基于永磁同步电机伺服控制技术的陶瓷球磨机节能改造案例
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本改造案例由工业节能服务公司广州智光节能有限公司采 用 EMC 模式实施， 在进入分享期前由第三方检测机构进行了 节能量测量与验证工作， 经过验证 40t 球磨机节电 397.2kWh/ 球次，节能率为 22.12%。 项目正常运行后，年节能量 221 万 kW· h，平均节电率 20%，年节约标准煤 707tce，简单投资回收期 2.5 年，具有一定的推广潜力。 5、改造方案的优缺点及优化
广东佛山某陶瓷企业（以下简称“陶瓷厂”）拥有球磨机见表 1： 表 1 球磨机清单
（1）系统使用开环控制，根据不同球磨阶段设置由高到低 5 段运行频率（可手动调整频率及持续时间数值），作为自动运行 模式下的变频调速系统运行频率；
（2）安装在线监测平台，将 29 台球磨机运行情况实时上传 到监测平台，可实现实时监控，历史运行数据自动分析，故障远 程报警等功能。 4、改造取得的效果
5.1 技术方案的优缺点 设备改造后，在保证研磨效果的同时减少了电耗，整个过程 功率呈阶梯状递减，如下图所示：
2.1 典型运行工况 （1）40t 球磨机采用液耦启动，工频运行，采用间歇生产，每 天运行 1 球约 14h，每球电耗约 1730kWh； （2）30t 球磨机采用液耦启动，工频运行，采用间歇生产，每 天运行 1 球约 9h，每球电耗约 1000kWh； （3）14t 球磨机采用液耦启动，工频运行，采用间歇生产，每 天运行 1 球约 9h，每球电耗约 522kWh。 2.2 存在的问题 （1）电机效率低； （2）采用液力耦合器启动，降低系统效率； （3）工频运行，能量利用率低，存在优化空间。 3、改造对策及方案 3.1 对策 （1）采用永磁同步电机，提高电机效率； （2）拆除液力耦合器； （3）通过伺服控制系统，根据球磨阶段进行分段调速。 3.2 方案 3.2.1 永磁同步电机伺服控制改造方案 对 29 台全部更换为广州智光节能有限公司专门为球磨机 设计的高效节能驱动系统，采用永磁同步电机伺服系统。该系统 具备良好起动特性，高过载倍数，全速度范围高效率等特点，可 覆盖原球磨机的特性要求。 3.2.2 直驱启动改造方案 利用永磁同步电机低转速大扭矩的特点， 通过变频调速实 现软起动，大大减少了起动电流对电网的冲击，同时去掉辅助起 动的液力耦合器，提升系统整体效率。 3.2.3 系统控制及调节方案
参考文献： [1]曾令可,邓伟强.广东省陶瓷行业的能耗现状及节能措施[J].佛 山陶瓷,2006,(16). [2]刘星平.陶瓷厂球磨机电机变频控制的节能研究[J].陶瓷,2008,(02).
1、前言 广东建筑陶瓷产量约占世界产量 30%， 在全国处于领先地
位，但总体上存在能耗高、综合利用率低、生产效率低等问题。发 达国家单位面积建筑陶瓷能耗 0.77～6.42 kgce/m2， 而我过仅达 到 2.5～15 kgce/m2，能耗差距较大[1]。
在陶瓷原料制备过程中，球磨机具有功率大、运行时间长、 能耗高等特点，通过对球磨机速度控制，对降低陶瓷生产单耗有 重要意义[2]。 2、改造前项目概况
5.2 下一步改造方向 未来解决方案中，计划使用多极永磁同步电机直接驱动球 磨机，拆除波箱进一步减少传动损失；采用更适合变速磨的球石 配比方案，增加末段研磨效果，进一步缩短球磨时间。 6、结语 本例基于永磁同步电机伺服控制技术的陶瓷球磨机节能改 造利用了系统性改造的方式，取得了显著的节能效果，对同类型 系统改造就较好的参考价值。
294 CHINA VENTURE CAPITAL
万方数据
永磁同步电机伺服系统具备良好起动特性，高过载倍数，全 速度范围高效率，覆盖原球磨机的特性要求。 由于系统通过变 频调速实现软起动，大大减少了起动电流对电网的冲击，同时也 去掉辅助起动的液力耦合器。 软启动或低速运转时，输出转矩 不受影响。
由于采用先抛磨后研磨的方式，在研磨阶段对球石的消耗 会有所增加；球时由于整体转速下降，有所增加。
机械与工艺
基于节能改造案例
文 / 广州智光节能有限公司 郝境津 梁杰
摘要：介绍了广东佛山某陶瓷企业陶瓷球磨机采用永磁同步电机伺服控制技术进行节能改造的案例，重点对改造前的 运行工况及存在的问题，改造对策及方案，取得的效果进行了描述。 改造实施后系统运行稳定，节能效果显著，对同类 型系统的改造具有很好的借鉴意义。 关键词：伺服控制 永磁电机 陶瓷球磨机 节能 EMC
广东佛山某陶瓷企业（以下简称“陶瓷厂”）拥有球磨机见表 1： 表 1 球磨机清单
（1）系统使用开环控制，根据不同球磨阶段设置由高到低 5 段运行频率（可手动调整频率及持续时间数值），作为自动运行 模式下的变频调速系统运行频率；
（2）安装在线监测平台，将 29 台球磨机运行情况实时上传 到监测平台，可实现实时监控，历史运行数据自动分析，故障远 程报警等功能。 4、改造取得的效果
5.1 技术方案的优缺点 设备改造后，在保证研磨效果的同时减少了电耗，整个过程 功率呈阶梯状递减，如下图所示：
2.1 典型运行工况 （1）40t 球磨机采用液耦启动，工频运行，采用间歇生产，每 天运行 1 球约 14h，每球电耗约 1730kWh； （2）30t 球磨机采用液耦启动，工频运行，采用间歇生产，每 天运行 1 球约 9h，每球电耗约 1000kWh； （3）14t 球磨机采用液耦启动，工频运行，采用间歇生产，每 天运行 1 球约 9h，每球电耗约 522kWh。 2.2 存在的问题 （1）电机效率低； （2）采用液力耦合器启动，降低系统效率； （3）工频运行，能量利用率低，存在优化空间。 3、改造对策及方案 3.1 对策 （1）采用永磁同步电机，提高电机效率； （2）拆除液力耦合器； （3）通过伺服控制系统，根据球磨阶段进行分段调速。 3.2 方案 3.2.1 永磁同步电机伺服控制改造方案 对 29 台全部更换为广州智光节能有限公司专门为球磨机 设计的高效节能驱动系统，采用永磁同步电机伺服系统。该系统 具备良好起动特性，高过载倍数，全速度范围高效率等特点，可 覆盖原球磨机的特性要求。 3.2.2 直驱启动改造方案 利用永磁同步电机低转速大扭矩的特点， 通过变频调速实 现软起动，大大减少了起动电流对电网的冲击，同时去掉辅助起 动的液力耦合器，提升系统整体效率。 3.2.3 系统控制及调节方案
参考文献： [1]曾令可,邓伟强.广东省陶瓷行业的能耗现状及节能措施[J].佛 山陶瓷,2006,(16). [2]刘星平.陶瓷厂球磨机电机变频控制的节能研究[J].陶瓷,2008,(02).
1、前言 广东建筑陶瓷产量约占世界产量 30%， 在全国处于领先地
位，但总体上存在能耗高、综合利用率低、生产效率低等问题。发 达国家单位面积建筑陶瓷能耗 0.77～6.42 kgce/m2， 而我过仅达 到 2.5～15 kgce/m2，能耗差距较大[1]。
在陶瓷原料制备过程中，球磨机具有功率大、运行时间长、 能耗高等特点，通过对球磨机速度控制，对降低陶瓷生产单耗有 重要意义[2]。 2、改造前项目概况
5.2 下一步改造方向 未来解决方案中，计划使用多极永磁同步电机直接驱动球 磨机，拆除波箱进一步减少传动损失；采用更适合变速磨的球石 配比方案，增加末段研磨效果，进一步缩短球磨时间。 6、结语 本例基于永磁同步电机伺服控制技术的陶瓷球磨机节能改 造利用了系统性改造的方式，取得了显著的节能效果，对同类型 系统改造就较好的参考价值。
294 CHINA VENTURE CAPITAL
万方数据
永磁同步电机伺服系统具备良好起动特性，高过载倍数，全 速度范围高效率，覆盖原球磨机的特性要求。 由于系统通过变 频调速实现软起动，大大减少了起动电流对电网的冲击，同时也 去掉辅助起动的液力耦合器。 软启动或低速运转时，输出转矩 不受影响。
由于采用先抛磨后研磨的方式，在研磨阶段对球石的消耗 会有所增加；球时由于整体转速下降，有所增加。
机械与工艺
基于节能改造案例
文 / 广州智光节能有限公司 郝境津 梁杰
摘要：介绍了广东佛山某陶瓷企业陶瓷球磨机采用永磁同步电机伺服控制技术进行节能改造的案例，重点对改造前的 运行工况及存在的问题，改造对策及方案，取得的效果进行了描述。 改造实施后系统运行稳定，节能效果显著，对同类 型系统的改造具有很好的借鉴意义。 关键词：伺服控制 永磁电机 陶瓷球磨机 节能 EMC