1、技術背（bèi）景（jǐng）
傳統的（de）球磨機、立（lì）磨機大（dà）都采用三相異步電動機、聯軸器、減（jiǎn）速裝置以及齒輪（lún）結構進行（háng）驅動，導（dǎo）致球磨機的傳動係（xì）統存在機械傳動鏈冗長、效（xiào）率（lǜ）低、機（jī）構複雜、運行維（wéi）護工作量大等問題（tí）。
沈陽工（gōng）業大學電機與控製技（jì）術研究所（suǒ）與河南香蕉视频app在线下载機（jī）電設備有限公司聯合設計研發（fā）的球（qiú）磨機（jī）、立磨機采用永磁直驅電機,通過將電動機與機械結（jié）構進行機電（diàn）一體化設（shè）計，取消動力（lì）傳輸（shū）的中間環節，做成直驅方（fāng）案，能直接滿足（zú）荷載的需求，省去傳統磨機的減速機，顯（xiǎn）著提高了（le）電機的效率（lǜ）與功率因數，具有節能、起動轉矩（jǔ）大、過載能力（lì）強、係統（tǒng）免維護、自（zì）動化程度高（gāo）等優點。
在控製方麵,本產品電機定子采用了（le）模塊化設計，不僅降低了加工、製造、運輸（shū）等難度，還相（xiàng）當於把一個（gè）大功率電機做成了多個小功率（lǜ）電機。模塊化電機（jī）的控製技術可以實現降低（dī）大功率電機的輸入電（diàn）壓，但是不增加電機的輸入電流，電機不必（bì）采用高等級絕緣。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使用的變頻器容量，從而降低成本。每個模塊（kuài）電機都具有一套獨立的控製係統，大大提升了電機控製的自由度，球磨機運行在輕載工況時，完（wán）全可以隻運（yùn）行部分模塊電機驅動球磨（mó）機。
在結構方麵，本產品電（diàn）機的定子采用了一種自主設計研發的（de）隨動式結構，將整圓的定子分成若幹個相互存在間隙（xì）的小扇形塊，通過機械結構設計，確定了一種無論球磨機轉筒是否震動（dòng）或偏（piān）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（jié）構（gòu）。本產品通過機械結構（gòu）設計保證（zhèng）定子與轉子間的（de）間隙恒定，電（diàn）機不會發生（shēng）掃膛現象，因此電機的氣隙可以設（shè）計的比普通永磁直驅電機的小很（hěn）多（duō），從而大幅降低（dī）電機永磁體用量，降低生（shēng）產成本，節約稀土資源，節能用電量。當模塊發生故障時，直（zhí）接拆卸故（gù）障電機，更換新（xīn）的模（mó）塊電機即可正常運行。使（shǐ）用本產品完全不會（huì）因電機發生故障而影響到（dào）生產工期。
2、球磨機專用隨動式永磁直驅電機概述
本（běn）產品的隨（suí）動式定子結構構成一種“小車結構”，滾（gǔn）筒（tǒng）就像公路，定子塊就像汽車。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（hé），即（jí）滾筒偏（piān）心浮動（dòng）不影響滾輪貼合滾筒，保證定（dìng）子、轉子間隙恒（héng）定，在球磨機因裝配誤差、軸承磨損、滾（gǔn）筒形變、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（shí）電機定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（qiě）因為隨動式結構，電機不（bú）會發生掃膛（táng）現象。
本產品電機的定子為隨動式結構,基於（yú）模塊（kuài）化永磁直（zhí）驅電機，采用獨立的扇形定子塊結構，其（qí）隨動原理是在定子（zǐ）塊的軸向兩側安裝滾（gǔn）輪且滾輪貼合滾筒來確定（dìng）定子與轉子（zǐ）間的間隙，定子塊徑向外側設（shè）有與支撐框架相連的彈性（xìng）機構。彈性機構在球磨機滾筒不偏心時處於半壓縮狀態,如果球磨機滾筒向上（shàng）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（jī）構繼續壓縮;下方定子塊在受（shòu）到永磁體對其向上的吸引力的同時，定子塊（kuài）上的（de）彈性（xìng）機（jī）構將其向上頂（dǐng），保證下方定子塊的滾輪（lún）依然貼合轉筒外表麵，使（shǐ）定子塊跟隨轉筒波動而進行（háng）徑向與圓周方向的移動（dòng），從而保證定子、轉子（zǐ）之間的間隙不變。球磨機滾筒（tǒng）向（xiàng）下複位或繼續向下波動（dòng），則上方定子塊在受到永磁體對其向下（xià）的吸引（yǐn）力的同時，彈性（xìng）機構將上方其向下壓,下方定子塊被轉筒向下壓（yā）。
本產品（pǐn）彈性裝置的壓力大小可調（diào），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（gǔn）輪或轉筒磨損較快。
本產（chǎn）品將永磁電機采（cǎi）用模塊化控製，根（gēn）據（jù）不同功率的（de）電機設計采用不（bú）同個數的隨（suí）動式定子塊構成一台模塊電機，一台（tái）整圓電機（jī）由多台模塊電機構成,多台模塊電機共用同（tóng）一個轉子，模塊電機包繞式安裝在球磨機（jī）滾筒上。相鄰隨動式定子塊間設有固定在支撐框架上的擋板來對定子塊進行圓周方向的限位。球磨機滾筒（tǒng）的（de）法蘭處銜接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（suí）動式定子塊安裝拆（chāi）卸十分便（biàn）捷，隻需要沿球磨機的徑向依（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（gǎn）、彈性（xìng）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、采用本產品代替傳（chuán）統（tǒng）磨機的電機驅動係統的優點
現階段大多數的球磨機仍采用三相感應電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結（jié）構進行驅（qū）動。永（yǒng）磁同步電機與感應電機相比優（yōu）勢（shì）是它有較高的效率和功率因數，損耗大大降低，節約了能（néng）源。永磁電機（jī）通過變頻器進行調速，電機運行平穩，係統響應速度快，感（gǎn）應電機則起動相對困（kùn）難。這些也是近年來永磁（cí）電機應用越來越廣泛（fàn）的原因。
采用永磁直驅，取消了中間的減速機、聯軸器、及齒輪的傳動環節，縮短係統的傳動鏈，直驅係統（tǒng）的傳（chuán）動效率將提升至少20%。球磨機直（zhí）驅係統的傳（chuán）動效率不僅得到大幅提升，而且直驅係統的故障（zhàng）率低，維護檢修方便，還避免（miǎn）了傳統設備因漏（lòu）油造（zào）成環（huán）境汙染。
由於本產品電機定子采用了模塊化設計，不僅降低了加工，製造，運輸等（děng）難度，還相當於把一個大功率電機（jī）做（zuò）成了（le）多個小功率（lǜ）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入電壓，但是不增加電機的輸入電流，電機不必采用高等級絕緣，模塊化電機采用多台小（xiǎo）功率變頻器聯合供電。這樣設計（jì）降低了（le）電（diàn）機的供電電（diàn）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（kuài）電機驅（qū）動（dòng）球磨機。
傳統電機故障時，會導致電機合成磁動勢發生畸變，諧波含量增加，平均（jun1）轉矩下降，轉矩波動顯著增（zēng）加，無法繼續正常運行。而本產品進行了模塊化設計，每個模（mó）塊電機都具有一（yī）套（tào）獨立的控製（zhì）係統，大（dà）大提升了電機控製的自由度,可以利用（yòng）其多電機結構（gòu）和控製靈（líng）活的優（yōu）勢，在發生（shēng）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常運行（háng）。模塊化電機具有冗餘的模塊數，也可切除故障子模塊而控製其餘正常子（zǐ）模塊降額運行。使用本產品完全不會因電（diàn）機發生故障而影（yǐng）響到（dào）生產工期。
球磨機因加工誤差、軸承磨損、滾筒形變或重載產生震動等因素會發生轉子偏心現象，偏心嚴重時還會造成電機掃膛損壞電機，實際生產中常（cháng）常通過增加（jiā）氣隙大小來（lái）預防掃膛，而氣隙增大會導（dǎo）致永磁體用量增加（jiā），提高電機製造（zào）成本。隨動式定子結構的模（mó）塊電機，能在（zài）轉筒偏心時保證定子與轉子之間的間隙恒定，可將氣隙做的更小，減少永磁體用（yòng）量，電（diàn）機（jī）不會發生掃膛現象（xiàng），同時因（yīn）為該隨動式定（dìng）子結構在偏心時能繼續正常（cháng）工作，檢修次（cì）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。
4、隨動（dòng）式球磨機裝配示意圖
二、永（yǒng）磁直驅立磨技術
1、立磨直驅對比於傳統（tǒng）感應電機的優點( 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（tū）發（fā）事件，調整磨（mó）鞮高（gāo）度來改變（biàn）係統工（gōng）作環境，係統反應（yīng）速度慢。永磁同步（bù）電機采用變頻調速（sù），適應工況能力強。遇到突發事件，除調整磨輾高度外，還增加（jiā）了速度調節以快（kuài）速適應係統工作環境，係統反（fǎn）應速度更快。
(2）係統簡單,可靠（kào）性高
傳統係統（tǒng）因三相感應電（diàn）機無法在低速實現大轉矩輸出，需要額外的盤車（chē）係統滿足立磨的低速起動（dòng）。為保證在電機起動過程不對電網造成過大的衝擊，需增加（jiā）軟起動裝置。三（sān）相感應（yīng）電機起動後，通過減速器滿足係統轉（zhuǎn）矩需要，整個係統（tǒng）構成複雜（zá），係統運行的輔助設備很多。直驅係統由變頻控製係統控製永磁同步電機起動，轉矩特（tè）性滿足需要，無需盤車係統和（hé）減速器，輔助係統少，結構簡單。
(3）變頻器軟起動，起動（dòng）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（yīng）電機達到起動條件（jiàn）後，軟起動裝置起動（dòng）三相感應電機（jī），係統運行。係統控製複雜，低速無法實現過載輸出。在低速過程（chéng）需要盤（pán）車係統，將（jiāng）轉速提高到三相感應電（diàn）機起動條件。直驅係統直接變頻低速起動，係統直接運（yùn）行，係統控製簡（jiǎn）單。變（biàn）頻控製起動過程可根據實際工況進行調整，以滿足（zú）各種工（gōng）況（kuàng）的需求。低速可過載輸出（chū），滿足起（qǐ）動需要，取（qǔ）代盤車係統（tǒng）。
(4）無減速器，維護成本更低,維護次數少
係統各構成單元均（jun1）需要時常檢查和定期（qī）維護，傳（chuán）統係統構成單元多。同時立磨減速器結構複雜需要（yào）經常維護（hù），維護成本費用高。同時係統無法實現在低速運行的情況下（xià）進行係統維護。直驅係統構成單元簡（jiǎn）單，變頻器控製永磁同步電機直接驅動，控製方便（biàn）。係統內無減速（sù）器，無（wú）需（xū）額外進行維護，係統維護成本低（dī）。同時，係統可（kě）實現在（zài）電機低速運行情況（kuàng）下進行係統維護。
(5）傳動效率高,節能效果（guǒ）明顯
綜上（shàng）采用直驅永磁電機取（qǔ）代傳統（tǒng）驅動係統年節電量達181萬元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機直驅係統（tǒng）的優勢與球磨機直驅係統相同，這裏不再一—贅述。
2、永（yǒng）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（lì）磨效率。在立磨（mó）扶正軸（zhóu）承與壓力軸承上進行突破，通過設計一種雙向載荷（hé）扇形模塊機構替代大（dà）直徑軸承，方（fāng）便加（jiā）工、生產（chǎn）、運輸、裝配、維修，並降低成本,在（zài）工程實際中（zhōng）具有很強的實用型。
針（zhēn）對大、中、小型不同尺寸的立磨，分別設計（jì）了（le）三種立磨專用永磁電機，代替傳統（tǒng）的（de）減速機與三相（xiàng）異步電動機，永磁直驅電（diàn）機具有雙向載荷機構與不同的放置（zhì）位置，均能達到（dào）扶正與承壓的作（zuò）用，並且方便製（zhì）造、裝配維護，節（jiē）省成本。均已申請專 利。
永磁直驅（qū）礦用球磨機 
