一、序言

破碎機(jī)廣泛運(yùn)用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、水利和化學(xué)工業(yè)等眾多部門。目前常用碎石機(jī)械有鄂式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、風(fēng)選式粉碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、沖擊式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、復(fù)合式破碎機(jī)等。

破碎機(jī)費(fèi)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(jī)的生產(chǎn)效率，降低單位能耗，減少成本，采用高效節(jié)能破碎設(shè)備是礦山的主要手段。

二、破碎機(jī)變頻改造的必要性

此臺(tái)破碎機(jī)由兩臺(tái)200kw的異步電機(jī)通過皮帶連接拖動(dòng)同一個(gè)轉(zhuǎn)子軸，原控制系統(tǒng)采用星三角啟動(dòng)，工頻運(yùn)行，啟動(dòng)沖擊電流大，容易引起電網(wǎng)波動(dòng)，同時(shí)造成了很大的機(jī)械沖擊和磨損，導(dǎo)致電機(jī)的使用壽命大大降低，維護(hù)工作量較大，直接影響了生產(chǎn)效率。且原控制系統(tǒng)的電機(jī)一直工頻運(yùn)行，無法通過調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速以適應(yīng)不同礦石的破碎要求。針對(duì)以上這些問題，對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行變頻改造。

三、PI9000變頻器在破碎機(jī)上的應(yīng)用

要加工的物料先由振動(dòng)給料機(jī)均勻地送到顎式破碎機(jī)進(jìn)行粗碎，粗碎后的物料由輸送機(jī)送入到細(xì)碎機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步破碎，細(xì)碎后的物料被輸送到振動(dòng)篩進(jìn)行篩分，達(dá)到成品粒度要求的物料由成品輸送帶輸出即為成品；未達(dá)到成品粒度要求的物料從振動(dòng)篩返回細(xì)碎機(jī)重新加工，形成閉路多次循環(huán)。成品粒度可按用戶的需求進(jìn)行組合和分級(jí)。

生產(chǎn)線的流程大致為：（料倉(cāng)）——給料機(jī)——粗碎（顎式破碎機(jī)）——細(xì)碎（反擊式破碎機(jī)或圓錐式破碎機(jī)）——振動(dòng)篩——（成品）。

圖1破碎機(jī)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)圖片

圖2PI9000矢量變頻器應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)近景

(一)項(xiàng)目基本介紹

項(xiàng)目名稱：破碎機(jī)變頻改造

破碎機(jī)機(jī)構(gòu)：200kW變頻電機(jī)2臺(tái)（380V，1470rpm，50Hz，360A）

(二)選擇PI9000矢量控制變頻器的必要性

1、具有自動(dòng)加減速功能，可實(shí)現(xiàn)電機(jī)平滑啟動(dòng)，機(jī)械沖擊小，減少維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用，減小了對(duì)電網(wǎng)的沖擊；

2、具有精確的轉(zhuǎn)速控制能力，用戶可根據(jù)材料和所需出料粒度調(diào)節(jié)合適的速度，變頻控制破碎機(jī)的輸出力矩隨著負(fù)載變化而改變，有效地提高效率；

3、節(jié)能，根據(jù)所破碎的材料來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，提高效率，節(jié)約電能；

4、變頻器保護(hù)功能齊全，可實(shí)現(xiàn)過壓、過流、欠壓、過載、短路等保護(hù)功能，確保電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行,并可減少振動(dòng)、沖擊及噪音，提供良好工作環(huán)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(jī)負(fù)載不恒定，隨著破碎對(duì)象的大小變化、喂料多少負(fù)載跳躍幅度很大，要求變頻器啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，過流能力強(qiáng)，因此變頻器的功率選擇上要比電機(jī)大一檔。本方案采用兩臺(tái)220kw變頻器帶兩臺(tái)200kw電機(jī)，因兩臺(tái)電機(jī)帶載同一個(gè)軸，同軸聯(lián)動(dòng)，要求兩臺(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)速保持一致，對(duì)轉(zhuǎn)速的精度要求較高，若兩臺(tái)電機(jī)轉(zhuǎn)速不一致會(huì)出現(xiàn)一臺(tái)電機(jī)速度快，一臺(tái)速度慢，速度快的電機(jī)會(huì)拖著速度慢的旋轉(zhuǎn)，很容易出現(xiàn)過電流報(bào)警，而速度慢的電機(jī)因存在轉(zhuǎn)差，使其處于再生發(fā)電狀態(tài)，導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)過電壓報(bào)警；為避免報(bào)警，此方案中兩臺(tái)PI9330220G3變頻器通過外部端子同時(shí)啟動(dòng)，并且采用直流共母線技術(shù)，很好的解決了這個(gè)問題,變頻控制系統(tǒng)啟動(dòng)平穩(wěn)，運(yùn)行電流穩(wěn)定。

根據(jù)以上變頻器選型原則，破碎機(jī)變頻改造用的器件選型清單如下：

表1破碎機(jī)用變頻器選型清單

B、變頻器端子接線圖

破碎機(jī)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(jī)變頻改造原理圖

設(shè)置啟動(dòng)和停止按鈕各一個(gè)。其中用到數(shù)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(zhuǎn)，DI1與COM接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)作正轉(zhuǎn)運(yùn)行。按下停止按鈕時(shí)電機(jī)停止運(yùn)行。DI3設(shè)置為三線制運(yùn)行方式。變頻器中的F1組參數(shù)按照下表進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的設(shè)置。當(dāng)變頻器發(fā)生故障時(shí)繼電器輸出1（常閉）動(dòng)作，該信號(hào)控制傳送皮帶交流接觸器的工作，當(dāng)有故障發(fā)生時(shí)，停止所有皮帶機(jī)進(jìn)料機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。

(四)參數(shù)設(shè)置

表二PI9000變頻器主要參數(shù)表

四、破碎機(jī)應(yīng)用PI9000變頻調(diào)速后的效果

破碎機(jī)進(jìn)行變頻改造后效果良好，具備以下優(yōu)點(diǎn)：

1、提高破碎工作效果

變頻控制系統(tǒng)具有精確的轉(zhuǎn)速控制能力，使電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出與負(fù)載相匹配。用戶可根據(jù)材料和所需出料粒度調(diào)節(jié)合適的速度，變頻控制破碎機(jī)的輸出力矩隨著負(fù)載變化而改變，有效地提高了工作的效率。

2、節(jié)約能源

變頻器控制破碎機(jī)與傳統(tǒng)控制的破碎機(jī)比較，能源節(jié)約是最有實(shí)際意義的。根據(jù)所破碎的材料來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速工況是經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀態(tài)。

3、延長(zhǎng)破碎機(jī)的使用壽命

變頻器有效的將啟動(dòng)電流的峰值減少到最低程度，延長(zhǎng)破碎電機(jī)的使用壽命。

4、防止電機(jī)損壞

變頻器具有很好的過流保護(hù)功能，如出現(xiàn)設(shè)備卡料或設(shè)備缺潤(rùn)滑油導(dǎo)致電機(jī)負(fù)載過重，變頻器的保護(hù)功能可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行有效保護(hù)，防止其過載燒壞。

五、結(jié)束語(yǔ)

從PI9000變頻器在該客戶破碎機(jī)上的實(shí)際應(yīng)用來看，該變頻器能平穩(wěn)調(diào)速，控制精確，有效保證破碎機(jī)安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，系統(tǒng)生產(chǎn)效率得到了極大提高，同時(shí)方便操作，易于維護(hù)，為客戶節(jié)約了運(yùn)行成本，提高了工作效率，值得廣泛推廣和使用。

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