1、技術背景
傳統的球磨機、立磨機大（dà）都采用三相異步電動機、聯軸器、減速（sù）裝置以及齒輪結構進行驅動，導致球磨機的傳動（dòng）係統存（cún）在機械傳動鏈冗長、效率低、機構複雜、運（yùn）行維護工作量大等問題。
沈陽工（gōng）業大學電機（jī）與控製技術研究所與（yǔ）河南香蕉视频app在线下载機電設備有（yǒu）限公司聯合設計研發的球磨（mó）機（jī）、立磨機采用永磁（cí）直驅電機,通過將電動機與機械結構進行機電（diàn）一體化（huà）設計，取消動（dòng）力（lì）傳輸的中間環節，做成直驅方案，能直接滿（mǎn）足荷載的需求，省（shěng）去傳統磨機的減（jiǎn）速機，顯著提高了電機的效率與功率因數，具有節（jiē）能、起動轉矩大、過（guò）載能力強、係統免維護、自動化程度（dù）高等優點。
在控製方麵,本（běn）產品電機定子采用了模塊化設計，不僅（jǐn）降低了加（jiā）工、製造、運輸等難度，還相當於把（bǎ）一個大（dà）功（gōng）率電機做成了多個小功率電機。模塊化電機的控製技術可以實現降低大功（gōng）率電機的輸入電壓，但是不增加電機的輸入電流，電機不必采用高（gāo）等級絕緣。模塊（kuài）化電機采用多台小功率變頻器聯合供電，這樣設計降（jiàng）低了電機的供電電壓和使用的變頻器容量，從而降低成本。每個模塊電機（jī）都具有一套獨立的控製係統，大大提升了電機控製的（de）自（zì）由度，球磨機運（yùn）行在輕載工況時（shí），完全可以隻運行部分模塊電機驅動球（qiú）磨機。
在結構方麵，本產品電機的定子采用了一種自主設計研發的隨動式結構，將整圓的定子（zǐ）分成若（ruò）幹個（gè）相互存在間隙的（de）小扇形塊，通過機械結構設計，確定了一（yī）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（yùn）動從而保持定子與轉子間隙恒定（dìng）的結構。本產品通過機械結構設計保證定子與轉子間（jiān）的間隙恒定，電機不會發生掃膛現象，因此電機的氣隙（xì）可以設計的比普通永磁直驅（qū）電機的小很多，從而大幅（fú）降低電機永磁體用量（liàng），降低生產成本，節約稀土資源，節能用電量。當模塊發生故障時，直接拆卸故障電機，更換新（xīn）的（de）模塊電機（jī）即可正常運行。使用本產品完全不（bú）會因電機發生故障而影響到生產工期。
2、球磨機專用隨動式永磁直驅電機概述
本產品的隨動式定子結構構成一種“小車結構”，滾（gǔn）筒就（jiù）像公路（lù），定子塊就像（xiàng）汽（qì）車。滾輪貼合滾筒旋轉相當（dāng）於汽車在公路行駛（shǐ），公路的起伏不影響車輪與地麵貼合，即滾筒偏心浮動不影響滾輪貼合滾筒，保證（zhèng）定子、轉子間隙恒定，在球（qiú）磨機（jī）因裝（zhuāng）配誤差、軸承磨損、滾筒形變（biàn）、重載震動等原因造成電機偏心（xīn）、氣隙不均勻時（shí），仍能正常運轉，保證磨機始終運行在性能狀態，不必停（tíng）機檢修。同時電機定（dìng）子與轉子間的間隙也可以（yǐ）做的更小，減少永磁體用量，並（bìng）且因為隨動式結構（gòu），電機不會發生掃膛現象。
本產（chǎn）品電機的定子為隨動式結構,基於模（mó）塊化永磁直驅電機，采用獨立的扇形定（dìng）子塊（kuài）結構，其隨動（dòng）原理是（shì）在定子塊的軸向兩側安裝滾輪且滾輪貼合滾筒來確定定子與轉子間的間隙，定子塊徑向外側設有與支撐框架相連（lián）的彈性機構。彈性機構在球磨機滾筒（tǒng）不偏心時處（chù）於半壓（yā）縮狀態,如果球磨機滾筒向上波動，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動，上方彈性機構繼續壓縮（suō）;下方定子塊在受到永磁體對其向上的吸引力的（de）同時，定子塊上的彈（dàn）性機構將其向（xiàng）上頂，保（bǎo）證下方定子塊的滾（gǔn）輪依然貼合轉筒外表麵，使定子塊跟隨（suí）轉筒波動而進行徑向與（yǔ）圓周方向的移（yí）動，從而保證定子、轉（zhuǎn）子之間的間隙不變。球磨機滾（gǔn）筒向下複位或繼續向下（xià）波動，則上（shàng）方（fāng）定子（zǐ）塊在受到永磁（cí）體（tǐ）對其向下的吸引力的同時，彈性機構將上方其向下壓,下方定子塊被轉筒向下壓。
本產品彈性裝置的壓力大小可調，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（shè）置的壓力（lì）過大造成滾輪或轉筒磨損較快。
本產（chǎn）品將永磁電機采用模塊化控製，根據不同功率（lǜ）的電機設計采用不（bú）同個數的隨動（dòng）式定子塊構成一台模塊電（diàn）機，一台整圓（yuán）電（diàn）機由（yóu）多台模塊（kuài）電機構成,多台模塊電（diàn）機共用同一（yī）個轉子（zǐ），模（mó）塊電機包繞式安裝在（zài）球磨機滾筒上。相鄰隨動式定子（zǐ）塊間設有（yǒu）固定在支撐框架上的擋板來對定子塊進行圓周（zhōu）方向的限位。球磨機（jī）滾筒（tǒng）的法蘭處銜（xián）接T型支撐板,用於支撐安裝電機轉子鐵心及磁鋼。
本產品的隨動（dòng）式定（dìng）子塊安裝拆卸十分便捷（jié），隻需要沿球磨（mó）機的徑向依（yī）次拆卸密封外殼、彈性機構、彈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（jiǎn）修或（huò）更換新（xīn）的定子塊（kuài）。
3、采用本產品代替傳統磨機的電（diàn）機驅動係統的優點
現階段大多數的球磨機仍采用三相感應（yīng）電（diàn）動機、聯軸（zhóu）器、減速裝置以及齒輪結構進行驅動（dòng）。永磁同步電機與感（gǎn）應（yīng）電機相比優勢是它有較高的效率和功率因數，損耗大大降低，節約了能源。永磁電機通過變頻器進行調速，電機運行平穩，係統（tǒng）響應速度（dù）快，感應電機（jī）則起動相對困難。這些也是近年來永磁電機應用越來越廣泛的原因。
采用（yòng）永磁直驅，取消了中間的（de）減速機、聯（lián）軸器（qì）、及齒輪的傳動環節，縮短係統的傳動鏈，直驅係統的（de）傳動（dòng）效率將提升至少20%。球磨機直驅係統的（de）傳動效率不僅得到大幅提升，而且直（zhí）驅係統的故障率低，維護檢修方便，還避（bì）免了傳統設備因漏油造成環境汙染。
由於本產品電機定子采用了模塊（kuài）化（huà）設計，不僅降低了加工，製造，運輸等難度（dù），還相當於把一個大功率電機做成了多個小功率電機（jī）。模塊化電機的控製技術可以實現（xiàn）降低大功率電機（jī）的輸入電壓，但是不增加電機的（de）輸入電流，電機不必采用高（gāo）等級絕緣，模塊化電機采用多台小功率變頻器聯合供電。這樣設計降低了電機的供電電壓和（hé）使用的變頻器容量，從而降低成（chéng）本。球磨機運行在輕（qīng）載工況時,完全可以隻運行部分模塊電機驅動球（qiú）磨機（jī）。
傳統電機故障時，會導致電機合成磁動勢發生畸（jī）變（biàn），諧波含量增加，平均轉矩下降，轉矩波（bō）動顯（xiǎn）著增加，無法繼續正常運行。而本產品（pǐn）進行了模塊化設計，每個模塊電機（jī）都具有一套獨立的（de）控製（zhì）係統，大大提升了電機（jī）控製的自由度,可以（yǐ）利用其多電機結構和控製靈活的優勢，在發生故障時。可以直接拆卸故障電機更換新的（de）模（mó）塊電機即可正常運行。模塊化電機（jī）具有冗餘的模塊（kuài）數，也可（kě）切除故障子模塊而控製其餘正常子模塊降額運行。使用（yòng）本產品完全不會因電機發生故障而影（yǐng）響到生產（chǎn）工期。
球磨機因加工誤差（chà）、軸承磨（mó）損、滾筒形變或重載產生震動等因素會發生轉子偏心現象，偏心嚴重時（shí）還會造成電機（jī）掃（sǎo）膛損壞電（diàn）機，實際生產中常常通過增加氣隙大小來預防掃膛，而氣隙增大（dà）會導致永磁體用量增（zēng）加，提高（gāo）電機製造成本。隨動式定子結構的模塊電機，能在（zài）轉筒偏心時保證定子與轉（zhuǎn）子之間的間隙恒定，可將氣隙做的更小，減少永（yǒng）磁體用（yòng）量，電（diàn）機不會發生（shēng）掃膛（táng）現象（xiàng），同時因為（wéi）該（gāi）隨動式定子結構在偏心時能繼續正常（cháng）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（jiù）是提高生產效率。
4、隨動式（shì）球磨機（jī）裝配示意圖
二、永磁直驅立磨技術
1、立磨直驅（qū）對比於傳統感應電機（jī）的優點( 1）變頻調速控製，實現負載工況多樣性
傳統立（lì）磨速度單一，工況適應能力差。遇到（dào）突發事件，調整磨鞮高度來改（gǎi）變係統工作（zuò）環境，係統反應速度慢。永磁（cí）同步電機采用變頻調速，適應工況能力強。遇到突（tū）發事件（jiàn），除調整磨（mó）輾高度外，還增加了速（sù）度（dù）調節以快速適應係（xì）統工作（zuò）環境，係統（tǒng）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（mó）的低速起動。為保證在（zài）電（diàn）機起動過程不對電網造成過大的衝擊，需增加軟起動裝置。三相感應電機起動後，通過減速器滿足係統轉矩需要，整個係統構成複雜，係統運行的輔助設備很多。直驅（qū）係（xì）統由變頻控製係統（tǒng）控製永磁同步（bù）電機起動，轉矩（jǔ）特性滿（mǎn）足（zú）需要，無需盤車係（xì）統和減速器，輔助係統少，結構簡單。
(3）變頻器軟起動，起（qǐ）動過程隨意（yì）設定
傳統係統先由低速盤車係統起（qǐ）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（sù）無（wú）法實現過（guò）載輸出。在低速過程需要盤車（chē）係統，將轉速提高到三（sān）相感（gǎn）應電機起動條件。直驅係統直接變頻低速起動，係統直接運行（háng），係（xì）統控製簡單。變頻控製起動過程（chéng）可根據實際工況進行調整，以滿足各種工況的需求。低速可過載（zǎi）輸出，滿足起動需要，取代盤車係統。
(4）無減速器，維（wéi）護成本更低,維護次數少
係統各構成單元均需要時常檢查和定期維護，傳統係統構（gòu）成單元多。同時立磨減速器結（jié）構複雜需要經常維護，維護成本費用高。同時係統無法實現（xiàn）在低速運行的情況下進行係統維護。直驅（qū）係統構成單元簡（jiǎn）單，變頻器控製永磁同步電機直接驅動，控製方（fāng）便（biàn）。係統內無減速器，無需額外進（jìn）行維護，係統維護成本低。同（tóng）時，係統可實現在電機低速運行情（qíng）況下進行係統維（wéi）護。
(5）傳動效（xiào）率（lǜ）高,節能效果明顯
綜上采用直驅永磁電機取代傳統驅動係統年節電量達181萬元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機直（zhí）驅係統的優（yōu）勢與球磨機直（zhí）驅係統（tǒng）相同，這裏不再一—贅述。
2、永磁直驅立磨結構示意圖
本新型立磨結構（gòu）采用（yòng）永磁直驅電機驅動（dòng）,提高了（le）立磨效率。在立磨扶正軸承與壓力軸（zhóu）承上進行突破，通過設計一種雙向載（zǎi）荷（hé）扇形模塊機（jī）構替代大直徑軸承，方（fāng）便加工、生（shēng）產、運輸、裝配、維（wéi）修，並降低成本,在工程實際中具有很強的實用型。
針對大、中（zhōng）、小型不同尺寸的立磨，分別（bié）設（shè）計了三（sān）種立磨專用（yòng）永磁電機，代替傳統的減速機與三相異步電動機（jī），永磁直驅電機具有雙向載荷機構與不同的放置位置，均能達（dá）到扶正與承壓的作用，並且（qiě）方便製造、裝配維護，節省成本。均已申請（qǐng）專 利。
永（yǒng）磁直驅（qū）礦用球磨（mó）機 
