I. Introducción 
Durante mucho tiempo, las fábricas de cerámica han utilizado comúnmente molinos de bolas para triturar materiales cerámicos en paredes, suelos, ladrillos y plantas químicas. Estos molinos suelen contar con un control simple de frecuencia industrial, lo que fácilmente puede provocar una trituración excesiva del material, prolongar el ciclo de molienda, reducir la eficiencia de molienda, aumentar el consumo energético por unidad de producto, generar corrientes de arranque elevadas y ejercer una fuerte carga sobre los equipos y la red eléctrica. Además, requieren un elevado mantenimiento y reparación de maquinaria, y el desperdicio de energía eléctrica es considerablemente alarmante. Todo esto inevitablemente acarrea a los fabricantes numerosos inconvenientes innecesarios y una grave pérdida de recursos. Por lo tanto, con el desarrollo socioeconómico y la expansión de la escala de producción empresarial, las desventajas de los molinos de bolas con control directo de frecuencia se han puesto claramente en evidencia, obstaculizando seriamente el rápido desarrollo de diversas industrias.

II. Principio de la modificación por variador de frecuencia 
Actualmente, el método de accionamiento comúnmente utilizado en los molinos de bolas es: motor eléctrico de corriente alterna trifásico — acoplador hidráulico — reductor de engranajes — reductor de poleas.

Aquí, el cilindro del molino de bolas se utiliza como polea de la caja de engranajes reductora. Al arrancar el molino de bolas con carga pesada, la corriente de arranque del motor puede llegar a ser superior a seis veces la corriente nominal. Para mitigar los impactos mecánicos durante el arranque, se ha incorporado un acoplamiento hidráulico en el sistema de transmisión. El acoplamiento hidráulico transmite la energía de accionamiento del motor controlando las variaciones del momento angular del aceite de trabajo en la cámara de trabajo. El motor arrastra mediante el eje de entrada del acoplamiento hidráulico la rueda motriz, acelerando así el aceite de trabajo. Este aceite acelerado, a su vez, impulsa la turbina conducida del acoplamiento hidráulico, transmitiendo la energía de accionamiento al eje de salida y a la carga. Durante el arranque, el acoplamiento hidráulico actúa como amortiguador, permitiendo que el motor arranque con una carga reducida, lo que disminuye la corriente de arranque. Una vez que el motor está en marcha, la carga se incrementa gradualmente, logrando así un arranque suave del molino de bolas y reduciendo los impactos mecánicos durante el arranque. En funcionamiento, gracias a la función de regulación de velocidad del acoplamiento hidráulico, se busca la velocidad óptima de operación del molino de bolas, mejorando así su eficiencia. Dado que el molino de bolas presenta una carga de par constante, al utilizar el acoplamiento hidráulico para regular la velocidad, la eficiencia de regulación es igual a la relación de regulación, lo que implica que una gran parte de la energía se desperdicia en el propio acoplamiento hidráulico. Esto ha impulsado a desarrollar métodos de arranque y regulación más suaves, con mayor eficiencia de molienda, mayor capacidad productiva y menor consumo energético: el control por variadores de frecuencia.

III. Los requisitos para la modificación de la molino de bolas con variador de frecuencia son los siguientes: 
El principal objetivo de utilizar un variador de frecuencia en molinos de bolas es ahorrar energía. Gracias a las múltiples velocidades del variador y a su sencilla función de PLC, es posible regular la velocidad del molino de bolas, optimizando así la velocidad de molienda y logrando así un ahorro energético que oscila entre el 10% y el 15%. Además, al no existir corrientes de arranque bruscas, se mejora la estabilidad de la red eléctrica.

3.1. Durante su funcionamiento, el molino de bolas presenta grandes fluctuaciones de carga; por lo tanto, se requiere que el variador tenga una fuerte capacidad para proteger contra sobrecorrientes, sobrecargas y limitación de corriente, de modo que pueda garantizar un funcionamiento estable a largo plazo incluso ante las grandes fluctuaciones de carga durante la operación del molino de bolas.

3.2. Al arrancar el molino de bolas, la carga es muy elevada; por lo general, se exige que el arranque se realice mediante pulsaciones breves para poner en marcha el molino de bolas, por lo que el par de arranque a baja frecuencia del variador debe ser suficientemente alto.

3.3. Al realizar la modificación con variador de frecuencia, es indispensable cumplir con los requisitos tecnológicos del molino de bolas, prolongando así la vida útil tanto del molino de bolas como del motor y reduciendo el mantenimiento.

3.4. El equipo modificado puede realizar control automático, así como funciones de conmutación manual/frecuencia industrial y autocomutación en caso de fallo, y puede superar la elevación de voltaje causada por la gran inercia del molino de bolas, garantizando así eficazmente el funcionamiento normal del equipo.

3.5. El sistema de control de frecuencia variable debe poder operar de manera estable y sin fallas durante períodos prolongados, con buena adaptabilidad ambiental y alta confiabilidad.

IV. Ejemplos y imágenes de aplicaciones de la renovación con variadores de frecuencia 
Según el análisis anterior, nuestra empresa ha diseñado la siguiente solución de reforma:

Según los problemas existentes en las condiciones operativas originales y teniendo en cuenta los requisitos de los procesos de producción, el sistema de molino de bolas modificado deberá cumplir los siguientes requisitos.

4.1. El equipo modificado dispone de un par de arranque suficiente para satisfacer la elevada carga de la molino de bolas, y garantiza que el motor funcione de manera estable en estado de operación con variador de frecuencia, asegurando así que el motor presente una característica de potencia constante.

4.2. Utilizar un sistema de control de velocidad mediante variadores de frecuencia para modernizar el sistema de accionamiento original del molino de bolas, garantizando así un funcionamiento normal del molino a baja velocidad, asegurando una calidad adecuada en el control del proceso, prolongando la vida útil del molino de bolas y del motor, y reduciendo los costos de mantenimiento.

4.3. El equipo modificado puede realizar control automático, así como funciones de conmutación manual/frecuencia industrial y autocomutación en caso de fallo, y puede superar la elevación de voltaje causada por la gran inercia del molino de bolas, garantizando así eficazmente el funcionamiento normal del equipo.

4.4. Según la situación en el lugar, hemos seleccionado para el cliente la más reciente serie PI500 de Powtran. La serie PI500 cuenta con las siguientes características, que satisfacen plenamente las necesidades del cliente. Las características principales de los variadores de frecuencia de la serie PI500 son las siguientes:

Aprendizaje automático preciso de parámetros del motor, alta precisión en la velocidad estable, amplio rango de regulación de velocidad, gran par a bajas velocidades, pequeño pulso de par, capacidad para seguir funcionando sin detenerse ante cortes de energía momentáneos, diseño con canal de aire independiente para soportar temperaturas ambientales de hasta 40℃, operación eficiente de nueva generación, recubrimiento con pintura resistente a tres factores (agua, polvo y corrosión), certificaciones globales de seguridad CE/TUV, módulo integrado con función PID adaptativa, software de PC superior fácil de usar, funciones de expansión de E/S, unidad de freno incorporada, compatibilidad con múltiples protocolos de comunicación, teclado con membrana de alta protección, soporte para diversos métodos de instalación (incluyendo montaje en brida y ventilador desmontable), fácil instalación y mantenimiento, además de la incorporación de la tecla multifuncional QUICK y la opción de bloqueo del teclado.

4.5. Situación de la modificación en el lugar:

4.6. A continuación, se muestran imágenes de la aplicación en el lugar tras la modificación:

V. Efectos tras la modificación del equipo 
Se ha modificado el sistema de accionamiento del molino de bolas mediante la tecnología de control de velocidad por variador de frecuencia, satisfaciendo así las características del molino de bolas, tales como su funcionamiento a baja velocidad y su elevado par de arranque, y logrando una regulación continua de la velocidad de operación del molino. Al arrancar el motor, no se produce corriente de impacto, cuenta con un par de arranque suficiente y dispone de funciones de protección completas. Esto garantiza la calidad del control del proceso y reduce los costos de mantenimiento. El equipo modificado puede implementar control automático, así como funciones de conmutación manual/frecuencia industrial y autocomutación en caso de fallo, y además es capaz de superar la tensión de recuperación provocada por la gran inercia del molino de bolas, asegurando así eficazmente su funcionamiento normal.