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（zhóu）器、減（jiǎn）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動鏈冗長、效率低、機構（gòu）複雜（zá）、運行維護工作量大等問題。

　　沈陽工業大學電機與控製技術研究所與（yǔ）河南91视频网（xīn）機電設備有限公司聯（lián）合設計研發的（de）球磨機（jī）、立磨機采用永磁直驅電（diàn）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（zhōng）間（jiān）環（huán）節，做成直驅（qū）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。

　　在控製方麵,本（běn）產品電機定子采用了模塊化設計，不（bú）僅降低了加工、製造、運輸等難度，還相當於把一個大功率電機做成了多個小功率電機。模塊（kuài）化電機的控製（zhì）技術可以實現降低大功率（lǜ）電機的輸入（rù）電（diàn）壓，但是（shì）不增（zēng）加電機的輸入電流，電機不必（bì）采用高等級絕（jué）緣。模（mó）塊化電機采用多（duō）台小功率變頻器（qì）聯合供電，這樣設計降低了電機的供電電壓和（hé）使用的變頻器容量，從而降（jiàng）低成本。每個模塊電機都具有一套獨（dú）立的控製係統，大大提升了電機控製的自（zì）由（yóu）度，球磨機運行在（zài）輕載工況時，完全可以隻運行部分模塊（kuài）電機驅動球磨機。

　　在結構（gòu）方麵（miàn），本產品電機的定子采用了一種自主設計研發（fā）的隨動式結構（gòu），將整圓的定子分成若幹個相互（hù）存在間隙的小扇形塊，通過機械結構設計，確定了一種無論球磨機轉筒是否震（zhèn）動或偏心，定子塊始終跟隨轉筒運動從而保持定子與（yǔ）轉子間隙恒定（dìng）的結構。本產品通（tōng）過（guò）機械結構設（shè）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設計（jì）的比普通（tōng）永磁直驅（qū）電機的小很多，從而大幅降低電機永磁體用量，降低生（shēng）產成本，節約稀（xī）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，更換新的模塊電機（jī）即可正常運行。使用本產品完全不會因電機發生故（gù）障而（ér）影響到生（shēng）產工期（qī）。

　　2、球磨機專（zhuān）用隨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（xiǎo）車結（jié）構”，滾筒就（jiù）像公路，定子塊就像（xiàng）汽車。滾輪貼合滾筒旋轉相當（dāng）於汽車在（zài）公路行駛（shǐ），公路的起伏不影響（xiǎng）車輪（lún）與地（dì）麵貼合，即滾筒偏心浮動不影響滾輪貼合（hé）滾筒，保證定子、轉（zhuǎn）子間隙恒定（dìng），在球磨（mó）機因裝（zhuāng）配誤差、軸承磨損（sǔn）、滾（gǔn）筒形變、重載震（zhèn）動等原因造成電機（jī）偏心、氣隙不均勻時，仍能正常運（yùn）轉，保證磨機始終運行在性能狀態，不必停機檢修。同時（shí）電機定子與轉（zhuǎn）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，電機不會發生掃膛現象。

　　本（běn）產品電機的定子為（wéi）隨動式結構,基於模塊化永磁直驅電機，采用獨立的扇形定子塊結構，其隨動原理是在定子塊的軸（zhóu）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，定子塊徑向外側設有與支撐框架相連的彈性機構。彈（dàn）性機構在球磨機滾筒不偏心時處於半壓縮狀態,如果球（qiú）磨機滾筒（tǒng）向上波動（dòng），轉筒會向上頂定子塊上安（ān）裝的滾輪，進而帶動定子塊向上移動，上方彈性（xìng）機構繼續壓縮;下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（de）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表麵，使定子塊跟隨轉筒波動而（ér）進行徑向與（yǔ）圓周方向的移動，從而保證定子、轉子之間的間隙不（bú）變（biàn）。球磨機滾筒（tǒng）向下複位或繼續向下波（bō）動，則上方定子塊在受到永磁體對（duì）其向下的吸引力的同時，彈性（xìng）機構將（jiāng）上方其向下壓,下方定子塊（kuài）被轉筒（tǒng）向下壓。

　　本產品彈性裝置的壓力大小可調，對於不同位置的（de）定子塊設置不同的壓力（lì）,避免因彈（dàn）性裝置設置的壓力過大造成滾輪（lún）或轉筒磨損較快。

　　本產品將永磁電機采用（yòng）模塊（kuài）化控製，根據不同功（gōng）率的電機設計采用不（bú）同個數的隨動式定子塊構成一台模塊電（diàn）機，一台整圓電（diàn）機由多台模塊電機（jī）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（zhuāng）在球磨機滾（gǔn）筒上。相鄰隨動式定（dìng）子塊間設有固定在支撐框架上的擋板來對定子塊（kuài）進行圓周方向的限位。球（qiú）磨機滾筒的法蘭處銜（xián）接T型支撐板（bǎn）,用於支撐安裝電機轉（zhuǎn）子鐵心及磁鋼。

　　本（běn）產品的隨動式定子塊（kuài）安裝（zhuāng）拆（chāi）卸十分便捷（jié），隻需（xū）要沿球磨機的徑向依次拆卸密封外殼、彈（dàn）性（xìng）機構、彈性（xìng）機構與定子塊之間的連接杆、彈（dàn）性機構支撐（chēng）架，即（jí）可將（jiāng）定子塊沿徑向（xiàng）拉出，進行檢修或更換新的定子塊。

　　3、采用本產品代替傳統磨機的電機驅動係統（tǒng）的優（yōu）點

　　現階段（duàn）大（dà）多數的球（qiú）磨機仍采用三相感（gǎn）應（yīng）電動機、聯軸器、減速裝置以及齒（chǐ）輪結（jié）構進行驅動。永磁同步電機與感應電機相比優（yōu）勢是它有較高的效率和功率因（yīn）數（shù），損耗大大（dà）降低，節約了能源。永（yǒng）磁電機通過變頻器進行（háng）調速，電機（jī）運行平穩（wěn），係統響應速度快（kuài），感應電機則起動相對困難（nán）。這些也是近年來永（yǒng）磁電機應用越來越廣泛的原（yuán）因。

　　采用永（yǒng）磁（cí）直驅，取消了中間的（de）減速機、聯軸器、及（jí）齒輪的傳動環節，縮短係統的傳（chuán）動（dòng）鏈，直驅係統的傳動效率將（jiāng）提升至（zhì）少20%。球磨機直驅係統的傳動效率不僅得到大幅提升，而且直驅係統的故障率低，維護檢修方便，還（hái）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（zǐ）采用了（le）模塊化設計，不（bú）僅（jǐn）降低了加工，製造，運輸等難度，還相當於把一個大功率電機（jī）做成了多個小（xiǎo）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（de）輸入電壓，但是不增（zēng）加（jiā）電機的輸入電流，電機不必采（cǎi）用高等級絕緣，模（mó）塊化電機采用（yòng）多台小功率變頻器聯合供電。這樣設計（jì）降低了電（diàn）機的供電電壓和使用的變頻器容量，從而降低成本。球磨機（jī）運行在輕載工況（kuàng）時,完全可以隻運行部分（fèn）模塊電機驅動球（qiú）磨機。

　　傳統電機故障時，會（huì）導致電（diàn）機合成磁動勢發生畸變，諧波（bō）含量增加，平均（jun1）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（huà）設計，每個模塊電機都具（jù）有一（yī）套獨立的控製係統，大大提升了電機控製的自由度（dù）,可以利用其多電機結構和控製靈活的優勢，在發生（shēng）故障時。可以直接拆卸故障電機更換新的模塊電機即（jí）可正常運行。模塊化電機具有冗餘的模塊數，也（yě）可（kě）切除故障子（zǐ）模塊而控製其餘正常子模塊降額運行。使用（yòng）本產品完全不會因電機發生故障（zhàng）而影響到生產工期。

　　球磨機因加工誤差、軸承磨損、滾（gǔn）筒形變或（huò）重載產生震動等因素會發生轉子偏心現（xiàn）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（lái）預防掃膛，而氣隙增大會導致永磁體用量增加，提高電機製造成本。隨動式定子結構的（de）模塊電機，能在轉筒偏（piān）心時保（bǎo）證定（dìng）子與轉子之（zhī）間的間隙恒定，可將氣隙做的更小，減少永磁體用量，電機不會（huì）發生掃膛現象，同時因為該隨動式定子（zǐ）結構在（zài）偏心時（shí）能繼續正常工作，檢修次數更少，工作時間更長（zhǎng），大（dà）體積球磨機（jī）檢修複雜，降低檢修次數就是提高生（shēng）產效（xiào）率。

　　4、隨動式球磨機裝配示意圖

　　二（èr）、永磁直驅立磨技術

　　1、立磨直（zhí）驅對比於（yú）傳統感應電機（jī）的優點( 1）變頻調速控（kòng）製，實現負（fù）載工況多樣性

　　傳統立磨速度單一，工況適（shì）應（yīng）能力差。遇到突發（fā）事件，調整磨鞮高度（dù）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（biàn）頻調速，適（shì）應工況能力強。遇（yù）到（dào）突發事件，除調（diào）整磨輾高度外，還（hái）增加了速度調（diào）節以快速（sù）適應係統工作環境，係統反應速度更快。

　　(2）係統簡單,可靠性高

　　傳統（tǒng）係統因三相感應電機（jī）無法在低速實現大（dà）轉矩輸出，需要額外的盤車係統滿足立磨（mó）的（de）低速起動。為（wéi）保證在電機起動過程不對電網造成過大的衝擊，需增加軟起動裝置。三相感應電機起動後，通過減速器滿足係統轉矩需要，整（zhěng）個係統構成複（fù）雜（zá），係統運行的輔助設備很多。直驅係統由變頻控製係（xì）統控製永磁同步電機起動，轉矩特性滿足需要（yào），無需盤車係統和減（jiǎn）速器，輔助係統少，結構簡單。

　　(3）變頻器軟起動，起動過程（chéng）隨意設（shè）定

　　傳統（tǒng）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，係統運行。係統控製複雜，低（dī）速無法實現過載輸（shū）出。在低速過程需要盤車係統，將轉速提高到三（sān）相感應（yīng）電機起動條件。直驅係統（tǒng）直接變頻低速起動，係統直接運行，係統控製簡單。變頻控製起動過程可根據實際工況進行調整，以滿足各種（zhǒng）工況的需求。低速可過載輸出，滿足起動需要，取代盤車（chē）係統。

　　(4）無減速（sù）器，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，傳統係統構成單元多。同時立磨（mó）減速器結構複雜需要經常（cháng）維護，維護成（chéng）本費用高。同時係統無法實現在低速運（yùn）行的情況下（xià）進行係統（tǒng）維護。直驅係統構成單元簡單（dān），變頻（pín）器控製永磁同步電機直接驅動，控製方便。係統內（nèi）無減（jiǎn）速器，無需額外進行維護，係統維護成本低。同時，係統可實現在電機低速（sù）運行情況下進行（háng）係統維護。

　　(5）傳動效率高,節能效果（guǒ）明顯

　　綜上采用直驅永磁電機取代傳統驅（qū）動係統年節電量達181萬元。（按照5000h,0.6元/kWh）立（lì）式鯤磨機（jī）直驅係統的優勢與球磨機直驅係統相同，這裏不再一—贅述。

　　2、永磁（cí）直驅立磨（mó）結構示意圖

　　本新型立磨結構采用永磁直驅電機驅動,提高了立磨效率。在立磨扶正軸承與壓力軸承上（shàng）進行突破，通過設計一種（zhǒng）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（jiàng）低成本,在工（gōng）程實際中（zhōng）具有很強的（de）實用型。

　　針（zhēn）對大（dà）、中、小型不同尺寸的立磨，分別設計了三種（zhǒng）立磨專用永（yǒng）磁電機，代替傳統的減速機與三（sān）相異步電動機，永磁直驅電機（jī）具有雙向載荷機（jī）構與不同的放置位置，均能達（dá）到扶正與承（chéng）壓的（de）作用，並且方便製造、裝配（pèi）維護，節省成本。均已（yǐ）申（shēn）請專 利。

1400kw無刷無（wú）環啟動器

液壓型電機成型（xíng）機

　　YKK400-500，380V電機防護等級IP44為封閉籠型轉子三相異（yì）步電機。其機座（zuò）和端蓋均由鋼板製成，采用箱式結（jié）構，打開頂罩可（kě）觀察電機內部（bù）情況，所（suǒ）有部件均可拆裝，方便安裝與維修。防護等級為IP44或IP54，冷卻方法為IC611。

　　本係列電機具有（yǒu）節（jiē）能、噪音低、振動小、重量輕、性能可靠、安（ān）裝維修方便等優點。可（kě）作驅動各種不同機械之（zhī）用。如通風電機、壓縮機、水泵、破碎機、切削（xuē）機麻煩及（jí）其它設備，並可供煤礦、機械工（gōng）業、發電廠及各種工（gōng）礦企業作原動力用。

　　本係列電機結構及安裝型式為IMB3，定額是以連續工作製（zhì）（S1 ）為基（jī）礎的連續定額，電機的額（é）定頻（pín）率為50HZ，額定電壓為380V，其它電壓等級或特殊要求，在定貨時可與用（yòng）戶共同商訂。