1、技術背景　　傳（chuán）統的球磨機、立磨機大都采用三相異步電動機（jī）、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進行（háng）驅動，導致球磨機（jī）的傳動係（xì）統存在機械傳動鏈冗（rǒng）長、效率低、機構（gòu）複雜、運行（háng）維護工（gōng）作量大等（děng）問題。　　沈陽工業大學電機（jī）與控製技術研究（jiū）所（suǒ）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、立磨機采用永磁直驅電機（jī）,通過將電動機與機械結構進行機電一體化設計，取消動力傳（chuán）輸的中間環節，做成直驅方案，能直接滿足荷載的需求，省去傳統磨機的減速機，顯著提（tí）高了電機的效率與功（gōng）率因數，具有節能、起動（dòng）轉矩大（dà）、過載能力強、係統免維護、自動化程度（dù）高等優（yōu）點。　　在控製方（fāng）麵,本產品電機定子采用（yòng）了模塊化設計，不僅降低了（le）加工、製（zhì）造、運輸等難度，還相當於把一個大功率電機（jī）做成了多個小功率電機。模塊化電機（jī）的（de）控製技（jì）術可以（yǐ）實現降低大功率電機的輸入電壓，但是不增加電機的輸入電流，電機（jī）不必采用高等級絕緣。模塊化電機采用多台小功率變頻器聯（lián）合供電，這樣設計降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（diàn）機都具有一套獨立的控（kòng）製係統，大大提升了電機控製的自由度，球磨機（jī）運行在輕載工況時，完全可以隻運行部分（fèn）模塊電機驅動球（qiú）磨機。　　在結構方麵，本產品（pǐn）電機的定子采用了一種自主設計研發的隨動式結構，將整圓的定子分成若幹個相互存在間隙的小扇形塊，通（tōng）過機（jī）械結構設計，確定了一種無論球磨機（jī）轉筒是否震動或偏心，定子塊始終跟隨轉筒運動從而保持定子與轉子間隙恒定的結構。本（běn）產品通過機械結構設計（jì）保證定（dìng）子與轉（zhuǎn）子間（jiān）的間隙恒（héng）定，電（diàn）機不會發（fā）生掃膛現象，因此電機的氣隙可以設計的比普通永磁直驅電（diàn）機的小很多，從而大幅降低電機永磁體用量，降（jiàng）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（jiē）拆卸故障電機，更換新的（de）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影響到生產工期。　　2、球磨機專用隨（suí）動式永磁直驅電機概述（shù）　　本產品的隨動式定子結構構成一種“小車結構”，滾筒就像公路，定子塊就像汽車。滾（gǔn）輪貼合（hé）滾筒旋轉相當於汽車在公路行駛，公路（lù）的起伏不影（yǐng）響車輪與地麵貼合，即滾筒偏心浮動不影響滾輪貼合滾筒，保證定子、轉子間（jiān）隙恒定，在球磨機因裝配誤差、軸承磨損、滾筒（tǒng）形變、重載（zǎi）震動等原因造成電機偏心、氣隙不均（jun1）勻時，仍能正（zhèng）常運轉，保證磨（mó）機始終運行在性能狀態，不必停機檢修。同（tóng）時電機定子（zǐ）與轉子間的間隙也可以（yǐ）做的更小，減少永磁體用量，並且因為隨動式結構，電機不（bú）會發生掃膛現象。　　本（běn）產品電機（jī）的定子為隨動式結構,基於模（mó）塊（kuài）化永磁直驅電機，采用獨立的（de）扇形定子塊結構，其（qí）隨動原（yuán）理是在定子塊的軸向兩側安裝滾輪且滾輪貼合滾筒來確（què）定定子與轉子間（jiān）的（de）間隙，定子（zǐ）塊（kuài）徑向外側（cè）設有（yǒu）與支撐框架相連的彈性機構（gòu）。彈性（xìng）機構在球磨機滾筒不偏心時（shí）處於半壓縮（suō）狀態,如果球磨機滾筒（tǒng）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（xiàng）上移動，上方彈性機構繼續壓縮（suō）;下方定子塊在受到永磁（cí）體（tǐ）對其向上的吸（xī）引力的同（tóng）時，定子塊上的彈性（xìng）機構將其向上頂，保（bǎo）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（suí）轉筒波動而進行徑向（xiàng）與圓周（zhōu）方向的移動（dòng），從而保證定子、轉子之間的間隙不變。球磨（mó）機滾筒（tǒng）向（xiàng）下（xià）複位或繼續向下波動，則上方定子塊在受到永磁體對其向下的吸引力的同（tóng）時，彈性機（jī）構將上方其向下壓,下方定（dìng）子塊被轉筒向下壓（yā）。　　本產品彈性裝置的（de）壓力大小可調，對於不同位置的定子塊設置不同的壓（yā）力（lì）,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。　　本產品將永磁電機采用模塊化控製，根據不同功率的電機設（shè）計采（cǎi）用不同個數的隨動式定子塊構（gòu）成一台模塊電機，一台（tái）整（zhěng）圓電機由多台（tái）模塊電機構成,多台模塊電（diàn）機共（gòng）用同一個轉子，模塊電機包繞式安裝在球磨（mó）機滾筒上。相鄰隨動式定子塊間設有固定在支撐框架（jià）上的擋（dǎng）板來對（duì）定子塊進行（háng）圓（yuán）周方向的限（xiàn）位（wèi）。球磨（mó）機滾筒的（de）法蘭（lán）處銜接（jiē）T型支撐板,用（yòng）於支撐安裝電機轉子（zǐ）鐵心及磁鋼。　　本產品的隨動（dòng）式定子塊安裝（zhuāng）拆卸十分便捷，隻需要沿球磨機的（de）徑向依次（cì）拆卸密封外殼、彈性機構、彈性機構（gòu）與定子（zǐ）塊之間的連接（jiē）杆、彈性機（jī）構支撐架，即可將定子塊沿（yán）徑向拉出，進行檢修或更換新的定子塊。　　3、采用（yòng）本（běn）產品代替傳統磨機的電機驅動係統的優點　　現階（jiē）段大多數的球磨機仍采用三相感應電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進行驅動。永磁同步電機與感應電機相（xiàng）比（bǐ）優（yōu）勢是它有較高的效率和功率因數，損耗（hào）大大降低，節約了能源。永磁電機通過變頻器（qì）進行調速，電機運行（háng）平穩，係統響（xiǎng）應速度快，感應（yīng）電（diàn）機則起動相對困難。這些也是近年來永（yǒng）磁（cí）電（diàn）機應用越來越（yuè）廣泛的原因。　　采用（yòng）永磁直驅，取消了中間的減速機、聯軸器、及齒輪的傳動環節（jiē），縮短係（xì）統的傳動鏈，直驅（qū）係統的傳動效率將提升至少20%。球磨機直（zhí）驅（qū）係統（tǒng）的傳動效率（lǜ）不僅得到大幅提升，而且（qiě）直（zhí）驅係統的故障率低，維護檢修方便，還避免了傳（chuán）統（tǒng）設備（bèi）因漏油造成環境汙（wū）染。　　由於本產品電機定子采用了模（mó）塊化設計（jì），不僅降低了加工（gōng），製造，運輸等難度，還相當於把一個大功率電（diàn）機做成了多個小功（gōng）率電機。模塊化電機的控製技術可以實現降低大功率電機的輸（shū）入（rù）電壓，但是（shì）不增加電機的輸（shū）入電（diàn）流，電機不必采用高等級絕緣，模塊（kuài）化電機（jī）采用多台小功（gōng）率變頻器聯合供電。這樣設計（jì）降低了電機的供電電壓和使（shǐ）用的變頻器容量，從而降低成本。球磨機運行在輕載工況時,完全可以隻運行部分模塊電機驅動球（qiú）磨機。　　傳統電（diàn）機故障（zhàng）時，會導致電機合成磁動勢發生畸（jī）變，諧波含量增加，平（píng）均轉矩（jǔ）下降，轉矩波動顯著增加，無法繼續正常運行。而本產品（pǐn）進行了模塊化設計，每個模塊電機都具有一套獨（dú）立的控製係統，大大提升了（le）電機控製的自由度,可以利用其多電（diàn）機結構和（hé）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（huàn）新的模塊電機即可正（zhèng）常運行。模塊化電機具有（yǒu）冗餘的模塊數（shù），也可切除（chú）故障子模塊而控製其餘正（zhèng）常子模塊降額運行。使用本產品完全不會因（yīn）電機發生故障而影（yǐng）響（xiǎng）到（dào）生產工期。　　球磨機因加工誤差、軸承磨損、滾筒（tǒng）形變或重載產生（shēng）震動等因（yīn）素會發生轉（zhuǎn）子偏心現象（xiàng），偏（piān）心嚴（yán）重時還會造成電機掃膛損壞電（diàn）機，實際生產中常常通過（guò）增加氣隙大小來預防掃膛，而氣隙增大會導致永磁體用量增加，提高電（diàn）機（jī）製造成本。隨動式定子結（jié）構的模塊電機，能在轉筒偏（piān）心時保證定子與轉（zhuǎn）子之間的間隙恒定，可（kě）將氣隙做的更小，減少永磁體用量，電機不（bú）會發生掃膛現象，同時因為該隨動式（shì）定子結構在偏心時能繼續正常（cháng）工作，檢修次數更少（shǎo），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。　　4、隨動式球（qiú）磨機裝配示意圖　　二、永磁直驅立磨技術　　1、立磨直驅對比於傳統感應電機的優（yōu）點( 1）變頻（pín）調速控製，實現負載工況多樣性　　傳統立磨速度單一，工況適應能力差。遇到突發事件，調整（zhěng）磨鞮高度來改變係統工作環境，係統反應速度（dù）慢。永磁同步電機采用變頻調速，適（shì）應工（gōng）況（kuàng）能力強。遇到突（tū）發事件，除調整磨輾高度外，還增加了速度調節（jiē）以快速適應係統工作（zuò）環境，係統（tǒng）反應速度更快。　　(2）係統簡單,可靠性高　　傳統係（xì）統（tǒng）因三相感應電機無（wú）法在低速實現大轉矩輸出，需要額外（wài）的盤車係統滿足立磨的低速起動。為保證在（zài）電機（jī）起動過程（chéng）不對電網造成過大的衝擊，需增加軟（ruǎn）起動裝置。三相感（gǎn）應電機起動後，通（tōng）過減速（sù）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（shè）備（bèi）很多。直（zhí）驅係統由變頻控製係統控製永磁同步電機起（qǐ）動，轉矩特性滿足需要，無需盤車係統和減速器，輔助係統少，結構簡單。　　(3）變頻器軟起動（dòng），起動過程隨意設定　　傳統係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（xì）統運行。係統控製複雜，低速無法實現過載輸出。在（zài）低速過程需（xū）要盤車係統，將轉速提高（gāo）到三相感應電機（jī）起動條件。直驅係統直接變（biàn）頻低速起動，係統直（zhí）接運行，係統控製簡單。變頻（pín）控製起動過程可根據實際工況進行調整，以滿足各種工況的需求（qiú）。低速可過載輸出，滿足起動需要，取代（dài）盤車係統（tǒng）。　　(4）無減速器，維護成本（běn）更低,維護次數少（shǎo）　　係統各構成單元均需要時常檢查和定期（qī）維護，傳統（tǒng）係統構成單元多（duō）。同時立磨減速器結構複雜需要經常（cháng）維護，維護成（chéng）本費用高。同時係統無（wú）法（fǎ）實現在低速運行的情況（kuàng）下（xià）進行係統維護。直驅係統（tǒng）構成單元（yuán）簡單，變頻器（qì）控製永磁同步電機直接驅動，控製方（fāng）便。係統內無減速器（qì），無需額外進行（háng）維護（hù），係統維護成本低（dī）。同時，係統可實現在電（diàn）機低速運行情況下進行係統（tǒng）維護。　　(5）傳動效率高,節能效果明顯　　綜上采用直（zhí）驅永磁電機取代（dài）傳統驅動係統年節電量達（dá）181萬元。（按照5000h,0.6元（yuán）/kWh）立式鯤磨機直驅係（xì）統的優勢與球磨機直驅係統相同，這裏不再（zài）一（yī）—贅述。　　2、永磁直驅立磨結構示意圖（tú）　　本新型立磨結構采用永磁直驅電機驅動,提高了立磨效率。在立磨（mó）扶正軸承與壓力軸承上進行突破，通（tōng）過（guò）設計一（yī）種雙（shuāng）向載荷扇形（xíng）模塊機構替代大直徑軸承，方便加工、生產、運輸、裝配、維修，並降低（dī）成本,在工程實際中（zhōng）具有很強的實用（yòng）型（xíng）。　　針對大、中、小型不同尺寸的（de）立（lì）磨，分（fèn）別設計了三種（zhǒng）立磨專用（yòng）永磁電機，代替傳統的減速機與三相異步電（diàn）動機，永磁直驅電（diàn）機具有雙向載荷機構與不同的放置（zhì）位置（zhì），均能達到扶正與承（chéng）壓的作用，並且方便製造、裝配維（wéi）護，節省成本。均已申請（qǐng）專 利（lì）。