1、技術（shù）背景（jǐng）
傳統的球磨機、立磨機大都采用三相異步電（diàn）動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪（lún）結構進行驅動，導致球磨機（jī）的傳動（dòng）係（xì）統存在機械傳動鏈冗長、效率低、機構複雜、運行維護工作量大等問題。
沈陽工業大學電機與控製技術研究所與河南香蕉视频app在线下载機電設備有限公司聯合設計研發的球磨機、立磨機采用（yòng）永磁直驅電機,通過（guò）將電動機與（yǔ）機（jī）械結構進行機電一體化設計，取消動（dòng）力傳輸的中間環節，做成直驅方案，能直接滿足荷載的（de）需求，省去（qù）傳統磨機的減速機，顯著提高（gāo）了電（diàn）機的效率與（yǔ）功率因數，具有節能、起動轉矩大、過載能力強、係統免維護（hù）、自動化程度高等優（yōu）點。
在控製方（fāng）麵（miàn）,本產（chǎn）品電機定子采用了（le）模塊化設計，不僅降低了加工、製造、運輸等難度，還相當於把一個大功率電機做成了多個小功率電機。模（mó）塊化（huà）電機的控製技術可以（yǐ）實現（xiàn）降（jiàng）低大功率（lǜ）電機（jī）的輸入電壓，但是不增加電機（jī）的輸入電流，電機不（bú）必采用高等級（jí）絕緣。模塊化（huà）電機采用多台小（xiǎo）功率變頻器聯合供（gòng）電（diàn），這樣（yàng）設計降低了電機的供電電壓和使用的變頻器（qì）容量，從而降低成本。每個模塊電機都具有一（yī）套（tào）獨立的控製係統，大大提升了（le）電機控製的自（zì）由度，球磨機運行在輕載（zǎi）工況時，完全可以（yǐ）隻運行部分模塊電機驅動球磨機（jī）。
在結構方麵（miàn），本產（chǎn）品電機的定子采用了一種自主設計（jì）研發的（de）隨動式結構，將整圓的定子分成若幹個（gè）相（xiàng）互存在間隙的小扇形塊，通（tōng）過（guò）機（jī）械結構設（shè）計，確定了一種無論球磨機轉筒是否震動或偏心，定子塊始終跟隨轉筒運動從而保持（chí）定（dìng）子與（yǔ）轉子間隙恒定的結構。本產品通過機械結構設計保證定子與轉子間的間（jiān）隙恒定，電機不會發生掃（sǎo）膛現象，因此電機的氣隙可以設（shè）計的比（bǐ）普通永磁直驅電機的小很多，從而大幅降低電機永磁體用量，降低生產成本，節（jiē）約稀（xī）土資源，節（jiē）能用電量。當模塊發生故（gù）障時，直接拆卸故障電機（jī），更換新的模塊（kuài）電機即可正常運行。使用本產品完全不會因電機發生故障而（ér）影響到生產（chǎn）工期。
2、球磨機專用隨動式永磁直驅電機概述
本產（chǎn）品的（de）隨動式定子結構（gòu）構成一（yī）種“小車結構”，滾筒就（jiù）像公（gōng）路，定子塊就像（xiàng）汽車。滾輪貼合滾筒旋轉相當於汽車在公路行駛，公路的起伏不影響車輪與地麵貼合，即滾筒偏心浮動不（bú）影（yǐng）響（xiǎng）滾輪貼合滾筒，保（bǎo）證定子、轉子間隙恒定，在球磨機因裝配誤差、軸承磨損、滾筒（tǒng）形變、重載震動等原因造成電機偏心（xīn）、氣隙不均勻（yún）時，仍能正常運轉，保證磨機始（shǐ）終運行在性能狀態，不必停機檢修。同時電（diàn）機定（dìng）子與轉子間的（de）間隙也可以（yǐ）做的更小，減少永磁體用量，並且因為隨動式結構，電機不會發生掃膛現（xiàn）象。
本產品電機的定子為隨動式結構,基於模塊化永磁直驅（qū）電機，采用獨立的扇形定子塊結構，其隨動原（yuán）理是在定子塊（kuài）的軸向兩側安裝（zhuāng）滾輪且滾（gǔn）輪貼合滾筒（tǒng）來確（què）定定子與轉子間的間隙，定子塊徑（jìng）向外側設有與支撐（chēng）框架相連的彈性機構。彈性機構在球磨機滾筒不偏心時處於半壓縮狀態,如（rú）果球磨機（jī）滾筒向（xiàng）上波（bō）動（dòng），轉筒會向上頂定子塊上安裝的滾輪，進而帶動定子塊向上移（yí）動，上方彈性機構繼續壓縮;下方定子塊在受（shòu）到永磁體對其（qí）向上的吸引力的同時，定子塊上（shàng）的彈性機構（gòu）將其向上頂，保證下方定子塊（kuài）的滾輪依然貼合轉筒外表麵，使定子塊跟隨轉筒波動而進行徑向與圓（yuán）周方向的移動，從而保證定子、轉子之間的間隙（xì）不變。球磨機滾（gǔn）筒向下複位或繼續向下波動，則上方（fāng）定（dìng）子塊在受到永磁體對其向下的吸引力的同（tóng）時，彈性機構將上方其（qí）向（xiàng）下壓,下方定子塊被轉筒向下壓（yā）。
本產品彈性裝置的（de）壓力大（dà）小可調，對於不同位置的定子塊設置不同的壓力,避免因彈性裝置設置的壓力過大造成滾輪或轉筒磨損較快。
本產品（pǐn）將永（yǒng）磁電機采用模塊化控製，根據不同功率的電機設計采用不（bú）同個數（shù）的隨動式定子塊（kuài）構成一台模塊（kuài）電機（jī），一台整圓電機由多（duō）台模塊電機構成,多台模塊電機共用同一個轉子，模塊電機（jī）包繞式安裝在（zài）球磨機滾筒上。相鄰隨動式定子塊（kuài）間設有固定在支撐框架上的擋板來對（duì）定子（zǐ）塊進行圓周方向的限位。球磨機滾筒的法蘭處銜接（jiē）T型支（zhī）撐板,用於支撐安裝電機轉子鐵心及磁鋼。
本產品的隨動式定子塊安裝拆卸十分便捷，隻需要沿球磨機的徑向依次拆卸密封外殼、彈性機構（gòu）、彈（dàn）性機構與定子塊之間的連接杆、彈性機構支撐架，即可將定子塊沿徑向拉出，進行檢修或更換新的定子塊。
3、采用（yòng）本產品代替傳統磨機的電機驅動（dòng）係統的優點
現階段大多數的球磨機仍采用（yòng）三相感應電動（dòng）機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進行驅（qū）動。永磁同步電機與感應（yīng）電機相比優勢是它有較高的效率和功率因數，損耗大大降（jiàng）低，節約了能源。永磁電機（jī）通過變頻器進（jìn）行調速，電機運行平穩，係統響應速（sù）度快，感應（yīng）電機則起動相對困（kùn）難。這些也是近年來永磁電機應用越（yuè）來越廣泛（fàn）的原因。
采用永磁直驅，取消了中間的（de）減速機、聯（lián）軸器、及齒輪的傳動環（huán）節，縮短係統的傳（chuán）動（dòng）鏈，直驅係統的傳動效率將提升至少20%。球磨機直驅係統的傳動效率不僅（jǐn）得到大幅提升，而且直（zhí）驅係統的故障率低，維護檢（jiǎn）修方便，還避免了傳（chuán）統設備因漏油造（zào）成環境汙（wū）染。
由於本產品（pǐn）電機定子采用了模塊化（huà）設計，不僅降低了加工，製造，運輸等難度，還相當（dāng）於把一個大功率電機做成了（le）多個小功率電機（jī）。模（mó）塊（kuài）化電機的控製技術可以實現（xiàn）降低大（dà）功率電機的輸入電壓，但是不增加電機（jī）的輸入電流，電機不（bú）必采用高等級絕緣（yuán），模塊化電機（jī）采用多台小功率變頻器聯（lián）合供電。這樣設計（jì）降低（dī）了（le）電機的供電電壓和使用的變頻器容量，從而降低成本。球磨機運行在輕載工況時,完全可（kě）以隻運行（háng）部分模（mó）塊電機驅動球磨（mó）機。
傳統電機故障時（shí），會導致電機合成磁動（dòng）勢發生畸變，諧波含量增加，平均轉矩下降，轉矩波動顯著增加，無法繼續正常運行。而本產品進行了（le）模塊化設計，每（měi）個模塊電機都具有一套獨立的控製（zhì）係統，大大提升了電機控（kòng）製的自由度,可以利用其多電機結（jié）構和控製靈（líng）活的優勢，在發生故（gù）障時。可以直接拆卸故障電機更換新的模塊電機即可正常運行。模塊化電機具有冗（rǒng）餘的（de）模塊數，也可切除故障子模塊而控製其餘正常子模塊降額運行。使（shǐ）用本產品完全（quán）不會（huì）因電機發生故障而影響到生產工期。
球磨機因加（jiā）工（gōng）誤差、軸（zhóu）承（chéng）磨損、滾筒形變（biàn）或重載產生震動（dòng）等因素會發生轉子偏心現象，偏心嚴重時還（hái）會造成（chéng）電機（jī）掃膛損壞電機，實際生產中常常通過增加氣（qì）隙大小來預（yù）防掃（sǎo）膛（táng），而氣隙（xì）增大會導致永磁（cí）體用（yòng）量增（zēng）加，提高電機製造成本。隨動式定子結構的模塊電機，能在轉筒偏心（xīn）時保證定子與轉子之間的間（jiān）隙恒定，可將氣隙做的更小，減少永磁體用量，電機不會發生掃膛現（xiàn）象，同時因為該隨（suí）動式定子結構在偏心時（shí）能繼續正常工作，檢修次數更少，工作時間更長，大體積球磨機檢修複雜，降低檢修次數就是提高生產效率（lǜ）。
4、隨（suí）動式球（qiú）磨機裝配示意圖
二、永磁直驅立磨技術
1、立磨（mó）直驅對比於傳統感應電機的優點( 1）變頻調速控製，實現（xiàn）負載工況（kuàng）多樣性
傳統立磨速度單一，工況適應能力差。遇到突發事件，調整磨（mó）鞮高（gāo）度來改變係統工作環境，係統反應速度慢。永磁同步電（diàn）機采用變頻（pín）調速，適應工況能力強。遇到突發事件，除調整磨輾高度外，還增加了速度調節以快速適應（yīng）係統工作環境，係統反應速度更快。
(2）係統簡單,可靠性高
傳統係統因三相感應電機無法在低速實現大轉矩輸出，需要額外的盤車係統滿足立磨的（de）低速起動。為保證在電（diàn）機起動過程不對電網（wǎng）造成過大的衝擊，需增加軟起動裝置。三相（xiàng）感應電機起動後，通過減速器滿足係統轉矩需要，整個係統構成複雜，係統運行的輔（fǔ）助設備很多。直驅係統由變頻控製係統控製永磁同（tóng）步電機起動，轉矩特性滿足（zú）需要，無需盤車係統和減速（sù）器（qì），輔助係（xì）統少，結構簡單。
(3）變頻器軟（ruǎn）起動，起動過程隨意設定
傳統係（xì）統先由低速盤車係統起動，待三相感應電機達到起動條件後，軟起動裝置起動三相感應電機，係統運行。係統控製複雜，低速無法實現過載輸（shū）出。在低速（sù）過程需要盤車係統（tǒng），將轉速提高到三（sān）相感應電機起（qǐ）動條件。直驅係統直（zhí）接（jiē）變頻低速起動，係統直接運行，係統控製（zhì）簡單。變頻控製起動過程可根據實際（jì）工況進行調整，以滿（mǎn）足各種工況的需求。低速可過載輸出，滿足起動需要，取代盤車係統。
(4）無減速器，維護成本更低（dī）,維護次數少
係統各構成單元均（jun1）需要時常（cháng）檢查和定期維護，傳統係統構成單元多。同時（shí）立磨減速器（qì）結構複（fù）雜需（xū）要經常維護，維護（hù）成本費用高。同時係（xì）統無法（fǎ）實現在低速運行的情況下進行係統維護。直驅係統構成單（dān）元簡單，變頻器控製永磁同（tóng）步電機（jī）直接驅動，控製方便。係統內無減速（sù）器，無需額外（wài）進行（háng）維護，係統維護成本低。同（tóng）時，係統可實現在電機低速運行情況（kuàng）下（xià）進行係統維護。
(5）傳動（dòng）效率（lǜ）高,節能效果明顯
綜上采用（yòng）直驅永磁電機取代傳統驅動係統年節（jiē）電量達181萬元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機直驅係統的優勢與球磨機直驅（qū）係統相同，這裏不再一（yī）—贅述。
2、永磁直驅立磨結構示（shì）意圖
本新型立磨結構采用永（yǒng）磁直驅電機驅動,提高了立磨（mó）效率。在立磨扶正軸承與壓力軸承上進行突破，通過設計一種雙向載荷（hé）扇形模塊機構（gòu）替代（dài）大直徑軸承（chéng），方便加工、生產、運輸（shū）、裝配（pèi）、維修，並降低成本,在工程實際中具有（yǒu）很強（qiáng）的實用（yòng）型。
針對大、中、小型不同尺寸的立磨，分別設計（jì）了三種立磨專用永磁（cí）電機，代替傳統的減速機與三相異步電動機，永磁直驅電（diàn）機具有雙（shuāng）向載荷機構與不同的放置位（wèi）置，均能（néng）達到扶正與承壓的作用，並且方便製造（zào）、裝配維護，節省成（chéng）本。均已申請專 利。
永磁直驅礦用球磨機 
