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產品分(fèn)類
分類(lèi):永(yǒng)磁直驅礦用球磨(mó)機 ——
1、技術背景
傳統的球磨(mó)機、立磨機大都采用三相異步電動機、聯軸器、減速裝置以(yǐ)及齒輪結構進行驅動,導致球磨機的傳動係統存在機械傳動鏈冗長、效率低、機構複雜、運行維護(hù)工作量大(dà)等問題。
沈陽工業大學電機與控(kòng)製技術(shù)研究所與河南香蕉视频app在线下载機電設備(bèi)有(yǒu)限公司聯合設計研發的球磨機、立磨(mó)機采用永磁直驅電機,通過將電動機與機械結構進行機電一體化設計,取消動力傳輸的中間環節,做成直驅方(fāng)案,能直接滿足荷載的需求,省去傳統磨機的減速機(jī),顯著提高了電機的效率與功率因數,具有節能、起動轉矩大、過載能力強、係統免維護、自動化程度高等優點。
在控(kòng)製方麵(miàn),本產品電機定子采用了模塊化設計,不僅降低了加工(gōng)、製造、運輸(shū)等難度,還相當於把一個大功率(lǜ)電機做(zuò)成了多個小功率(lǜ)電機。模塊化電機的控製技術可以實(shí)現降低大功率電機的輸入(rù)電壓,但(dàn)是(shì)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功率(lǜ)變頻器聯合供(gòng)電,這樣設計降低了電機的供電電壓和使用的變頻(pín)器容量,從而降(jiàng)低成(chéng)本(běn)。每個模塊電機都具有(yǒu)一套獨立的控製係統,大大(dà)提升了電機控製的自由(yóu)度,球磨(mó)機運行(háng)在輕載工況時,完全(quán)可以(yǐ)隻運行部(bù)分模塊電機驅(qū)動球磨機。
在結構方麵,本產品電機的定子采用了(le)一種自主(zhǔ)設計研發的隨動式結構,將整圓的定(dìng)子分成若幹個相互(hù)存在(zài)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(tǒng)是否震動或偏心,定子塊(kuài)始終(zhōng)跟隨轉筒運動從而保持定(dìng)子與轉子間隙恒定的結構。本產品通過機械結構設計(jì)保證定子與轉子間的間隙恒(héng)定(dìng),電機不會發生掃膛現象,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(tǐ)用量,降低生產成本(běn),節約稀土資源(yuán),節能用電量。當模塊發生故障時,直接拆卸故障(zhàng)電機,更換新的模(mó)塊(kuài)電(diàn)機即可正常運行。使用本產品(pǐn)完全不會因電機發生故障而影(yǐng)響到生產工期(qī)。
2、球磨機專用(yòng)隨(suí)動式永磁直驅電機概述
本產品的隨動式定子結構(gòu)構成一種“小車結構”,滾筒就像公路,定子塊就像汽(qì)車。滾輪貼(tiē)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(gǔn)筒偏心浮動不影響(xiǎng)滾輪(lún)貼合滾筒,保證定子、轉(zhuǎn)子間(jiān)隙恒定,在球磨機因裝配誤差、軸承磨損(sǔn)、滾筒形變、重載(zǎi)震動等原因造成電機偏心、氣隙不均勻時,仍(réng)能正常(cháng)運轉,保證磨機始終(zhōng)運行在性能(néng)狀(zhuàng)態,不必停(tíng)機檢修。同時電機定子與轉子間(jiān)的間隙也可以做(zuò)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(táng)現象。
本產品電機的定子為隨動式結構,基於模塊化永磁直驅電機,采用獨(dú)立的扇形定子塊結構,其隨動原理(lǐ)是在(zài)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(xì),定子塊徑向外側設(shè)有與支撐框架相連的彈性機構。彈性(xìng)機構(gòu)在球(qiú)磨(mó)機滾筒不偏心時處於半壓縮狀態,如果球磨(mó)機(jī)滾筒向上波動,轉筒會向上頂定子塊上(shàng)安裝的滾輪,進而(ér)帶動定子塊向上移動,上方彈性機構繼續壓(yā)縮;下(xià)方定子塊在受到永磁體對其向上的吸引力的同時,定子塊上的彈性機構將(jiāng)其向上頂,保證下方定子塊的(de)滾輪依然貼合轉筒外表麵,使定子塊(kuài)跟隨轉筒波動而進(jìn)行徑向與圓周方向的移動,從而保證定子、轉子之間的間隙不變。球磨機滾筒向下(xià)複位或繼續向下波動,則上方定子塊在受到永磁體(tǐ)對其向下的(de)吸引力的同時,彈性機構將上方其向下壓,下方定子塊被轉(zhuǎn)筒向下壓。
本產品彈性裝置的壓力大小可(kě)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(de)壓力過大造成滾輪或轉筒磨損較快。
本產品將永磁電機(jī)采用模塊化控製,根據(jù)不同功率的電機設計采(cǎi)用不同個數的隨動式定(dìng)子塊構成一台模塊電機,一台整圓電機由多台模塊電機構成,多台模塊(kuài)電機共用同一個轉子,模塊電(diàn)機包繞式安裝在球磨機滾(gǔn)筒上。相鄰隨動式定子(zǐ)塊間設有固定在支撐框架(jià)上的擋板(bǎn)來對定(dìng)子塊進行圓周方向的限位。球磨(mó)機滾筒的(de)法(fǎ)蘭處銜接T型支撐板(bǎn),用於支撐安裝電機轉子鐵(tiě)心及磁鋼(gāng)。
本產(chǎn)品的隨動式定子塊安裝拆卸十分便捷,隻需(xū)要沿球磨機的(de)徑向依次拆卸密封外殼(ké)、彈性機構、彈性機構與定子塊之間的連接杆、彈性機(jī)構支(zhī)撐架,即可將定子塊沿徑向拉出,進行(háng)檢修或更換新的定子塊。
3、采用本產品代替(tì)傳(chuán)統磨機的電機驅動係統的優點
現階段(duàn)大多數的球(qiú)磨機(jī)仍采用三相感(gǎn)應電(diàn)動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪(lún)結構進行驅動。永磁同步電機與感應電機相比優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(néng)源。永磁(cí)電機通過變頻器進行調速,電機運行平穩,係統響應速度快,感應電機則起動相對困難。這些也是近年來永磁電機(jī)應用越來越廣泛的原因。
采用永磁(cí)直驅,取消了中間的減速機、聯(lián)軸器(qì)、及齒輪的傳動環節,縮短係統的傳動鏈,直驅係統的傳動效率將提升至少20%。球磨機直驅係統的傳動效率不僅得到大幅提升,而(ér)且直(zhí)驅係統的故障率低,維護檢(jiǎn)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(dìng)子采用了模塊(kuài)化設計,不僅(jǐn)降低了加工,製造,運輸等(děng)難度(dù),還相當於把一個大功(gōng)率電機(jī)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率電機的輸入電壓(yā),但是不增加電機的輸入電流,電機不必采(cǎi)用高等級(jí)絕緣,模塊化電機采用多台小功(gōng)率變頻器聯合供電。這樣設計降低了電(diàn)機的供(gòng)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,完全可以隻運行(háng)部分(fèn)模塊電機驅動(dòng)球磨機。
傳統電機故障時,會導致電機合(hé)成磁(cí)動勢發生畸變,諧波含量(liàng)增加,平均轉矩下降,轉矩波動顯著增加,無法繼(jì)續正常運行。而(ér)本產品進行了(le)模塊化設計(jì),每個模塊電機都具有一套獨立(lì)的控製係統(tǒng),大大提升了電機控製的自由度,可以利用其多電機結構(gòu)和控製靈活的優勢,在發生故障時。可以直接拆卸故(gù)障電機更換(huàn)新的模塊電機(jī)即可正常運行。模塊化電機具(jù)有冗餘的模塊數,也可切除故障子(zǐ)模塊而控製其餘正常子模塊降額運(yùn)行。使用本(běn)產品完全不會(huì)因電機發生故障而影響到生產工期(qī)。
球磨機因加工誤差、軸承磨損、滾筒形變或重載產(chǎn)生震(zhèn)動等因素會發生轉(zhuǎn)子偏心現象,偏心嚴重時還會造成電機掃膛損壞(huài)電機,實際(jì)生產中常常通過增(zēng)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加,提高電機製造成本。隨動(dòng)式定子結構的(de)模塊電機,能在轉筒偏心時保證(zhèng)定(dìng)子與轉子之間的間隙恒定,可將氣隙做的更小,減少永磁體用量,電(diàn)機(jī)不會(huì)發生掃膛現象,同時因為該隨動(dòng)式定子結構在偏心時能繼續正(zhèng)常工作,檢修次數更少(shǎo),工作時間更長,大體積球(qiú)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(duì)比於傳統感應電機的優點( 1)變頻調速控(kòng)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(diào)整磨鞮高度來改變(biàn)係統工作環境(jìng),係統反應速度慢。永磁同步電機采用(yòng)變頻調速,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(yǐ)快速適應係(xì)統工(gōng)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(lì)磨的低速起動。為保證在電機起動過(guò)程不對電網造成(chéng)過大的衝擊(jī),需增加軟起動裝置(zhì)。三相感(gǎn)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(tǒng)運行的輔助設備很多。直驅係統由(yóu)變頻控製係統(tǒng)控製永磁同步電機起動(dòng),轉矩特性滿足需(xū)要,無需盤車係統和減速(sù)器(qì),輔助係統少,結構簡單(dān)。
(3)變頻(pín)器軟起動,起動過程(chéng)隨意設定(dìng)
傳統係統先由低(dī)速盤(pán)車係統(tǒng)起動(dòng),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(yùn)行。係統控製複雜,低速無法實現過載輸出(chū)。在低速過程(chéng)需要盤車係統,將轉速提高到三相感應電機起動條件。直驅係統(tǒng)直接變頻低速起(qǐ)動(dòng),係(xì)統直接運行,係(xì)統控製簡單。變頻控製起動過程可根據實際工況進(jìn)行調整,以滿足(zú)各種(zhǒng)工況的需求。低速可過載輸出,滿(mǎn)足起動需要,取代盤車(chē)係統。
(4)無減(jiǎn)速器,維護成本更低,維護次(cì)數少
係統各構成單元均需要時(shí)常檢(jiǎn)查和定期(qī)維(wéi)護(hù),傳統係統(tǒng)構成單元(yuán)多。同時(shí)立磨減速器結構複雜需(xū)要經常維護,維護(hù)成本(běn)費用高。同時係統無法實現在低速運行的情況下進行係(xì)統維護。直驅係統構成單元簡單,變頻(pín)器控製永磁同步電機直接驅動(dòng),控製方便。係統內無減(jiǎn)速器,無需額外進行維(wéi)護,係統維護成本低。同(tóng)時,係統可實現在電機(jī)低速運行情況下進行(háng)係統維護。
(5)傳動效率高,節能效果明顯
綜上采用直驅永磁電機取代傳統驅動係(xì)統年節電(diàn)量達181萬元。(按照5000h,0.6元/kWh)立式(shì)鯤磨機直驅係統的優勢與球磨機直(zhí)驅係統相同,這(zhè)裏不再一(yī)—贅述。
2、永磁直驅立磨(mó)結構示(shì)意圖
本新(xīn)型立磨結構采用永磁直驅電機驅動,提高了(le)立磨效率。在立磨扶(fú)正軸承與壓力軸承上進(jìn)行突破,通過設計一種雙向載荷扇形模塊機構替代大直徑軸承,方便加工、生產、運輸、裝配、維修,並降低成本,在工程(chéng)實際中具有很強的實用型。
針對大、中、小(xiǎo)型不同尺寸的(de)立磨,分(fèn)別設計(jì)了三種立磨專(zhuān)用永磁電機,代替傳統的減(jiǎn)速機與三相異步電動機,永磁直驅電機具有雙向載荷機構與不同的放置位置,均能達到扶正與承壓的作用,並(bìng)且方(fāng)便製造、裝配維護,節省成本。均已申(shēn)請專 利。
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