普传PI500变频器在锤式破碎机上的应用

一、破碎机简介

锤式破碎机广泛应用于水泥、陶瓷、玻璃、人工砂石、煤炭、非金属矿山和新型绿色建材等行业。 大块物料进入破碎腔内，堆放在机内特设的中间托架上，锤头在中间托架的间隙中运行，将大块物料连续击碎而坠落，坠落的小块经高速运转的锤头进一步打击而细碎，zui后经弧形篦板均整合格后卸出。

单段锤式破碎机用于破碎一般的脆性矿石，如石灰石、泥质粉砂岩、页岩、石膏和煤等，也适合破碎石灰石和粘土的混合料，具有全回转大质量锤头、可调整破碎板、顺向篦子、安全门等结构特点。适应了入料粒度大、破碎比大、一次入磨的工艺要求。

当前，5000t/d甚至l0000t/d水泥熟料生产线逐渐普及，水泥生产设备大型化需求也随之增多，其中石灰石破碎能力l 000 t/h以上、适应立磨工艺系统要求的单段锤式破碎机具有相当广阔的市场需求。国内各大水泥厂所选用的1000t/h级以上破碎机中，大部分是双转子锤式破碎机。国产同类型单转子破碎机中，目前只有单段锤式破碎机的单机产量能够稳定达到这一数量级。单段锤式破碎机与双转子破碎机相比，少一台电机及传动系统，少一只转子，即主要优势在于破碎机本身的单机成本很低，且广大用户对单转子破碎机的使用更为熟悉。通过紧密跟踪单段锤式破碎机的使用状况，并及时修正了各个环节的不足，定型后的单段锤式破碎机已成为目前国内台时产量zui高的单转子锤式破碎机，具有广阔的市场前景。

二、工作原理

锤式破碎机和反击式破碎机都属于冲击式破碎机，利用高速回转的锤头或板锤与矿石发生剧烈的撞击，使矿石发生破碎的同时，还获得一定的运动速度，进而与反击板或衬板发生碰撞，或矿石彼此之间发生碰撞，多次碰撞后得到合格产品排出机外。

锤式破碎机仅以铰接在锤轴上的单个或数个锤头对矿石进行打击，进而使矿石破碎。矿石发生破碎的同时，所获得的速度和动能较为有限，与反击板或衬板之间的碰撞的剧烈程度也相对较低。如果矿石的抗压强度较高而且块度较大时，锤头本身的动能不足以将矿石一击而碎或一击而撞开，锤头能够在铰接轴上360°反方向回转，并在碰撞结束后再逐步向工作方向加速至正常速度。这种情况下，矿石则沿着锤盘滑动、滚动，在几十毫秒的时间间隔内遭受下一排锤头的打击。可见，锤式破碎机单次撞击交换的能量较低，zui高不*时发生碰撞的锤头的动能总和。

又由于锤头重新恢复至额定速度过程中的时间较长、加速度较小，即转子系统对锤头的动能补偿是一个渐渐的过程，对整个转子系统的速度冲击较小。另外，矿石被一击而碎或一击而撞开与否，仅和同时发生撞击的锤头动能之和相关，而与整个转子所具有的动能大小无关。转子动能的大小仅需保证碰撞后的锤头能够及时恢复原有速度，即确保对锤头动能补偿所产生的速度波动在许可范围内。如果矿石的抗压强度过高、性质过于致密坚韧，单次撞击所交换的能量达不到矿石的破裂强度，则单次破碎效率将明显下降。若多次打击后矿石仍未发生疲劳破坏，则破碎机的整体破碎效率将明显下降。

可见，锤式破碎机仅适于破碎中等强度的脆性矿石，这是它的局限之处；锤式破碎机对大块脆性矿石又具有极大的适应性，可通过多批次中等强度的打击使大块矿石沿薄弱面得以逐渐碎裂，这是其明显的优势。

三、选择变频器的必要性
3.1.具有自动加减速功能，可实现电机平滑启动，机械冲击小，减少维护保养费用，减小了对电网的冲击；
3.2.具有的转速控制能力，用户可根据材料和所需出料粒度调节合适的速度，变频控制破碎机的输出力矩随着负载变化而改变，有效地提率；
3.3.节能，根据所破碎的材料来调节电机转速，提率，节约电能；
3.4.变频器保护功能齐全，可实现过压、过流、欠压、过载、短路等保护功能，确保电机稳定运行, 并可减少振动、冲击及噪音，提供良好工作环境等

四、解决方案及应用实例

4.1.改造目的：原控制系统采用星三角启动，工频运行，启动冲击电流大，容易引起电网波动，同时造成了很大的机械冲击和磨损，导致电机的使用寿命大大降低，维护工作量较大，直接影响了生产效率。且原控制系统的电机一直工频运行，无法通过调整电机的转速以适应不同矿石的破碎要求。针对以上这些问题，对原系统进行变频改造。本系统采用了普传科技的产品PI500系列变频器。

4.2.PI500系列变频器具有如下特点：

准确的电机参数自学习

稳速精度高、调速范围广

低速大转矩，转矩脉动小

瞬时停电不停机

40℃环境温度设计 、独立风道

新一代节能运行

三防漆涂层处理

安规认证CE/TUV

内置自适应PID功能模块

易用的上位机软件

I/O扩展功能

内置制动单元

支持多种通讯

高防护薄膜按键键盘

支持多种安装方式，可法兰安装

可卸载式风扇，安装维护方便

增加了QUICK多功能键及键盘锁定功能选择

4.3.选型原则：由于破碎机负载不恒定，随着破碎对象的大小变化、喂料多少负载跳跃幅度很大，要求变频器启动转矩大，过流能力强，因此变频器的功率选择上要比电机大2档。本方案采用一台PI500 400G3变频器带动一台320kw电机，变频器通过外部端子启动，使用变频器起动控制系统平稳，运行电流稳定。

4.4.现场应用图片：

五、破碎机进行变频改造后效果
5.1.提高破碎工作效果
   变频控制系统具有的转速控制能力，使电机的转矩输出与负载相匹配。用户可根据材料和所需出料粒度调节合适的速度，变频控制破碎机的输出力矩随着负载变化而改变，有效地提高了工作的效率。
5.2.节约能源
   变频器控制破碎机与传统控制的破碎机比较，能源节约是zui有实际意义的。根据所破碎的材料来调节电机转速工况是经济的运行状态。
5.3.延长破碎机的使用寿命
   变频器有效的将启动电流的峰值减少到zui低程度，延长破碎电机的使用寿命。
5.4.防止电机损坏
   变频器具有很好的过流保护功能，如出现设备*或设备缺润滑油导致电机负载过重，变频器的保护功能可以对电机进行有效保护，防止其过载烧坏。