一、概述：
      在粉磨工艺中最主要的设备就是球磨机，采用变频调速传动，其本上还是空白。其原因是，球磨机工作时料筒的转速是恒定的，即使要变化，变化的范围也不大。球磨机的电气传动方式为，三相交流鼠笼异步电机—液力偶合器—齿轮减速器—皮带轮减速器，或三相交流鼠笼异步电机—齿轮减速器—皮带轮减速器，一般球磨机的料筒作为了减速器的皮带轮使用。球磨机重载起动时，若传动环节中无液力偶合器，即使使用自耦减压起动器或星—三角启动器，对电网也会造成较大的冲击，并且经常出现起动困难。为缓冲起动时的冲击，传动环节中加入了液力偶合器，这样可在任何状态下顺利起动球磨机。

二、球磨机的临界转速和最佳工作转速

     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磨制过程。在不同的转速下，筒体内的钢球和物料的运动状况不同.若转速比较低时，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，钢球沿斜面滑下，不能形成足够的落差，钢球对物料的磨碎作用很小，这种情况效率很低。如果筒体的转速很高，由于离心力的作用，以致物料和钢球不再脱离筒壁，而随其一同旋转。产生这种状态的最低转速称为临界转速。这时钢球没有撞击作用，物料只受到轻微的研磨，效率也很低。当筒体的转速处于上述二者之间时，钢球被带到一定的高度后沿抛物线落下。此时钢球对筒底的物料产生强烈的撞击作用，效率最高。效率最高时的工作转速成为最佳工作转速。

     球磨机消耗的电功率与电机的转速的一次方成正比，因此，用变频器在基频以下调节电机的转速可节能，节能的幅度与调速的范围有关。根据不同的情况有不同的调解范围，采用变频调速理论上节能的幅度在0~11%之间。

三、电动机的效率

     某球磨机的电机为90kW，正常运行时电机电流为80~110A，负载率62%。由于负载率不高，电机的效率也要降低。正常运行时，电机的功率不会超过55kW，考虑到球磨机是重载起动，为保证顺利起动适当加大电机的容量是必要的。从表面上看，似乎有较大的节能空间。实际上，为不影响球磨机的生产效率，如采用变频调速时,变频器的输出频率仍然是50Hz，即使需要调速时,也不可能大范围的调节，频率小范围的降低，节约能量有限。现在的变频器一般都有“节能运行”功能,变频器运行频率不变的条件下自动调节其输出电压，使电动机的效率提高。

四、电动机的调压节电

     如上所述，处于轻载的电动机可用调节供电电压的方式提高效率，由GB12497《三相异步电动机经济运行》强制性国家标准实施监督指南中的计算公式

     由此可见，球磨机变频节能运行节约的电能有限，这是因为电动机的效率本身已经很高，额定效率93.5.5%，调节电压只能降低铜损，铁损和杂散损耗，仅仅是降低而已，而且占总损耗比例较大的机械摩擦损耗 基本上不变, 因此电机效率提高很有限，如本例节约有功功率0.27（kW），节电率极低。但是，加装变频器后，变频器的效率也不是100%，这样不但不节能反而耗能。对于变频改造后还是要求50Hz运转的设备，不论是恒转矩特性的负载，还是风机、水泵平方转矩特性的负载,仅从节能考虑没有意义。改造的目的应该是提高设备的性能和提升设备的自动化水平，这样不仅使的生产率提高，而且产品质量也能得到保障。这样的工况在实际生产中比比皆是，如水泥厂和瓷砖厂的球磨机，料筒的转速由计算或实验数据确定，一般为16r/min~18r/min，转速偏离都会不同程度影响球磨机效率，因此这类机械设备即使装上变频器，运转速度如果和原来的速度相同就没有节能。

五、液力偶合器和变频调速节能

     液力偶合器是通过控制工作腔内工作油液的动量矩变化，来传递电动机能量，电动机通过液力偶合器的输入轴拖动其主动工作轮，对工作油进行加速，被加速的工作油再带动液力偶合器的从动工作涡轮，把能量传递到输出轴和负载。液力偶合器有调速型和限矩型之分，前者用于电气传动的调速，后者用于电机的起动。系统中的液力偶合器在电机起动时起缓冲作用，其效率理论值为95%，变频器的效率为96%，也就是说，在传动环节中去掉液力偶合器，用交流调速变频器驱动球磨机电机，可以在额定电流或略高于额定电流下顺利起动球磨机，并且，理论上效率可以提高1%。实际上液力偶合器的效率与液力偶合器腔内注入油量有关，在运转过程中液力偶合器有一定的温升，存在密封不严有泄漏等因素，其效率一般小于理论值95%。

     现场有就地补偿电容，电机的功率因数比较高，用变频器后去掉就地补偿电容，由于变频器本身的功率因数较高，因此，系统的功率因数变化不大。这样，节电率应在5%左右，加上前面的1%，共有6%的节能。

六、总结：

     球磨机的节能目前从上述三方面考虑，根据实际情况调节工作转速，理论上有0~11%的节能；利用变频器的节能模式调节有较少的节能；在传动环节中使用液力偶合器，去掉液力偶合器使用变频器的节电率为6%，由此可见，采用综合性的节能措施，对球磨机进行变频改造还是可以达到一定节能的目的。