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采用磁粉离合器对球磨机实现缓冲启动及其节能效果分析

采用磁粉离合器对球磨机等惯性负载设备实现缓冲启动,而且完成启动过程的时间和加速规律可以控制与调整,是一种较理想的新型缓冲启动设备。试用证明,该启动方式不仅具有启动特性好、安全可靠,而且可减小驱动电动机容量,具有明显的节能效果。

1缓冲启动的原理与工作方式

磁粉离合器不仅是一种通用联接部件,而且也是一种良好的可控部件。磁粉离合器最主要的特点是转矩与激磁电流呈线性关系。因此只要对该离合器的激磁电流变化规律加以控制与调节,就可以任意改变输出转矩的变化规律。为实现设备缓冲启动,可首先使电动机空载启动,然后通过控制与调整磁粉离合器的激磁电流的变化规律,即可实现任意规律的缓冲启动要求。可控缓冲启动的方式有三类:

1.1启动过程中激磁电流保持不变由于激磁电流保持不变,因此磁粉离合器输出转矩也保持不变;输出转矩为某一恒定值,机器以某一恒加速度被启动。

1.2激磁电流随时间按比例增加

磁粉离合器的输出转矩同激磁电流一样,随时间按比例增加而实现加速启动过程。该类启动方式由于在启动开始时,启动转矩为零,故没有刚性冲击,启动更为平稳,完成启动过程所用的时间可通过调整电流上升速率的大小加以控制。该类启动方式适用于大型球磨机。

1.3采用闭环速度控制方式

通过闭环速度反馈系统,能

准确控制离合器输出轴转速的高低,按预先设定的启动特性,可实现任意速度变化规律的缓冲启动过程。该启动方式适用于对启动过程速度变化规律有严格要求的场合。

2、节能效果分析

以山东省建筑科学研究院直径0.9m长3m的小型球磨机试验数据为例,球磨机所需功率:

Po=0.148WBDinKφ式中的WB为球磨机装球重量(3t), Di为球磨机有效内径(0.9m),n为球磨机转速(34r/min), φ为填充率,K为装球量系数。当φ=0.2时,K=1.38,则Po =18.75kw。考虑

到取安全系数1.4,则实际需用电动功率:P=26.2KW。根据上述计算,选用30kw电动机是可以满足正常运转要求的。但装机试用时,球磨机启动不起来,为此将磨机中的钢球减少1/3后才能勉强启动和工作;但这样使生产率下降了33%。该机加装了磁粉离合器,使电动机空载启动后,由离合器实现缓冲启动,实现启动后,电动机便在额定功率下稳定运行。

山东淄博某工业陶瓷有限公司,原5t球磨机配用45kw电动机,采用液力偶合器传动,启动电流为150A,运转电流为45A。采用磁粉离合器后,电动机功率改为37kw,启动电流降为90A,运转电流降为38A,运行平稳,噪声小。

采用磁粉离合器对球磨机等大惯性负载设备实现缓冲启动是值得推广的.其优点:

1.电动机可在空载下启动,通过磁粉离合器实现缓冲启动过程,这样既可显著减小驱动电动机的功率容量,又可避免电动机启动时的大峰值电流冲击。

2.只要按照有关算式确定出磁粉离合器转矩、转矩上升速率等有关数据,以此选用相应的离合器和控制装置,就可在预期的时间内实现设备的缓冲启动。

3.采用此种缓冲启动,具有明显的节能效果,可避免设备在启动中的冲击,并具有过载保护功能。

4.操作简单、维护方便、易与微机联接、便于实现自动控制,改善工作条件。