永磁直驅（qū）球磨機、立（lì）磨機（jī）
1、技術背景 傳統的球磨機、立磨機大都采用三相異步電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進行驅動，導致球磨機的傳動係統存在機械傳（chuán）動鏈冗長、效率低、機構複雜、運行維護工作量大等問題（tí）。 沈陽工（gōng）業大學電（diàn）機與控製技術（shù）研究所與（yǔ）河南草莓视频ios（xīn）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,通過將電動機與機械結構進行機電一體（tǐ）化設計，取（qǔ）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（zhe）提高了電機的效率與（yǔ）功率因數，具有節能、起（qǐ）動轉矩大、過（guò）載能（néng）力強、係統免維護、自動化程度高等優點。 在控製方麵,本產品電（diàn）機定子（zǐ）采（cǎi）用了模（mó）塊化（huà）設計，不僅（jǐn）降低了加工、製造、運輸等難度，還相當於把一（yī）個大功率電機做成（chéng）了多個小（xiǎo）功率電機。模塊化電機的控製技術可以實（shí）現降低大功率電機的（de）輸入電壓，但是（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變頻器聯合供電，這樣設計降低了電機（jī）的供電電壓和（hé）使用的變頻（pín）器容量，從而降低成（chéng）本。每（měi）個模塊（kuài）電機都具有一套獨立的控（kòng）製係統，大大提升了電機控製的（de）自（zì）由度，球磨機運行在輕載工況時，完全可以隻運行部（bù）分模塊電機驅動球磨機。 在結構方麵，本產品電機的定子采用了一種自主設計研發（fā）的（de）隨動式結構（gòu），將整圓的定子分成若幹個（gè）相互存在間隙的小扇形塊，通過機械結構設計，確定了一種無（wú）論球磨機轉筒是否震動或偏心，定子塊（kuài）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保證定子與轉子間的間隙恒定，電機不會發生（shēng）掃膛現（xiàn）象，因此電（diàn）機（jī）的氣隙可以設計的比普通永磁直驅電機的小很多，從而（ér）大幅降低電（diàn）機永磁體用（yòng）量，降低（dī）生產成本，節約稀土資源（yuán），節能用電量。當模塊發生故障時，直接拆卸故障電機，更（gèng）換新的模塊電機即可正常運行。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、球磨機專用隨動式永（yǒng）磁直驅電（diàn）機概（gài）述 本產品的隨動式定子結構構成一種“小車結構”，滾筒就像公（gōng）路，定（dìng）子塊就像汽車（chē）。滾輪貼合滾筒旋轉相當於汽車在公路（lù）行駛，公（gōng）路的起（qǐ）伏（fú）不影響車輪與地（dì）麵貼合，即滾筒偏心浮動不影響滾（gǔn）輪貼合滾筒，保證定子、轉子間隙恒定，在球磨機因裝配誤差、軸承磨損、滾筒形變、重載震（zhèn）動等原因造成電機偏心、氣隙不均勻時，仍能正常運轉，保證磨機始終運行在性能狀態，不必停機檢修。同時電機定子與轉子間的間隙也可（kě）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（cǎi）用獨立的扇形定子塊（kuài）結構，其隨動原理是（shì）在定子塊的軸（zhóu）向兩側安裝滾輪且滾輪貼合（hé）滾筒來確定（dìng）定子與（yǔ）轉子間的間隙，定子塊徑向外側設有（yǒu）與支撐（chēng）框架相連的彈性機構。彈（dàn）性機（jī）構在球磨機滾筒不偏心時處於半壓縮狀（zhuàng）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（kuài）向上移動，上方彈性機構繼續（xù）壓縮;下方定（dìng）子塊在受到永磁體對其向上的吸引力的（de）同時，定子塊上的彈性機構將其向上頂，保證下方定子塊的滾輪依然貼合轉筒外（wài）表麵，使定子塊跟隨（suí）轉筒波動而進行徑向與圓周方向的移（yí）動（dòng），從而保證定子、轉子之間（jiān）的（de）間隙（xì）不變。球磨機滾（gǔn）筒向下複位或繼續向下波動，則上（shàng）方定子塊（kuài）在受到（dào）永磁體對其向下的吸（xī）引力的同時，彈性（xìng）機構將上方其向下壓（yā）,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（duì）於不同位置的定子塊（kuài）設置不同的壓力,避免因彈性裝置設（shè）置的壓力過大造成滾輪或轉筒磨（mó）損較快。 本產品（pǐn）將永磁電機采用模塊化控製，根據不同功率的電（diàn）機設計（jì）采用不同個數的（de）隨動（dòng）式定子塊構成一台模塊電機，一台整圓電機（jī）由（yóu）多台模塊電機構成,多台模塊電機共用同一個轉（zhuǎn）子，模塊電機包繞式安裝在球磨機（jī）滾筒上。相鄰隨（suí）動式定（dìng）子塊間設有固定在（zài）支撐框架上（shàng）的擋板來對定子塊進行圓周方（fāng）向的（de）限位。球磨機滾（gǔn）筒的法蘭處銜接T型支撐板,用於支（zhī）撐安裝電機轉子鐵心及磁（cí）鋼。 本產品的隨動式定子塊（kuài）安裝拆卸（xiè）十（shí）分便捷，隻需要（yào）沿球磨（mó）機的徑向依次（cì）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（dàn）性機構支撐架，即可將（jiāng）定子塊沿徑（jìng）向拉出，進行檢（jiǎn）修或更換新的定子塊（kuài）。 3、采用本產品代替傳統磨機的電機（jī）驅動係統的優點 現（xiàn）階段大多數的球磨機仍采（cǎi）用三相感應電動機（jī）、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比優勢是它有較高的效率（lǜ）和功率因數，損耗大大降（jiàng）低（dī），節（jiē）約了能源。永（yǒng）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（kuài），感應電機則起動相對困難。這些也是近年來永磁電機應用越來越廣泛（fàn）的原因。 采用永磁直驅，取消了中間的減速機、聯軸器、及（jí）齒輪的傳動環節，縮短係（xì）統的傳動（dòng）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，而且直驅係統的（de）故障率低，維護檢修方便，還避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）化設（shè）計，不僅（jǐn）降低了加工，製造，運輸等難度，還相當於把（bǎ）一個大功率（lǜ）電機（jī）做成了多個小功率電機。模塊化電機的控製（zhì）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（shū）入電（diàn）流，電機不必采用高等級絕（jué）緣，模塊化電機采用多台小功率變頻器聯合（hé）供電。這樣設計降低了電機的供電電壓和使（shǐ）用的（de）變頻器容量，從而降低（dī）成本。球磨機運行在輕載工況時,完全可以（yǐ）隻運行部分模塊電機驅動球磨機。 傳統電機故障時，會導致電機合成磁動勢發生畸變，諧波含（hán）量增加，平均轉矩下降，轉矩波動顯著增加，無法繼續正常運行。而本產品進行了模塊化設計，每（měi）個模塊電機都具有一套獨立的控製係統，大大提（tí）升了電機控製的自由度,可以利（lì）用其（qí）多電機結構和控製靈活的優勢，在發生故（gù）障時。可以（yǐ）直（zhí）接（jiē）拆卸故障電機更換（huàn）新的模塊電機即可正常（cháng）運（yùn）行。模塊化電機具有冗餘的模塊數（shù），也可切除故障子（zǐ）模塊而控製其餘正常子模塊降額運行。使用本產（chǎn）品完全不會因電機發生故障而影響到生產工期。 球磨機因加（jiā）工誤差、軸承磨損、滾筒形（xíng）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，實際生產中常常通過增加氣隙大小來預防掃膛，而氣隙增大會導致永磁體用（yòng）量增加，提高電機製造成本。隨動式定（dìng）子結構的模塊電機，能在轉筒（tǒng）偏心時保證定子與轉子之（zhī）間的間隙（xì）恒（héng）定，可將（jiāng）氣隙（xì）做的更小，減少永磁體用（yòng）量，電機不會發生掃（sǎo）膛現象，同時因為該隨動式（shì）定（dìng）子結構在偏心時能繼續正常工作，檢修次（cì）數（shù）更少，工（gōng）作（zuò）時間更長，大體積球（qiú）磨機檢修（xiū）複雜，降低檢修次數就是提高生產效率。 4、隨動式球磨（mó）機裝配（pèi）示意圖 二、永磁直驅立磨技術 1、立（lì）磨直驅對比於傳統感應電機的優點( 1）變（biàn）頻調速控製，實現負載工況多樣性 傳統立磨速度（dù）單一，工況適（shì）應（yīng）能力差。遇到（dào）突發事件，調（diào）整（zhěng）磨鞮（dī）高（gāo）度（dù）來改變係統工（gōng）作環境，係統反應速度慢。永磁同步電機采用變頻調速，適應工況能力強。遇到突發事件，除（chú）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環境，係（xì）統（tǒng）反（fǎn）應速度更快。 (2）係統簡單,可靠（kào）性高 傳統係統因三（sān）相感應（yīng）電機無法（fǎ）在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。為保證在電機起動過程不對電網造（zào）成過大的（de）衝擊，需增加軟起動裝置。三相感應電機起動後，通（tōng）過減速器（qì）滿足係統轉矩需要（yào），整個係統構成複雜，係統運（yùn）行的輔助設備很多（duō）。直驅係統由變頻（pín）控製係統控（kòng）製永磁同步電（diàn）機起動，轉矩特性滿足需要，無需盤車係統（tǒng）和減速器，輔助係統少（shǎo），結構簡單。 (3）變（biàn）頻器軟起動，起動過程隨意設定（dìng） 傳統係統先由低速盤車係統起動，待三（sān）相感應電機（jī）達到起動條件後，軟起動裝置起動三相（xiàng）感應（yīng）電機，係統運行（háng）。係統（tǒng）控製複雜，低速無法實現過載輸出。在低速過程需要盤車係（xì）統，將轉速提高到（dào）三相感（gǎn）應電機（jī）起動條件。直驅係統直接變頻低速起動，係（xì）統直接（jiē）運行，係統控製簡單。變頻控製起動過程可根（gēn）據實際工況進行調整，以滿（mǎn）足各種工況的（de）需求。低（dī）速可過載輸出，滿足（zú）起動需要，取（qǔ）代盤車係統。 (4）無減速器，維護成（chéng）本更低,維護次數少 係統各構（gòu）成單（dān）元均需要時常檢查和定（dìng）期維護（hù），傳統係統構成（chéng）單元多。同時立磨減（jiǎn）速器結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（zài）低速運行的情況（kuàng）下進行係統維護。直驅係統構（gòu）成單（dān）元簡單（dān），變頻器控製永磁同步電機直接（jiē）驅動，控製方便。係統內無（wú）減速器，無需額外進（jìn）行維護，係統維護成（chéng）本（běn）低。同（tóng）時，係統可實現在（zài）電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 綜上采用直驅永磁電機取代傳統驅動係（xì）統（tǒng）年節電量達181萬元。（按照5000h,0.6元/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（zhè）裏不再一—贅述。 2、永磁直驅立磨（mó）結（jié）構（gòu）示意圖 本新型立磨結構采用永磁（cí）直驅電（diàn）機驅動,提高了（le）立磨效率。在立磨扶正軸承與壓力（lì）軸（zhóu）承上進行突（tū）破，通過設計一種雙向載荷扇（shàn）形模塊（kuài）機構替代大（dà）直（zhí）徑（jìng）軸承，方便加工、生產、運輸、裝配、維修，並降低成本,在工（gōng）程實際中具有（yǒu）很強的實用型。 針對大、中、小型不同尺寸的立磨，分別（bié）設計了（le）三種立磨專用永磁電機，代替傳統的減速機與三相異步（bù）電動機，永磁直（zhí）驅（qū）電機具有（yǒu）雙（shuāng）向載荷機構與不同的放置位置，均能達到扶正與承壓的（de）作（zuò）用，並且方便製造、裝配維護，節省成本。均已（yǐ）申請（qǐng）專 利。
永磁直驅礦用球磨機 
