河南中原黄金冶炼厂 河南三门峡 472100
摘要：励磁装置是同步发电机的重要组成部分，优良的励磁系统不仅可以保证发电机的可靠性和稳定性，而且可以有效地提高发电机的经济技术指标。研磨与我们的生活息息相关，随着科技的快速发展，越来越多的人看重化工单元操作研磨的工作效率。因此，本文简单介绍了球磨机的工作原理及其发展状况，同时概述了数字化励磁装置在球磨机上的应用。
关键词：励磁装置；球磨机；同步电机
前 言：励磁装置的性能对于同步电动机的运行来说起着非常重要的作用，从很多装置运行来看，同步电动机自身的因素并不是造成设备损坏的主要问题，很多早期的励磁装置只具备一般的功能，而在技术技能方面还存在很多不足。励磁装置是泵站电气设备的组成部分之一，其对于可靠性方面的要求是比较高的，因而，现代工程技术的要求强调励磁装置必须进行不断改造和优化，提高其在设备使用中的安全稳定性，进而使整个机组在运行过程中的水平不断提高。
1球磨机的工作原理
球磨机是利用低速旋转的滚筒带动筒内的钢球运动，通过钢球对原煤的撞击、挤压和研磨作用来实现煤块的破碎和研磨制成水煤浆。球磨机结构简单、性能稳定、破碎比大（3~100），即可湿磨又可干磨。球磨机主要由卧式圆柱形的筒体，隔仓板，主轴承，传送部分，端盖等组成。筒体内装入直径为25~150毫米的钢球或钢棒，称为磨介，其装入量为整个筒体有效容积的25%~50%。筒体两端有带空心轴颈的端盖，端盖的空心轴颈支承在轴承上，这样就可以方便圆柱形筒体转动。电动机通过装在筒体上的大齿轮，使球磨机转动。筒体有一定的转速，当筒体的转速比较快时，筒体内的磨矿介质（钢球）和物料（一般是矿石）主要会在离心力的作用下被筒体衬板提升到相对较高的高度，这时磨矿介质和矿石将会脱离筒壁做水平方向有速度的抛体运动，可称此为“抛落”。当转速较小时，磨矿介质和矿石则被筒体衬板带到相对较低的高度，这时主要受摩擦力和冲击力的作用，离开筒壁，冲击力小，可称作“自由泻落”运动。当钢球的重力小于自身所受的离心力时，钢球就会贴在筒壁上，不再落下，此时物料与筒体一起运动，钢球没有冲击力，磨削力也很小，这时几乎没有进行研磨，此时可称作“离心运转”。
2 球磨机的发展与现状
球磨机在矿业、建材、化工、冶金及材料等工业领域广泛应用球磨机，化工单元操作破碎与粉碎的关系犹如同样是化工操作蒸馏与精馏的关系了。随着时间的流逝以及科学技术的发展，越来越多的人重视球磨机，并对初代球磨机进行技术改造。我国已经有了一系列中小型球磨机。但在大型球磨机制造方面与发达国家扔有一定差距。在球磨机和棒磨机标准送审稿（沈重起草代替JB/T4061993）中可看出最大规格的湿式格子型、溢流型球磨机为?3.6x6m，装机功率1600kw，产量82t/h，机器质量190t，棒磨机最大规格为?3.6x4.5m，仍然与国外有较大差距。我国目前生产中采用的最大球磨机为德兴铜矿三选厂引进美国Fuller公司的?5.49x8.53m球磨机和鞍钢调军台选矿厂引进美国的?5.49x8.83m球磨机。目前球磨机经历了三代，它们分别是传统的球磨机、圆锥型的球磨机以及中心转动节能球磨机，然而这些年推广很快并已经实现大系统化生产的一款球磨机是由中南工业大学与衡阳冶金矿山机械厂合作于上世纪90年代初研发成功的中心转动节能球磨机。此节能球磨机相比传统的球磨机，所消耗的能量更少，且较环保，一定程度上减少了机械的损耗，更重要的是提高了运转效率。
3 数字化励磁装置应用概述
励磁装置主要由自动电压调节器、电流互感器、三相桥式整流器和可控硅模块四部分组成，工作原理如图1所示。
图 1 励磁装置工作原理图
励磁调节器是电动机励磁装置的核心控制部位，该调节器具备了大规模集成的三十二位嵌入式DSP处理器作为主要的控制点，可以在150M赫兹的频率下快速处理较为复杂的运算。其次，该励磁装置内部采用了傅立叶运算方式进行衡量模拟，有效防治装置受到外部信号干扰，另外，励磁装置在自动化调节以及常规启动方面都得到进一步完善，能够自动识别装置运行过程中出现的故障，且可以及时完成修复工作，双机不需要其他公用部位的连接，只需要与CAN进行直接连接便可投入使用。
3.1 原理概述
一般发电机有2～5%的额定值剩磁，自动电压调节器内置起励建压电路，保证发电机在较低的剩磁情况下可靠建压。空载启动时，电枢绕组没有电流流通，电流互感器不能形成反馈，发电机端电压的建立、稳定和调节完全依靠自动电压调节器。当发电机带负载运行时，负载电流通过电流互感器的一次绕组，其二次绕组的输出电流与负载电流相位相同大小成比例并通过三相桥式整流器向磁场绕组提供直流电流，产生磁势用以补偿发电机负载时电枢反应磁势，这个分量的电流可使得励磁电流能够自动随负载电流大小及功率因数的变化而自动调节。电流互感器、三相桥式整流器回路与调节器、可控硅模块回路在励磁绕组两端并联，分别独立的向励磁绕组提供反馈电流并在三相桥式整流器直流侧复合成发电机所需的全部励磁功率。
3.2 自动电压调节器工作原理
自动电压调节器工作原理如图2所示。发电机带负载稳态运行时，会有各种原因导致端电压出现波动，现以调节端电压升高的过程为例来说明调节原理：当发电机端电压稍有升高，调节器通过U、V及其内置电子元件线路检测到发电机端电压有所升高这一反馈信号，调节器运用斩波技术自动控制可控硅使其导通时间减小，励磁电流下降，端电压随之下降，反之亦然。
图 2 自动电压调节器工作原理
3.3 瞬态调压调整及短路电流维持能力
当由突加大容量电感性负载或直接启动大容量电动机等原因引起发电机端电压大幅下降或者输出端短路时，调节器、可控硅励磁回路将分别出现两种情况：一是端电压大幅下降引起可控硅输出励磁电流大幅下降，二是输出端短路使调节器失去工作电源，可控硅关断，无励磁电流输出。但是发电机端电压的大幅下降和负载突然短路时，往往会伴随着负载电流的急剧增加，此时电流互感器二次侧电流会随着急剧增加，从而通过三相桥式整流器提供给磁场绕组的励磁电流得到很大补充，使端电压快速恢复，提供足够的短路电流维持能力。
结束语
励磁装置作为电气设备的重要组成部分，在同步电动机运行和启动的稳定性方面起着重要的作用。主要适用于由交流同步发电机自身提供励磁功率和调节器工作电源的同步发电机，在中小型同步发电机励磁装置的应用方面具有较强的实用性、经济性和可靠性。本文主要介绍了球磨机工作原理及发展现状，同时对励磁装置的应用概述进行了相关分析。
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论文作者:崔勃
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第33期
论文发表时间:2019/3/5
标签：球磨机论文; 励磁论文; 装置论文; 调节器论文; 端电压论文; 发电机论文; 电流论文; 《建筑学研究前沿》2018年第33期论文;