[发明专利]基于永磁同步电机的球磨机QM驱动控制系统及启动方法

说明书

技术领域

本发明涉及球磨机技术领域，特别涉及一种基于永磁同步电机的球磨机QM驱动控制系统及启动方法。

背景技术

球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备。它广泛应用于水泥、硅酸盐制品、新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。球磨机适用于粉磨各种矿石及其它物料，被广泛用于选矿，建材及化工等行业。

球磨机是由水平的筒体、进出料空心轴及磨头等部分组成，筒体为长的圆筒，筒内装有研磨体，筒体为钢板制造，用钢制衬板与筒体固定，研磨体一般为钢制圆球，并按不同直径和一定比例装入筒中，研磨体也可用钢段。根据研磨物料的粒度加以选择，物料由球磨机进料端空心轴装入筒体内，当球磨机筒体转动时候，研磨体由于惯性和离心力作用，摩擦力的作用，使它附在筒体衬板上被筒体带走，当被带到一定的高度时候，由于其本身的重力作用而被抛落，下落的研磨体像抛射体一样将筒体内的物料给击碎。

球磨机一般以固定转速运行，筒体的转速是由皮带轮或齿轮减速机构(也有用液力耦合器)决定的。球磨机的转速直接影响到钢球和物料的运动状况及物料的研磨过程，在不同的转速下，筒体内的钢球和物料的运动状况如图1所示：

a、转速较低时，钢球和物料随筒体内壁上升，当钢球和物料的倾角等于或大于自然倾角时，沿斜面滑下，形成斜坡，当斜坡的倾斜角到达自然休止角，研磨体在重力等作用下沿斜坡滚下，形成一种称为泻落式的状态。在这种状态中，物料主要在研磨体相对运动时产生的碰击和研磨作用下被粉碎；

b、当球磨机转速较高时，研磨体随筒体上升到一定高度后，被抛落。这种状态称为抛落式。在这种状态中，物料主要在研磨体抛落时的碰击以及部分研磨作用下被粉碎。是一种比较好的动作转速；

c、如果筒体的转速很高，由于离心力的作用，以致使物料和钢球不再脱离筒壁，而随其一同旋转，这时钢球对物料已无撞击作用，研磨效率则更低。这种状态的最低转速称为临界转速。

球磨机的临界转速Nl为：Ni＝42.3/√D(r/min)(D为筒体内径)，球磨机的最佳工作转速Nz为：Nz＝0.765Nl(r/min)，实际运行表明，最佳工作转速与钢球的直径及其装载量、护甲形状，钢球与护甲之间的磨擦系数等因数有关。一般的最佳工作转速通常为临界转速的0.7～0.8，可见转速还是有一定的可调范围，但调节范围不大。

从球磨机的工作状态可以看出，球磨机具有一定的调速空间，若控制电机的速度使球磨机大部分的时间工作在(b)状态，小部分的时间工作在(a)状态，不仅提高碾磨的质量和效率，而且可以实现节能。

球磨机调速的原理基于永磁同步电机调速的原理：n＝60*f/p(其中f为电源的频率，p为电机的极对数)，从上式可以看出，改变供电电源的频率，就可以改变电机的转速，从而控制球磨机的运行状态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于永磁同步电机的球磨机QM驱动控制系统及启动方法。

本发明的技术方案如下：一种基于永磁同步电机的球磨机QM驱动控制系统，由整流单元、缓冲单元、滤波储能单元、逆变单元和控制单元组成，所述整流单元的输入端连接电网，所述整流单元的输出端与所述缓冲单元的输入端连接，所述缓冲单元的输出端与所述滤波储能单元的输入端连接，所述滤波储能单元包括电解电容，所述电网通过所述整流单元、缓冲单元给所述电解电容充电，所述滤波储能单元的输出端与所述逆变单元的输入端连接，所述逆变单元的输出端与球磨机驱动电机连接，所述控制单元的信号输入端与所述逆变单元的信号输出端连接，所述控制单元的信号输出端与所述逆变单元的信号输入端连接，所述逆变单元根据所述控制单元发出的指令控制输出电压的频率，从而控制球磨机驱动电机的转速和工作状态。