一、前言 
      在21世纪的今天，全球能源紧张，节能的呼声越来越高，先进的节能技术逐渐成为社会的一道亮点。在然而在很多节能企业里，特别对陶瓷行业，普遍认为球磨机难以被控制的，因为用电设备消耗多少电，是同其机电特性所决定的，主观的控制无能为力。很显然，此观念是错误的。在全国上下用电形势严峻的情况下，广州博玮伺服科技有限公司采用最新的BWS-BBH系列器，利用先进伺服节能技术，在广东陶瓷生产基地佛山市山水某知名陶瓷厂实行球磨机节能改造。实践证明，通过一系列的技术和管理措施把球磨机能耗降到最低，即保护环境又为企业创造经济效益，企业至少可以减少25～35%的经营成本。
二、球磨机的工作原理
      在陶瓷企业里，球磨机由于功率比较大，占据了企业总用电量的80％以上的 ，　各类球磨机的球磨机的基本结构大体上是相同的，只是它们的某些部件有所不同，磨机一般均由筒体，衬板，给料器，排料器，空中轴，轴承，传动装置，和润滑系统组成。

三、球磨机的生产工艺
      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下图所示：

      5. 当转速较低时，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，不能形成足够的落差，钢球对物料的研磨作用很小，球磨机的效率很低。
      6.当筒体的转速处于上述二者之间的某一转速时，钢球被带到一定的高度后沿抛物线落下，对筒底物料的撞击作用最大，研磨效率最高，此时的转速称为最佳工作转速。
      7. 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

四、球磨机系统存在的问题
      8. 球磨机一般采用简单的工频控制，易造成物料的过度研磨，所需研磨周期较长，研磨效率较低，单位产品功耗较大.
      9.球磨机一般采用星三角或自耦降压启动，启动电流特别大，对设备和电网的冲击很大。
      10.机械设备的生产维护量也大，而且电的损耗量相当惊人，这必然会给生产厂家带来很多不必要的麻烦和严重的资源浪费，所以随着社会经济的发展及企业生产规模的扩大，直接工控球磨机的弊病已暴露无遗，并严重地阻碍了各工业企业快速发展。这就促使人们去研制启动平滑、研磨效率较高、产量大、能耗低的球磨机——变频控制球磨机。
五、球磨机伺服驱动节能控制系统的工作原理。
      11.系统性能要求根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求，改造后的球磨机系统应满足以下要求:
i. 改造后的设备要有足够的起动转距，满足球磨机装载量大的要求，并保证设备在变频运 行状态下使电机平稳运行，保障电动机具有恒功率特性；
ii. 利用伺服驱动控制系统改造原有球磨机拖动系统，满足球磨机低速时的正常运行，确保正常的工艺控制要求，延长球磨机及电动机的使用寿命，减少维护。
      12.伺服驱动器选型根据上述原则，选择采用广州博玮伺服科技有限公司最新的9BWS-BBH系列变频器,该系列伺服驱动器有以下特点：
i. 本系列是采用新一代SVPWM波形生成技术的变频器，低速额定转矩输出，带载能力强， 零速时可达到300%的额定转距输出
ii. 具有多种转矩提升及V/F曲线可设定，多种加、减速模式可选择，内置人性化的PID功能，诸多参数均可在线调整。
iii.具有各种完善的保护功能及故障诊断系统，具有过电压、过电流及失速保护等功能技术先进，功能齐全，使用方便，可满足电气节能及各种生产工艺要求的需要。
iv. 电压等级多种功率规格齐全，性能可达到欧美日等国外同类产品水准。
v. 频率精度高，可使运转平稳,满足设计要求；

4. 应用效果球磨机安装变频节能控制系统后，取得了以下效果：
      改造后的设备能够实现自动控制，以及市电/节电切换功能，并能克服球磨机大惯性引起的回升电压，有效地保证设备正常运行。
ii. 利用伺服驱动器自动电压调节功能，可在与负载无关的条件下，保持电机效率最高。因消除了起动时的冲击，延长了机轴、波箱齿轮，皮带等机械件的使用寿命，减少了维修费用。
iii.利用伺服驱动技术改造了球磨机的拖动系统，满足了球磨机低速运行、大起动转距的特点，实现了球磨机的运行速度连续可调。电机起动时无冲击电流，起动力距足够，保护功能完善。保证了工艺控制质量、节约了维护成本。
iv. 球磨机使用伺服驱动后，起动电流可比原先小10倍以上，（如132kW电机原先的起动电流在1000A以上，伺服节能控制系统起动电流为110A～150A之间），实现了真正的软起动，也收到了节能的效果。由于起动电流大大减小，不会造成对电网的冲击和电网电压的下降，消除了因球磨机起动而引起的其它用电设备跳闸或故障，在同样的电网容量下，并可增加装机台数。
v. 内置PLC多段速自动运行功能，可以通过伺服驱动器方便地设定研磨时间，加磨时间和自动停机功能，使操作更加智能化，人性化。
vi.球磨机伺服驱动调速节能系统的节能效果一般可达35%～65%左右。
六、投资与回报
以佛山市山水某知名陶瓷厂为例，如下图所示，该厂已安装了35台中科电气公司的大功率变频器。以其中的一台40吨球磨机为例，电动机功率为132 kW，实际使用功率为75KW,每天工作18小时，每月工作30天，这样原球磨机每月用电量为：75 kW×18小时×30天＝40500 kW.h（度），在安装了球磨机专用伺服节能控制系统后节电率可达56.8%，每月可节省电费为：40500×56.8%×0.65元/度＝14953元。若以每台伺服驱动器器投资为6.5万元计算，投资回收期为65000÷14953＝4.4个月。
若以平均节电率50%计算，则月节电效益为40500×50%×0.65＝13163元，每台伺服驱动器投资为6.5万元计算，投资回收期为65000÷13163＝4.9个月，即不到一年就可以收回全部的投资。而伺服驱动器的使用寿命一般为10～15年，一年以后即为纯回报期，也即年节电收益在18万元左右。

七、结束语
      在我国陶瓷行业，球磨机被大量使用，是物料粉碎的不可缺少的重要生产设备。实践证明，广州博玮伺服科技有限公司生产的BWS-BBH系列伺服驱动器用于陶瓷行业球磨机的节能驱动是十分成功的，取得了良好的经济效益。对于我国提出的建设节约型社会，减少环境污染具有重大的经济和社会意义，广州博玮伺服科技BWS伺服驱动器也必在陶瓷行业得到大力推广应用！