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一、序言

    破碎機廣泛運用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、水利和化學工業等眾多部門。目前常用碎石機械有鄂式破碎機、反擊式破碎機、風選式粉碎機、錘式破碎機、沖擊式破碎機、輥式破碎機、復合式破碎機等。

    破碎機費用在選礦廠中的消耗比較高，一般占選礦廠總成本的40％～60％，因此，提高破碎機的生產效率，降低單位能耗，減少成本，采用高效節能破碎設備是礦山的主要手段。

二、破碎機變頻改造的必要性

    此臺破碎機由兩臺200kw的異步電機通過皮帶連接拖動同一個轉子軸，原控制系統采用星三角啟動，工頻運行，啟動沖擊電流大，容易引起電網波動，同時造成了很大的機械沖擊和磨損，導致電機的使用壽命大大降低，維護工作量較大，直接影響了生產效率。且原控制系統的電機一直工頻運行，無法通過調整電機的轉速以適應不同礦石的破碎要求。針對以上這些問題，對原系統進行變頻改造。

三、PI9000變頻器在破碎機上的應用

    要加工的物料先由振動給料機均勻地送到顎式破碎機進行粗碎，粗碎后的物料由輸送機送入到細碎機進行進一步破碎，細碎后的物料被輸送到振動篩進行篩分，達到成品粒度要求的物料由成品輸送帶輸出即為成品；未達到成品粒度要求的物料從振動篩返回細碎機重新加工，形成閉路多次循環。成品粒度可按用戶的需求進行組合和分級。

    生產線的流程大致為：（料倉）——給料機——粗碎（顎式破碎機）——細碎（反擊式破碎機或圓錐式破碎機）——振動篩——（成品）。

圖1破碎機應用現場圖片

圖2PI9000矢量變頻器應用現場近景

(一)項目基本介紹

    項目名稱：破碎機變頻改造

    破碎機機構：200kW變頻電機2臺（380V，1470rpm，50Hz，360A）

(二)選擇PI9000矢量控制變頻器的必要性

    1、具有自動加減速功能，可實現電機平滑啟動，機械沖擊小，減少維護保養費用，減小了對電網的沖擊；

    2、具有精確的轉速控制能力，用戶可根據材料和所需出料粒度調節合適的速度，變頻控制破碎機的輸出力矩隨著負載變化而改變，有效地提高效率；

    3、節能，根據所破碎的材料來調節電機轉速，提高效率，節約電能；

    4、變頻器保護功能齊全，可實現過壓、過流、欠壓、過載、短路等保護功能，確保電機穩定運行,并可減少振動、沖擊及噪音，提供良好工作環境等。

(三)變頻器的選型

A、變頻器的選擇及控制方案

    由于破碎機負載不恒定，隨著破碎對象的大小變化、喂料多少負載跳躍幅度很大，要求變頻器啟動轉矩大，過流能力強，因此變頻器的功率選擇上要比電機大一檔。本方案采用兩臺220kw變頻器帶兩臺200kw電機，因兩臺電機帶載同一個軸，同軸聯動，要求兩臺電機的轉速保持一致，對轉速的精度要求較高，若兩臺電機轉速不一致會出現一臺電機速度快，一臺速度慢，速度快的電機會拖著速度慢的旋轉，很容易出現過電流報警，而速度慢的電機因存在轉差，使其處于再生發電狀態，導致變頻器出現過電壓報警；為避免報警，此方案中兩臺PI9330220G3變頻器通過外部端子同時啟動，并且采用直流共母線技術，很好的解決了這個問題,變頻控制系統啟動平穩，運行電流穩定。

    根據以上變頻器選型原則，破碎機變頻改造用的器件選型清單如下：

表1破碎機用變頻器選型清單

B、變頻器端子接線圖

    破碎機用變頻器的主回路及控制回路端子的連接電路圖如下：

圖3破碎機變頻改造原理圖

    設置啟動和停止按鈕各一個。其中用到數字輸入端1、3，繼電器輸出1和2。其中輸入端子DI1定義為正轉，DI1與COM接通時，電動機作正轉運行。按下停止按鈕時電機停止運行。DI3設置為三線制運行方式。變頻器中的F1組參數按照下表進行相對應的設置。當變頻器發生故障時繼電器輸出1（常閉）動作，該信號控制傳送皮帶交流接觸器的工作，當有故障發生時，停止所有皮帶機進料機構的動作。

(四)參數設置

表二PI9000變頻器主要參數表

四、破碎機應用PI9000變頻調速后的效果

    破碎機進行變頻改造后效果良好，具備以下優點：

1、提高破碎工作效果

    變頻控制系統具有精確的轉速控制能力，使電機的轉矩輸出與負載相匹配。用戶可根據材料和所需出料粒度調節合適的速度，變頻控制破碎機的輸出力矩隨著負載變化而改變，有效地提高了工作的效率。

2、節約能源

    變頻器控制破碎機與傳統控制的破碎機比較，能源節約是最有實際意義的。根據所破碎的材料來調節電機轉速工況是經濟的運行狀態。

3、延長破碎機的使用壽命

    變頻器有效的將啟動電流的峰值減少到最低程度，延長破碎電機的使用壽命。

4、防止電機損壞

    變頻器具有很好的過流保護功能，如出現設備卡料或設備缺潤滑油導致電機負載過重，變頻器的保護功能可以對電機進行有效保護，防止其過載燒壞。

五、結束語

    從PI9000變頻器在該客戶破碎機上的實際應用來看，該變頻器能平穩調速，控制精確，有效保證破碎機安全、穩定地運行，系統生產效率得到了極大提高，同時方便操作，易于維護，為客戶節約了運行成本，提高了工作效率，值得廣泛推廣和使用。