1、技術背（bèi）景　　傳統的球磨機、立磨機大都采用三相異步電動機、聯軸（zhóu）器、減速裝（zhuāng）置以及齒輪結（jié）構（gòu）進行驅動，導致球磨機（jī）的傳動（dòng）係統存（cún）在機械傳動（dòng）鏈冗長、效率低、機構複雜、運行維護（hù）工作量大等（děng）問題。　　沈陽工業大（dà）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（yǒu）限公司聯合設計（jì）研發的球磨機、立磨（mó）機（jī）采用永磁直驅電機,通過將電動機與機械結構進行機電一（yī）體化（huà）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（jī）的減（jiǎn）速機，顯著提高了（le）電機的效率與功率因數（shù），具有節能、起動轉矩大、過載能力強、係統（tǒng）免維護、自動化程度高等優點（diǎn）。　　在控製方麵,本產品電機定子采用了模塊化設計，不僅降低了加（jiā）工、製造、運輸等難（nán）度，還相當於把一個大功率電（diàn）機做成了（le）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（lǜ）電機（jī）的輸入電壓，但是不增加電（diàn）機的（de）輸（shū）入電流，電機不必（bì）采用高等（děng）級（jí）絕緣（yuán）。模塊（kuài）化電機采用多台小功率變頻器聯合供（gòng）電，這樣設計降低了電機的供電電壓和使用的變頻器容量，從而降低成本。每個模塊（kuài）電機都具有（yǒu）一套獨立的控製係統，大大提升了電機控製的自由度，球（qiú）磨機運行在輕載工（gōng）況時，完全可以（yǐ）隻運行部分模塊電機（jī）驅動（dòng）球磨機。　　在結構方（fāng）麵，本產品電機的定子采用了一（yī）種自主設計研發的隨動式結（jié）構，將整圓（yuán）的定子分成若（ruò）幹個（gè）相互存（cún）在間隙（xì）的小扇形塊，通過機械結（jié）構（gòu）設計，確定了一種無論球磨機轉筒是否震動或偏（piān）心，定子（zǐ）塊始終跟隨轉筒運動從而保持定子與轉子間隙恒（héng）定的結構。本產品通過機（jī）械結構設計保證定子與轉子間的間隙恒定，電機不會發生掃膛現象，因此電機的氣隙可以（yǐ）設計的比普通永磁直驅電（diàn）機（jī）的小很多，從而大幅（fú）降低電機永磁體用（yòng）量，降低（dī）生（shēng）產成本，節約稀土資源（yuán），節能（néng）用電量。當模塊發生故障時，直接拆卸故障電機，更換新的模塊電機即可正（zhèng）常運行。使用本（běn）產品完（wán）全（quán）不（bú）會因電機發生故障（zhàng）而影響到生產工期（qī）。　　2、球磨機專用隨（suí）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（jié）構”，滾筒就像公路，定子塊就（jiù）像汽車。滾輪貼合滾筒旋轉（zhuǎn）相當於汽車（chē）在公路行駛，公路的起伏不（bú）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，保證定子、轉子間隙恒（héng）定，在球磨機因裝配誤差（chà）、軸承磨損（sǔn）、滾筒（tǒng）形（xíng）變、重載震動等原因造成電機偏心、氣隙不均勻時，仍能正常運轉，保證磨機始（shǐ）終運行在性能狀態（tài），不（bú）必停機檢修。同（tóng）時電機定子與轉（zhuǎn）子間的間隙也可以做的更小（xiǎo），減少永磁體用量，並且因為隨動式結（jié）構，電機不會發生掃膛現象。　　本產品電機的定子為（wéi）隨動式結構,基於模（mó）塊化永磁直（zhí）驅電機，采用獨立的（de）扇形定子塊結構，其（qí）隨動（dòng）原理是在（zài）定子塊的軸向兩側安裝滾輪且滾輪（lún）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不（bú）偏心時處於半壓縮狀態,如果球磨機滾筒向上波（bō）動，轉筒會向上（shàng）頂定子塊上安裝的（de）滾輪，進而帶動定子塊向上（shàng）移動，上方彈性機構繼（jì）續壓縮;下方（fāng）定子塊在受（shòu）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（xiàng）上頂，保證下方（fāng）定子（zǐ）塊的滾輪依然貼合轉筒外表麵，使定子塊跟（gēn）隨轉筒波動而進行徑向與圓周方（fāng）向的移動，從而保證定子、轉子之間的間隙不變。球磨機滾筒向下複位或繼續向下波動，則上方定（dìng）子（zǐ）塊在受到永磁（cí）體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（kuài）被轉筒（tǒng）向下壓。　　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（bú）同的壓力,避免（miǎn）因彈（dàn）性裝置設置的壓力（lì）過大造（zào）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計（jì）采用不同個數的隨動式定子塊構（gòu）成一台模塊電機，一台整圓電機由多（duō）台模塊電機構成,多台模塊電機（jī）共用同一個轉子，模（mó）塊電（diàn）機包繞式安裝在球磨機滾筒上（shàng）。相鄰隨動（dòng）式定子（zǐ）塊間設有（yǒu）固定在支撐（chēng）框架上的擋板來對定子塊進（jìn）行（háng）圓周方向的限位。球磨機滾筒的法蘭處銜接T型（xíng）支撐板,用於支撐安裝（zhuāng）電機轉子鐵心（xīn）及磁鋼（gāng）。　　本（běn）產品的隨動式定子塊安（ān）裝拆（chāi）卸十分便捷，隻需要沿球磨機的徑向依次拆卸密封外殼、彈（dàn）性機構、彈性機構與定子塊之間的連（lián）接杆（gǎn）、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（kuài）。　　3、采用本產品（pǐn）代（dài）替傳統磨機的電機驅動係統的優點　　現（xiàn）階（jiē）段大多數的球磨（mó）機仍采（cǎi）用三相感應（yīng）電動機、聯軸器、減速裝置以及齒（chǐ）輪（lún）結構（gòu）進（jìn）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，損耗大（dà）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（xiǎng）應速度快，感應電機則起動相對困難。這（zhè）些也是近年來永磁電機應用越來越廣泛的原因。　　采用永磁直驅，取消了中間的減速機、聯軸器（qì）、及齒輪的傳動環節，縮短（duǎn）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（mó）機直驅係統（tǒng）的傳動效（xiào）率不僅得到大（dà）幅提升，而且直驅（qū）係統的（de）故障率低，維護檢修方便，還避免了（le）傳統設備（bèi）因漏油造（zào）成環境汙染。　　由於本產品電機定子采用了模塊化設計，不僅降低了（le）加（jiā）工，製造，運（yùn）輸等難度，還相當於把（bǎ）一個大功率電機做成了多個小功率電機。模塊化（huà）電機的控製技術可以實現降（jiàng）低大功率電機的輸入電壓，但是（shì）不增加電機的輸入電流，電（diàn）機不必采用高等級絕緣，模塊化電（diàn）機采用多台（tái）小功（gōng）率（lǜ）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（dī）成本。球磨機運行在輕載工（gōng）況時,完全可以隻運（yùn）行部分模塊電機（jī）驅動球磨機。　　傳統電機故障時，會導致電機合成磁動（dòng）勢發生（shēng）畸（jī）變，諧波含量增加，平均轉矩下降，轉矩波動顯著增加（jiā），無法繼（jì）續正常運行。而本（běn）產品進行了模（mó）塊（kuài）化設計，每個模塊電機都具有（yǒu）一套獨立的控製係統，大大提升了電機控製的自由度,可以利用其多電（diàn）機結構和控製靈活的（de）優勢，在發生故障時。可以直接拆卸故障（zhàng）電機更（gèng）換（huàn）新的模塊電機即可正常運（yùn）行。模（mó）塊化電機具有冗餘（yú）的模塊數，也可切除故障子模塊而控製其餘正常子模塊降額運行（háng）。使用本產品（pǐn）完全不會因電機（jī）發生故障而影響到生（shēng）產工期。　　球磨機（jī）因加工誤差、軸承磨損、滾筒形變或重載產生震動等（děng）因素會發生轉子偏心現象（xiàng），偏心嚴（yán）重時還會造成電機掃膛損壞電機，實際生產中常常通過增（zēng）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（jiā），提高（gāo）電機（jī）製造成本（běn）。隨動式定子結構的模塊電機，能在轉筒偏心時（shí）保證定子與轉子之（zhī）間的間隙恒（héng）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象，同（tóng）時因為該（gāi）隨動式定子結（jié）構在偏心時能繼續正常工作，檢修次數更少，工作（zuò）時間更長，大體積球磨機（jī）檢修複雜，降低（dī）檢修次數就是提高生產效率。　　4、隨（suí）動式球磨機裝（zhuāng）配示意圖　　二、永磁（cí）直驅（qū）立（lì）磨技術（shù）　　1、立（lì）磨直驅對比於傳統（tǒng）感應電機的優（yōu）點( 1）變頻調速控製，實現負載工況多樣性　　傳統立磨速度單一，工（gōng）況適應能力差。遇到突發事件，調整磨鞮（dī）高度（dù）來（lái）改變係統工作環境，係統反應速度慢。永磁同步電（diàn）機（jī）采用變頻（pín）調速，適應工況能力強。遇到突發事（shì）件（jiàn），除調整磨輾高度外，還增加了（le）速度調節以快速（sù）適應係統工作環境，係統反應速度更快。　　(2）係（xì）統簡單,可靠性（xìng）高　　傳統係統因三相感應電機無法在（zài）低速實現大轉矩輸出，需要額外的盤車係統滿足立磨的低速起動。為保證在電機（jī）起動過（guò）程不對電網造成過大的（de）衝擊，需增加軟起動裝（zhuāng）置。三相感應電機起動後，通過減速器滿足係（xì）統轉矩需要，整個係統構成複雜，係統運行的輔（fǔ）助設備（bèi）很多。直（zhí）驅係統由變頻控（kòng）製係統控製永（yǒng）磁同步電機起動（dòng），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（dān）。　　(3）變頻器軟（ruǎn）起動（dòng），起動（dòng）過程隨意設定　　傳統係統先由低速盤車係統起動，待三相感應電機達到起動條件後，軟起動裝置起動三相感應（yīng）電機（jī），係統運行。係統控製（zhì）複雜，低速（sù）無法實現（xiàn）過載輸出（chū）。在低速過程需要盤車係統，將轉速提高到三相感應電（diàn）機起動（dòng）條件。直驅係統直（zhí）接變頻低速起動，係統直接（jiē）運行，係（xì）統控製簡單。變頻控製起動過程可（kě）根據實際工（gōng）況（kuàng）進行調整，以滿足各種工況的需求。低速（sù）可過載輸出，滿（mǎn）足起動需要，取代盤車（chē）係統。　　(4）無（wú）減速（sù）器（qì），維護成本更低,維護次數少　　係統各構成單元均需要時常檢查和定期維護，傳統係統構成單元（yuán）多。同時立磨減速器結構（gòu）複雜需要經常維護，維護成本費用高（gāo）。同（tóng）時（shí）係統無法實現在低速（sù）運（yùn）行的情況下進行係統（tǒng）維護。直驅係（xì）統構（gòu）成單（dān）元簡單，變頻器（qì）控製永磁（cí）同（tóng）步電機直（zhí）接驅動，控製方便。係（xì）統內無減速器（qì），無需額外進（jìn）行維護，係統維護成本低。同時，係統可實現在電機低速運行情況下進行係統維護。　　(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統年節電量達181萬元。（按照5000h,0.6元（yuán）/kWh）立式鯤磨機直（zhí）驅係統的優勢（shì）與球磨機直驅係統相同，這裏（lǐ）不再一—贅述。　　2、永磁直驅立磨結構示意（yì）圖　　本新型立磨結構采用永磁（cí）直驅電機驅動（dòng）,提高了立磨效率。在立磨（mó）扶正軸承與壓力（lì）軸承上進行突破，通（tōng）過設計一種雙向（xiàng）載荷扇形模塊（kuài）機構（gòu）替（tì）代大直徑（jìng）軸承，方便加工、生產、運輸、裝配（pèi）、維修，並降低成本（běn）,在工程實際中具有很強的實用型。　　針對大、中、小型不同尺寸的立（lì）磨，分（fèn）別設計了三種立磨專用永磁電機，代替傳統的減（jiǎn）速機（jī）與三相異步電動機，永磁直（zhí）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，並且方（fāng）便製造、裝配維護，節省成本。均已申請專 利。