行转速，保持磨矿状态中球荷的良好运动轨迹，最大限度利用球磨机的有效空间，发挥球磨机最大的工作效率；(4) 通过变频器的矢量技术，高精度分析同步机的动力特性，为磨矿状态分析供应有效的数据。同步机高压变频器在产品功能设计、产品质量保障措施、系统平安设计和效劳方面，具有以下特点：(1) 输入谐波
7、含量低。变频器引起的电网谐波电压和谐波电流含量满足IEEE Std 519-1992和GB/T 14549-93电能质量 公用电网谐波对谐波含量的最严格要求，无需安装输入滤波器并爱惜周边设备免受谐波干扰；(2) 输入功率因数高。无需功率因数补偿装置，降低供电容量；(3) 输出谐波含量低。无需滤波器，可干脆驱动平凡电机，不会增加电机温升而降低电机容量，对电机电缆无任何长度限制，并爱惜电机绝缘不受dv/dt应力的损害，不会因为谐波力矩而降低电机运用寿命；(4) 高压变频器利用全数字化同步电机矢量限制技术，电流速度接受双闭环限制，系统辨别率为0.01Hz,稳定调速范围0.280.0Hz,响应速度快，
8、转矩过载倍数2.0；(5) 全中文显示，液晶屏干脆操作，更适合国人运用习惯；(6) 功率单元与限制系统光纤通讯，强弱电之间完全隔离，提高了系统抗干扰实力；(7) 系统限制电源接受380VAC和高压主电源降压隔离后双路供电，系统运行更牢靠、操作更简便。(8) 功率单元工作电源为高压开关电源，干脆取自单元内部电容，幸免了瞬时掉电对单元的影响；(9) 频率跳动功能。变频器设有两组跳转频率，可以跳开机组共振点区域。(10) 更适应于国内电网条件，变频器工作电压范围为UN+15-20%，10kV系列可稳定运行于6900V电压条件下；(11) 限流功能。幸免启动或负载突然变更时，使变频器输出电流过大而导致
9、爱惜动作；(12) 完善的上位限制功能。可与DCS系统实现通讯接受标准MODBUS通讯规约或I/O方式连接。(13) 主要元器件均接受世界一流厂商的成熟产品，产品从元器件至半成品及成品，均实现100%的严格测试。各系列产品出厂前均完成100%72小时以上负载测试记录，确保产品的牢靠性。(14) 功率单元模块化设计，可以互换，维护简洁；(15) 二次接线模块化设计，现场接线简洁，安装周期短；(16) 故障记录：自动记录变频器所发生故障的缘由、故障点、故障时间，便于故障解除；(17) 输出电压自动调整功能：输入电压变更时，自动调整输出电压，使输出到电机的电压保持相对稳定，爱惜电机；(18) 共模电
10、压：功率单元接受隔离变压器供应的隔离电源，共模电压值低于100V，爱惜电机、电缆等不受共模电压影响；(19) 转矩脉动：转矩脉动值不高于额定值的0.1%，爱惜电机；(20) 软启动：变频器具有软启动功能，保证电机平稳启动，启动和停机时间在5-1600秒内连续可调；(21) 内置PID调整器，可实现闭环运行；(22) 具有本地、远程、上位三种限制方式；(23) 具有本地、模拟、多档、上位四种调速方式；(24) 电磁兼容：变频器引起的电网谐波电压和谐波电流含量满足IEEE Std 519-1992和GB/T 14549-93电能质量 公用电网谐波对谐波含量的最严格要求，无需安装输入滤波器并爱惜周边
11、设备免受谐波干扰。变频器满足IEC1000-4EMC抗干扰标准，不会因电磁辐射对本身限制系统及周边设备产生干扰，不会对人身造成损害；同步机高压变频器接受先进的功率单元串联叠波技术，空间矢量限制的正弦波PWM调制方法，新颖的全中文操作界面和高性能IGBT功率器件，牢靠性高、性能优越、操作简便。可应用于高压沟通同步电动机驱动的各种负载的调速、节能、软启动和智能限制等多种场合。3.1 同步机高压变频器高质量电源输入输入侧隔离变压器二次线圈经过移相，为功率单元供应电源。对于10kV而言相当于48/54脉冲不行控整流输入，消退了大局部由单个功率单元所引起的谐波电流，大大抑制了网侧谐波尤其是低次谐波的产生
12、。变频器引起的电网谐波电压和谐波电流含量满足IEEE 519-1992和GB/T14549-93电能质量公用电网谐波对谐波含量最严格要求，无需安装输入滤波器并爱惜周边设备免受谐波干扰。正常调速范围内功率因数大于0.96。无需功率因数补偿电容，削减无功输入，降低供电容量。3.2 同步机高压变频器完备的输出性能单元脉宽调制叠波输出，10kV系列每相8个单元，大大减弱了输出谐波含量，输出波形几近完备的正弦波。输出电压波形 输出电流波形3.3 同步机高压变频器友好的用户界面变频器接受全中文LCD显示，面板轻触按钮干脆操作，更适合国人运用习惯。 全中文文字表述，易学易用 大屏幕显示，可对多组参数进展设置
13、，没有烦琐的参数代码号，参数设置精确、直观、便捷 运行参数同屏显示，一览无余 状态显示 可记录保存多达十个历次故障3.4 同步机高压变频器的其他特性 高牢靠性 高效率，额定工况下，系统总效率高达96%以上，其中变频局部效率大于98% 功率单元模块化构造，可以互换，维护简洁 限流功能 输出电压自动调整 宽广的输入电压范围，更适合国内电网条件 功率单元光纤通讯限制，完全电气隔离 内置PID调整器，可实现闭环运行 隔离RS485接口，接受MODBUS通讯规约 具有本地、远程、上位三种限制方式 全面的故障监测电路、刚好的故障报警爱惜和精确的故障记录保存3.5 同步机高压变频器的爱惜功能变频器具有特殊完
14、善的自诊断和爱惜功能，一旦变频器发生故障或进入爱惜状态，系统将自动记录故障缘由、故障位置、故障发生时间以及发生故障时变频器各状态参数，便于故障解除。 输入变压器具有浪涌吸取爱惜功能； 变压器进线接线端子足够大，便于进线电缆连接。变压器柜内高压引线导体能满足发热的允许值； 变压器在各分接头位置时，能承受线端突发短路的动、热稳定而不产生任何损伤、变形及紧固件松动； 输出谐波含量极低，爱惜电机不受共模电压及dv/dt对绝缘的损坏； 频率跳动功能，幸免电机在共振区运行； IGBT故障：当功率单元逆变侧短路或IGBT发生故障时，变频器爱惜并报警； 过载爱惜： 电机额定电流的150%，运行两分钟； 过流爱
15、惜： 电机额定电流的200%，立刻爱惜； 过电压爱惜：检测功率单元的直流回路电压，超过115%的额定电压时，变频器爱惜； 欠压爱惜：检测功率单元的直流回路电压，低于80%的额定电压时，降额运行。 过酷爱惜：包括变压器过酷爱惜和功率单元过热，变压器温度超过150爱惜130时发出超温报警，功率单元温度超过85时爱惜；功率柜温度超过60时爱惜； 缺相爱惜：每个功率单元都装有2个快熔，当变频器输入侧缺相或快熔溶化时，变频器缺相爱惜； 光纤故障爱惜：当限制器与功率单元之间的通讯光纤发生故障时，变频器发出报警信号并爱惜。 限流爱惜：启动或运行在共振点时，电机电流出现异样波动，变频器自动限制频率不再增加以爱惜电机不受损坏，在液晶屏上显示异样状况，并且可以保持较低频率运行不跳高压开关，使运行人员有足够的
