1、技术背景　　传统的球磨机、立（lì）磨机大都采用三相异步电动机、联轴器、减速装置以及齿轮结构进行（háng）驱动，导致（zhì）球磨机的传动系统存在机械（xiè）传动链冗长、效率（lǜ）低、机构复杂、运行维（wéi）护工（gōng）作（zuò）量大等问（wèn）题。　　沈（shěn）阳（yáng）工业大学电机与控制技术研究所与河南91视频网机电设备有限公司联（lián）合（hé）设计研发的球磨机、立磨机采用（yòng）永磁直驱电机,通（tōng）过将电动机与机械结构进行机（jī）电一体化设计，取消动力传输（shū）的中间环节，做成直（zhí）驱方案，能直接满足荷（hé）载的需求，省去传统磨机的减速机，显著提高了电机的效（xiào）率与功率因数（shù），具有节能、起动转矩大、过载能力强、系统免（miǎn）维护、自动化程度高等优点。　　在控制方面,本产品电机定子采用了（le）模块化设计，不仅降（jiàng）低了加工、制造、运输等难度，还相当于把一个大功率电机做成了多个小功率电机。模块化电机的控制技术可以实现降低大功率电机的输入电压，但是（shì）不增加电机的输（shū）入电流，电机不必采用高等级绝缘。模（mó）块化电机采用多台小功率变频器联合供电，这样设计降低（dī）了电（diàn）机的供电电压和使用的变频器容量，从而降低成本。每个模块电机都具有一套独立的控制系统（tǒng），大大提升了电机控制的自由度，球磨机运行在轻载工况时，完（wán）全可（kě）以只运行部分模块电机驱动球磨（mó）机。　　在结构方面，本产品电机的定子采用（yòng）了一种自（zì）主设计研发的随动式结构，将（jiāng）整圆的定子（zǐ）分成若干个相互存在间隙的小扇形块，通过机械结构设计，确定了一种无论球磨（mó）机转筒是否震动或偏心，定子块始终跟随转筒运动从而保持定子与转子间隙恒定（dìng）的结构。本产品通过机械结构设计保证定子与转子间的间隙恒定，电机不会发生扫膛（táng）现象，因此电机的气隙可以（yǐ）设计的比普通永磁直驱电机的小很多，从而大幅降低电机永磁体（tǐ）用量，降低生产成本（běn），节约（yuē）稀土资源，节能用电（diàn）量。当模（mó）块发生故障时，直接拆（chāi）卸故障电（diàn）机，更换新的模块电机即可正常运行。使用本产品完全不会因（yīn）电机发生故障而影响到（dào）生产工期。　　2、球磨机专用随动式永磁直驱电机概述（shù）　　本产品的随（suí）动式定子（zǐ）结构构成一种“小车结构”，滚（gǔn）筒就（jiù）像公路，定（dìng）子块就像汽车。滚轮（lún）贴合滚筒旋转相当于汽车在（zài）公路行驶，公路的起伏不影响车轮（lún）与地面贴合，即滚筒偏心浮动不影响（xiǎng）滚（gǔn）轮（lún）贴合滚筒，保证定子、转子间隙恒定，在球磨（mó）机因（yīn）装配误差、轴承磨损、滚筒形变（biàn）、重载震动等原（yuán）因造成电机偏心、气（qì）隙不均匀时，仍能正常运转，保证磨机始终运行在性能状态，不必停机检（jiǎn）修。同时电机定子与转子间的间隙也可以做（zuò）的更（gèng）小，减少永磁体用量，并且因为（wéi）随动式结构，电机（jī）不会发生扫膛现象（xiàng）。　　本产（chǎn）品电机的定子为随动式结（jié）构,基于模块化永磁直驱电机，采用独立的扇（shàn）形定子块（kuài）结构，其随动原理是在定子块的轴向（xiàng）两侧安装滚轮（lún）且滚轮贴合滚筒来确定定子与（yǔ）转子间（jiān）的间隙，定子块径向（xiàng）外侧设有（yǒu）与（yǔ）支撑框（kuàng）架相连的弹性机构。弹性机构在球磨机（jī）滚筒不偏心时（shí）处于半压缩状态,如果（guǒ）球磨机滚筒（tǒng）向上波动，转筒会向上顶（dǐng）定子块上安装的滚轮，进而（ér）带动定子（zǐ）块向上移动，上方弹性机构继续压缩;下方（fāng）定子块在受到（dào）永磁体（tǐ）对其（qí）向上的吸引力的同时，定（dìng）子块上的弹性机构将其向上（shàng）顶，保证下（xià）方定子块的滚轮依然贴合转筒外表面，使定子（zǐ）块跟随转（zhuǎn）筒波动而进行径向与圆周（zhōu）方向的移（yí）动，从而保证定子、转子之间（jiān）的间隙不变。球磨机滚筒向下复位或（huò）继续向下（xià）波动，则上（shàng）方定子块在（zài）受到永磁体对（duì）其向下的（de）吸引（yǐn）力的同时，弹性机构将（jiāng）上方其向下压,下方定子块被转筒向下压。　　本产品弹性装置的压（yā）力大小可（kě）调（diào），对于不同位（wèi）置的定子块设置不同的压力,避免因弹性装置设置的压力过大造成滚（gǔn）轮或转筒磨损较快。　　本产品将永磁（cí）电机采用模块化控制（zhì），根据不同功率的电机设计采用不同个数的随动式（shì）定子块构成一台模块（kuài）电机，一台（tái）整圆电机由多（duō）台模块电机构成,多台模块（kuài）电机共用同一个转子，模块电（diàn）机包绕式安装在球磨机滚筒上。相邻随动式定子块间设有固（gù）定在支撑框架上的挡板来（lái）对定子块进行圆（yuán）周方向的限位。球磨机滚筒（tǒng）的法（fǎ）兰处衔接T型支撑板,用于支撑安（ān）装（zhuāng）电（diàn）机转子铁心及磁钢（gāng）。　　本产品的随动式定子（zǐ）块安装拆卸十分（fèn）便捷，只需要沿球磨机的径向依次拆卸密封外壳、弹（dàn）性机构、弹性机（jī）构与定子块之间的连（lián）接杆、弹性机构支撑架，即可将定子块沿径向（xiàng）拉出，进行检修或更换新的定子块。　　3、采用本（běn）产品代替传统磨机（jī）的电机驱动系统的优点　　现（xiàn）阶段大多（duō）数的球磨机仍采用（yòng）三相感应电动机、联轴器、减速装置以及齿轮结构进行驱动。永磁同步电机与感应电机相比优势是它有较高的效率和功率因数，损（sǔn）耗大大降低，节约了能源。永磁电机通过（guò）变频器（qì）进行调速，电机运行平稳，系统响应速度快，感应电机则起动相对困难。这些也（yě）是近年来永磁电机应用（yòng）越来越广泛（fàn）的原因。　　采用永磁直驱（qū），取消了中间的减速机、联轴器、及齿轮的传动（dòng）环节，缩（suō）短（duǎn）系统的传动链（liàn），直驱系统的传动效率将提升至少20%。球磨机直驱系（xì）统的（de）传动效率不仅得（dé）到大幅提升，而且直（zhí）驱系统（tǒng）的故障率低，维护检修方（fāng）便，还避免（miǎn）了传统设备因漏油（yóu）造成环（huán）境污染。　　由于本产（chǎn）品电机定子采用了模块化设计，不仅降低（dī）了加工，制造，运输等难度，还相当于把一个大功率电机做成了多个小功率电机。模块化电机的控制技术可以实现降低大功率电机的输入电压，但是不增加电（diàn）机的输入电流，电机不必采（cǎi）用高等（děng）级绝缘，模块化电机采用多台小功率（lǜ）变频器联合供电。这样设计降低了电机的供电电压（yā）和使用（yòng）的（de）变频器容量，从而降低成本。球磨（mó）机运行在轻载工况时,完全可以只（zhī）运行部分模（mó）块电机驱动（dòng）球磨机。　　传统电机（jī）故障时（shí），会导致电机（jī）合成磁动势发生畸变，谐波含量增（zēng）加，平均转矩下降，转矩波动显著增加，无法继续正常运行。而本产（chǎn）品进行了模块化设计，每个模块电机都具有一套独立的（de）控制系统（tǒng），大大提升了电机控制的自由度,可以利用其（qí）多电机结构和控制灵活的优势，在发生（shēng）故（gù）障时。可以直接拆卸故障电机更换（huàn）新的模块电机即可正常运行。模块化电机具有冗余的模块数，也可切除故障子模块而控（kòng）制其余正常子模块（kuài）降额运行。使用本（běn）产（chǎn）品（pǐn）完全不会因电机发生故（gù）障而影响到生产工（gōng）期。　　球磨机因加工误差、轴承磨损（sǔn）、滚筒（tǒng）形变或重载产生震动等因素会发生转子偏心现象（xiàng），偏心（xīn）严重时还会造（zào）成电机扫膛损坏电机，实际生（shēng）产中（zhōng）常常通过增（zēng）加气隙大小来预防扫膛，而气隙增大会导致（zhì）永（yǒng）磁体用量增加，提高电机制造成本（běn）。随动式定子结构的模块电机，能在转筒偏心时保证定子与转子之间的间（jiān）隙恒定，可将（jiāng）气隙做的更小，减少永磁体用量，电机不会发生扫膛现象，同时因为该随动式定子（zǐ）结构在偏心时能继续正常工作，检修次数更少，工作时间更长，大体积球（qiú）磨（mó）机检修复杂，降低检修次数就是提高生产（chǎn）效率（lǜ）。　　4、随动式球磨机装（zhuāng）配示意图　　二、永（yǒng）磁直驱立磨技术　　1、立磨直驱对比于传统感应（yīng）电机的优点( 1）变频调速控制，实现负载工况多样性　　传统（tǒng）立（lì）磨速度单一，工况适应（yīng）能力差。遇到突（tū）发（fā）事件，调整磨鞮（dī）高度来改变系统工作环境（jìng），系统反应（yīng）速（sù）度慢。永磁同步电（diàn）机采用变频调速，适应工况能力强。遇到突发事件，除调整磨辗高度外，还增（zēng）加（jiā）了速度调节以快速适应系统工作环境，系统（tǒng）反应速度（dù）更快。　　(2）系统简单,可（kě）靠性（xìng）高　　传统系统因三相感应电机无法在（zài）低速实现大转矩输出，需要额外的盘车系统满足立磨（mó）的低速（sù）起动。为保证在电机起（qǐ）动过程不（bú）对电网造成过大的冲击，需增加软起动装置。三相感应电机起动后，通（tōng）过减速器满足系统转（zhuǎn）矩需要，整个（gè）系统构成复杂，系统运行的辅助（zhù）设（shè）备很多。直（zhí）驱系统由变频控制系统控制永磁同步电机起动，转矩特性满足需要，无需盘车系统和减速器，辅助系统少，结构（gòu）简单（dān）。　　(3）变频器软起动，起动（dòng）过程随意（yì）设定　　传统系统先由（yóu）低速盘车系统起动，待三相感应电机达到起动条（tiáo）件后，软起动装置起（qǐ）动三相感应（yīng）电机，系统运行。系统控制复杂，低速（sù）无法实现过载输出。在低（dī）速过程需要盘车系统，将转速提高（gāo）到三相感应电机起动条件。直驱系（xì）统直接变频低速起动，系统直接运行，系统控制简单。变频控（kòng）制（zhì）起动过程可根据实际工况进行调整，以满足（zú）各（gè）种工况的需求（qiú）。低速可过载输出，满足起动需要，取代盘车系统（tǒng）。　　(4）无减速器，维护成本更低,维护次数少　　系统各构成单元均需要时常检查和定期维护，传（chuán）统（tǒng）系统构成单元多。同时立磨减速器结构复杂需要经（jīng）常维护，维护成本费用高。同时系（xì）统无法实现在低速（sù）运行的（de）情况下进行系统维护。直驱系统构成单元简单，变频器控制永磁同步电机直接驱动，控制方便。系统内无减速器，无需额外进行维护，系统维护成本（běn）低。同时，系统可实现在电机低速运行情（qíng）况下进行系统维护（hù）。　　(5）传动效率高,节能效果明显　　综（zōng）上采用直（zhí）驱永磁电机取代传统驱动系统年节电量达181万元。（按照5000h,0.6元（yuán）/kWh）立式鲲磨机直驱系统的（de）优势与（yǔ）球磨机直驱系统相同，这里（lǐ）不再一—赘述。　　2、永磁直（zhí）驱立磨结（jié）构示意图　　本新型（xíng）立磨结构采用永（yǒng）磁直驱电机驱（qū）动,提（tí）高了立磨效率（lǜ）。在立磨扶正轴承与压力轴承上进行突破，通过设计一种双向载荷扇形模块机构替代（dài）大直径（jìng）轴承，方便加工、生产、运输、装配、维修，并降低成本,在工程实际中具有很强（qiáng）的（de）实用（yòng）型。　　针对大、中（zhōng）、小型（xíng）不同尺寸的立磨（mó），分别设计了三种立磨专用永磁电机，代替传统的（de）减速机与三相异步（bù）电动机，永磁直驱电机具有双（shuāng）向（xiàng）载荷机构与不同的放置位置，均能达到扶正与承压的（de）作用，并且方便制造、装配维护，节省成本。均已（yǐ）申（shēn）请专 利（lì）。

　　1、技术（shù）背景　　传统的球磨机、立磨（mó）机大都采用三相异步电动机、联轴器、减速装置以及齿轮结构进行驱（qū）动，导致球磨机的传动系统存在机械传动链冗长、效率低、机构（gòu）复杂、运行维护工作量大等问题。　　沈阳（yáng）工业大学电机与（yǔ）控制技术研（yán）究所与（yǔ）河南91视频网机电（diàn）设备有限公（gōng）司联合设计研发的球（qiú）磨机、立磨机采用永磁直驱电机,通过将电动机（jī）与机械结构进（jìn）行机电一体（tǐ）化设计，取消动（dòng）力传输的中（zhōng）间环（huán）节，做成直驱方案，能直接（jiē）满足（zú）荷载的（de）需求，省（shěng）去传（chuán）统磨机的减速（sù）机，显著提高了电机的效率与（yǔ）功率因数，具有节能、起动转矩（jǔ）大、过载能力强（qiáng）、系统免维护、自动化程度高等优点（diǎn）。　　在控（kòng）制（zhì）方面,本（běn）产品电机定子采用了模（mó）块化设计，不仅降低了加工、制造、运输等难度，还（hái）相（xiàng）当于把（bǎ）一个大功率电机做成了多个小功率电机。模块化电机的控制技术可以实现降低大功率电机的输入电压，但（dàn）是不增加电机的输入电流，电机不必采（cǎi）用高等级绝缘。模块化（huà）电机采用多台小（xiǎo）功率变频器联合供电（diàn），这样设计降低了电机的供电电压和使用的变频器容量（liàng），从而（ér）降低成本。每个模块电机都具有一（yī）套独立的控制系统，大大提升了电机控制的自由度，球磨机运行在轻载工况（kuàng）时，完全可以只运行部分模块电（diàn）机驱动球磨（mó）机。　　在结构（gòu）方面，本产品电机的定子采用了一种自主设计研发的随动式结构，将整圆（yuán）的（de）定子分成若（ruò）干个相互存在间隙的小扇形块，通过机械结（jié）构设计，确定了一种无论球磨机转筒是否（fǒu）震动或偏心（xīn），定（dìng）子块始终跟随转筒运动从而（ér）保持定子与（yǔ）转（zhuǎn）子间隙（xì）恒定（dìng）的结（jié）构。本（běn）产品通过机械结（jié）构设（shè）计保证定子与转子间（jiān）的间隙（xì）恒定，电机不会发生扫膛现象，因此电机的气隙可以设计（jì）的比普通永磁直（zhí）驱电机的小很多，从（cóng）而大幅降低电机永磁体（tǐ）用量，降低生产成本，节约稀（xī）土资源，节能用电量。当模块发生故障时（shí），直接拆卸故障电机，更换新的（de）模块电（diàn）机（jī）即可正常运行。使用本产品完全不会因电机发生（shēng）故障（zhàng）而影响到生产工（gōng）期。　　2、球磨机专用随动式永磁直（zhí）驱电机概述　　本产品的随动式定子结构构成一种“小车结构”，滚筒就（jiù）像公路，定子块就（jiù）像汽车。滚轮贴合滚筒旋转相当于汽车在公路行驶，公路的起伏不影响车轮（lún）与地面贴合，即滚（gǔn）筒偏心浮（fú）动不影响滚轮贴合滚筒，保证定子、转子间隙（xì）恒定，在球磨机因装配（pèi）误差（chà）、轴承磨损、滚筒形变、重载震动等原因造成电机偏心、气隙不均匀时，仍能正常运（yùn）转，保（bǎo）证磨机始终运行在性能状态，不（bú）必停机检修。同时电机定子与转子间的间隙也可以（yǐ）做的更小，减少永磁体用量，并且因为随（suí）动式结构，电（diàn）机不会发生扫膛现象。　　本产品电机的定子为随动式结构,基于模块化永磁直驱电机，采（cǎi）用独立的（de）扇形（xíng）定子块结构，其（qí）随动原理是在定子块的轴向两侧安装滚轮且滚轮（lún）贴合滚筒来（lái）确（què）定定子与转子间的间隙，定子块径向外侧设有与支撑框架（jià）相连的弹性机构。弹性机构（gòu）在球磨机滚筒（tǒng）不偏心时处于半压缩状态,如果球磨机滚筒向上波动，转筒会向上顶定子块上（shàng）安装的滚轮，进而带动定子块向上（shàng）移动，上方弹性机构继续压缩;下方定子块在受到永磁体对其向上的吸引力的同（tóng）时，定子块（kuài）上的弹性机构将其向上顶，保证下（xià）方定子块的滚轮依然贴合转筒外（wài）表（biǎo）面（miàn），使定子块跟随转筒波动而进行径向与圆周方向的移动，从而保证定子（zǐ）、转子（zǐ）之间的间隙不变。球磨机滚筒向下复位（wèi）或继续向下波动，则上方定子块在（zài）受到永（yǒng）磁体（tǐ）对其向下（xià）的（de）吸引力的同时，弹性机构将上方其向下压,下方定子块被转筒向下压。　　本产品弹性装置的压力大小可调，对于不同位置的定子（zǐ）块设置不同的压力,避免因弹性（xìng）装置设置的压力过大造（zào）成滚轮或转（zhuǎn）筒磨损较快。　　本（běn）产品将永（yǒng）磁电机采用模块化控制，根据不同功率的电机设计采用不同个数的随动式定（dìng）子块构成一台模块电机，一台整圆（yuán）电机由多台模块电机构成,多（duō）台模块电机共（gòng）用同一个转子，模块电机包绕（rào）式安（ān）装在球磨机滚筒上。相邻随（suí）动式定子（zǐ）块间设有固定（dìng）在支撑框架上的挡板来对定子块进行圆周方向的限位。球磨机滚筒的法兰（lán）处（chù）衔（xián）接T型支撑板,用于支撑安装电机转子铁心及磁钢。　　本产（chǎn）品的随动式定子块安装拆卸十分（fèn）便捷，只需要沿球磨机的径（jìng）向依（yī）次拆卸密封外壳、弹性机构、弹性机（jī）构与定子块之间（jiān）的连接杆（gǎn）、弹性机构（gòu）支撑架，即可将定子块沿径（jìng）向拉出，进行检修或更换新的定子块。　　3、采用本产品代（dài）替传统磨机的电机驱动系统的优点（diǎn）　　现阶段大（dà）多数（shù）的球磨机仍采用三相感应电动机、联轴（zhóu）器、减速装置以及齿轮结构进行驱动（dòng）。永磁同（tóng）步电机（jī）与感应电机相比优势是它有较高的效率和（hé）功率因（yīn）数，损（sǔn）耗大（dà）大降低，节约了能源。永磁电机通过变（biàn）频器进行调速，电机运行平稳，系统响应速度快，感应（yīng）电机则起动相对困难。这些也是近年来永磁电机应用越来（lái）越广泛的原因。　　采用永（yǒng）磁（cí）直（zhí）驱（qū），取消了中间的减速机、联轴器、及齿轮的传动环（huán）节，缩短系统的传动链，直驱系统的传动效率（lǜ）将提升至少（shǎo）20%。球磨机直（zhí）驱系统的传动效率不仅得到大幅提升，而（ér）且直驱系统的（de）故障率低，维（wéi）护检修方便，还避免了传统（tǒng）设备因漏油（yóu）造成环境污染。　　由于（yú）本产品电机（jī）定子采用了模块化设计（jì），不仅降低了加工，制造，运输等难度，还相当于把一个大功率（lǜ）电机做成了多个（gè）小功率电机。模块化电机的控制（zhì）技（jì）术可以实（shí）现（xiàn）降（jiàng）低大（dà）功率电机的输入（rù）电压，但是不增加电机的输入电流，电机不必采用高等级绝缘（yuán），模（mó）块化电机（jī）采用多台小功率（lǜ）变频器联（lián）合供电。这样设计降低了电机的供电电压和使用的变频器容量，从而降低成本。球（qiú）磨机运行在轻载工况时,完全（quán）可以只运行部分模块电机驱动球磨机。　　传统电机故障时，会导致电机合成磁动（dòng）势发生畸变，谐波含量增（zēng）加，平均转矩（jǔ）下降，转矩波动显著增加，无法继续正常（cháng）运行。而本产品进行（háng）了模块化设（shè）计，每（měi）个模块电机都具有一套独立的控制系统，大大提升了电机控制的自由度（dù）,可（kě）以利用其多电机结构和控制灵活的优势，在发生故障时。可（kě）以直接拆（chāi）卸（xiè）故障电机更换（huàn）新的模块电机即可正常运行。模块化电机具有冗余的模块数，也可切除（chú）故障子模块而（ér）控制其余正常子模（mó）块（kuài）降额（é）运行。使用本产品完全不会因电机发生故（gù）障而影（yǐng）响到生产工期。　　球磨机因加工误差、轴承磨损、滚筒形变或重载产生震动等因素会发生转子偏心（xīn）现象，偏心（xīn）严重时还会造成电机扫膛损坏电机，实际生产中常常（cháng）通过增加气隙大小来预防扫膛，而气隙增大会导致永磁体用量增加，提高电机制（zhì）造成本。随动式定子结构的模块电机，能在转筒偏心时保证定子与转子之间的间隙恒定，可将气（qì）隙（xì）做的更小，减少永磁体用量，电（diàn）机不会发生扫膛现象，同时因为（wéi）该随动式（shì）定子结构在偏心时能继续正常工作，检修次数更少，工作时间更长，大体积球磨机检修复杂，降低检修次数就是提高生产效率。　　4、随动式球磨机装配示（shì）意图　　二、永磁直驱立磨技术　　1、立磨直（zhí）驱对比于传统（tǒng）感应电机的优点（diǎn）( 1）变频调速（sù）控制，实现负载工况多样性（xìng）　　传（chuán）统立磨速度单一（yī），工况适应能力差。遇到突发事件，调整磨鞮高度（dù）来改变系统（tǒng）工作（zuò）环境，系统反应速度慢。永磁同步电机（jī）采用变（biàn）频调速，适应工况（kuàng）能（néng）力强。遇到突发（fā）事件，除调整（zhěng）磨辗高（gāo）度外（wài），还增加了（le）速度调节（jiē）以快速适应系统工作环境，系统反应速度更快。　　(2）系统简单,可靠性高（gāo）　　传统系统因三相感应电机（jī）无法（fǎ）在低速实现大转矩输出，需（xū）要额外的盘车系统（tǒng）满足立磨的低速起动。为保证在电机起动过程不对（duì）电网造成过大（dà）的冲击，需增加软起动装置。三相感应电（diàn）机起（qǐ）动后，通过减（jiǎn）速器满足系统转矩需要，整个系统构成复杂，系统运行的辅助设备很（hěn）多。直驱（qū）系统由变频控制（zhì）系统控制永磁同步电机起动，转矩（jǔ）特性满足需要，无需（xū）盘车系统和减速器，辅助系统少，结构简单。　　(3）变频器软起动，起动过程随意（yì）设定　　传（chuán）统系统先由（yóu）低速盘车系统起动，待三相感应电机达到起动条件后，软起动装置起（qǐ）动三相感应电机，系统运（yùn）行。系统控制（zhì）复杂，低速无法实现（xiàn）过载输（shū）出。在低速过程（chéng）需要盘车系统，将（jiāng）转（zhuǎn）速提高到三相（xiàng）感应电（diàn）机起动条件。直驱系（xì）统直接变频低速起动（dòng），系统直接运行，系统控制简单。变频控制起动过（guò）程可根据实际工况进行调整，以满足各种工况的需（xū）求。低速可（kě）过载输出，满足（zú）起动需要，取代盘车系统。　　(4）无（wú）减速器（qì），维护成本更低,维护次数少　　系统各构成单元均需要时常检查和定期维护，传统（tǒng）系统构成单元多（duō）。同时立磨减速器（qì）结构复杂需要经常维护，维护成本费用高。同时系统无法（fǎ）实现在低速（sù）运行的情况下进行（háng）系统维护。直驱（qū）系统构（gòu）成单元简单，变频器控制永磁（cí）同步电机直接驱动，控（kòng）制方便。系统内无减速器，无需额外进行维护，系统维护成本低。同时（shí），系（xì）统可实现在（zài）电（diàn）机低速运行情况下进行系统维护。　　(5）传动效率高,节能效果明显　　综上采用直驱永（yǒng）磁电机取代传统驱动系统年节电量达181万元（yuán）。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鲲磨机直驱系统的优势与（yǔ）球磨机直驱系统相同（tóng），这里（lǐ）不再（zài）一—赘述。　　2、永磁直驱立磨结（jié）构示意图（tú）　　本新型立磨结构采用永磁直驱电机驱动,提高了立磨效率。在立磨扶正轴承与压（yā）力轴承上进（jìn）行突破，通过设计一种（zhǒng）双向（xiàng）载荷扇形模块机构替代大直径轴承，方便加工、生产、运（yùn）输、装配、维修，并降低成本,在工程实际中具有很强的（de）实用型。　　针（zhēn）对大、中、小型不同尺寸的立磨，分别设计了三种立磨专用永磁电机，代（dài）替传统的减速机与三相异步电动机，永磁直驱电机具有双向载（zǎi）荷机（jī）构与不同的放置（zhì）位（wèi）置，均（jun1）能达到扶正与承压的作用，并且方便制造、装配维护（hù），节省成本。均已（yǐ）申请专 利。

　　1、技术背景　　传统的球磨机、立磨机（jī）大（dà）都采用三相异步电动（dòng）机、联轴（zhóu）器、减（jiǎn）速装置以及齿轮结构进行（háng）驱动，导致球磨机的传动系统存在机（jī）械传动链（liàn）冗长、效率低、机构（gòu）复（fù）杂、运行维护工作量大等问题。　　沈阳工业大学电机（jī）与控制技术研（yán）究所与河南91视频网机电设备有限公司联合设计研发的（de）球磨机（jī）、立磨机采（cǎi）用永磁直（zhí）驱电机,通过将电（diàn）动机与机械结构进行机电一（yī）体化设计，取消（xiāo）动力传输（shū）的（de）中间环（huán）节，做成（chéng）直驱方案，能直接满足荷载的需求，省去传统磨机的减（jiǎn）速（sù）机，显著（zhe）提高了电机的效率与功率因数，具有（yǒu）节能（néng）、起动转矩大、过载能力强、系统免维护、自动（dòng）化程（chéng）度高等优点。　　在控（kòng）制方面,本产品电机定（dìng）子采用了模块化设计，不仅降低了加工、制造、运（yùn）输等难度，还相（xiàng）当于（yú）把一个大功率电机做成了多个（gè）小功率电机。模块化电机的控制技术可以实现降（jiàng）低大（dà）功率电机的输入电压（yā），但是不增加电机的输入电流，电机不必采用高等级（jí）绝（jué）缘。模块化电机（jī）采用多台小功率变频器联合供电，这（zhè）样设计（jì）降（jiàng）低了电机的供电电（diàn）压和使用的变频（pín）器容（róng）量，从而降低成本。每个模块电（diàn）机都具（jù）有一套独立的控制系统，大大提升了电机控制的自由度，球磨机（jī）运行在轻载（zǎi）工况时，完全可以只运行部分模块电机驱动球磨机。　　在结构方面，本产品电（diàn）机的定子采（cǎi）用了一种自（zì）主设计研发的随动式结构（gòu），将整圆的（de）定子分成（chéng）若干个（gè）相互存在间隙的小扇形块，通（tōng）过机械结构设计，确定了一种无论球磨机转筒（tǒng）是否震动或偏心，定子块始终跟随转（zhuǎn）筒（tǒng）运动从而保持定子与转（zhuǎn）子间隙恒定的结构。本产品通（tōng）过机械结构设计保证定（dìng）子与转（zhuǎn）子间的间隙恒定，电机不会发生扫膛现象，因此电机的（de）气隙（xì）可以设计的比普通永磁直驱电机的小很多，从而（ér）大（dà）幅（fú）降低电机永磁体用量，降低（dī）生产成本，节约稀土资源，节能用电量。当模块发生故障时，直（zhí）接拆（chāi）卸故（gù）障电机，更换新的模块电机即可正常运行。使用（yòng）本（běn）产品完全不会（huì）因电机发生故障而影响到生产工期。　　2、球磨机专用随动式永磁直驱电机概（gài）述　　本产品的随动式定子结构构成一（yī）种“小车结构”，滚筒就像公路，定子（zǐ）块就（jiù）像汽车。滚轮贴合滚（gǔn）筒旋转相当于（yú）汽车（chē）在公路行驶，公路的起伏不影（yǐng）响车轮与地面贴合，即滚筒偏心浮动（dòng）不影响（xiǎng）滚轮贴合滚筒，保证定子、转子间隙恒定（dìng），在球磨机因装配误差、轴承磨损、滚（gǔn）筒形变、重载震动等原因造成电机偏心、气隙不均匀时，仍能正常运转，保证磨（mó）机始终运行在性能状态，不必停机检修。同时电（diàn）机定子与转子间的间隙也可以做的更小，减少（shǎo）永（yǒng）磁体用量，并（bìng）且因为随动式（shì）结构（gòu），电机不会发生扫膛现象。　　本产品电机的定（dìng）子为随动式结构,基于模块化永磁直驱电机，采用独立的扇形定子块（kuài）结构，其随动（dòng）原理是在定子块的轴向两侧安装滚轮且滚轮贴合滚筒来确定定子与转（zhuǎn）子间（jiān）的间隙，定子块径向外侧（cè）设有与支撑框架相连的弹性机构。弹性机构在球磨机滚筒不偏心时处于半压（yā）缩状态（tài）,如果球磨机滚筒向上波动，转筒会向上顶定子块上安装的滚轮，进而带动定子块向上移动，上方弹性（xìng）机（jī）构继续压缩;下方定子块在受到永磁体对其向上的吸引（yǐn）力（lì）的同时，定子块上的（de）弹性机构将其向上顶，保证下方定子块的滚轮依然贴（tiē）合转（zhuǎn）筒（tǒng）外表面，使定子块跟随转筒波动而进（jìn）行径向（xiàng）与圆周方（fāng）向的移动，从而保证定子、转子之间的间隙不变。球磨机（jī）滚筒（tǒng）向（xiàng）下复位或继续向下波动，则上方定子块在受到永（yǒng）磁体对其向下的吸引力的同时，弹性机构将上方其向下（xià）压（yā）,下方定子块被转筒向（xiàng）下压。　　本产（chǎn）品弹性装置的压力（lì）大小可调（diào），对于不同位置（zhì）的定子块设置不同的压力,避（bì）免因弹性装（zhuāng）置设（shè）置的压力过（guò）大造成滚轮或转筒磨损较快。　　本产品将永磁电机采用模（mó）块化控制，根据不（bú）同功率的电机设（shè）计采用不同个数的随动式定子块构成一台模块电机，一（yī）台（tái）整圆电机由多台模块电机构成,多台模块电机共用同一个转子，模块电机（jī）包绕（rào）式安装在球磨机滚筒上。相邻随动（dòng）式定子块间设有固定在（zài）支撑框架上（shàng）的挡板来对定子块进行圆周（zhōu）方向（xiàng）的限位。球磨机滚（gǔn）筒的（de）法兰（lán）处（chù）衔接T型支撑板,用于支撑安装电机转（zhuǎn）子铁心及磁钢。　　本产品的随动式定子块（kuài）安装拆卸十分便捷，只需要（yào）沿球磨机的径向依次拆卸密封外壳、弹性（xìng）机构、弹性机构与定子块之间（jiān）的连接杆、弹性机构支撑架，即可将定子块沿径向拉出，进行检修或更换新的定子块。　　3、采用本产品代替传统磨机的电机驱动系统的优点　　现阶段大多（duō）数的球磨（mó）机仍（réng）采用三相感应电动机、联轴（zhóu）器、减（jiǎn）速装置以及齿轮结构进行驱（qū）动。永磁同步电机与感应电机相比（bǐ）优势是它有较高的效率和功率因数，损耗大大降低，节约了能源。永磁电机通过变（biàn）频器进行调速，电机运行平稳，系统响应速度快，感应电机则起动相对困难。这些也是近年来永磁电机应用（yòng）越来越广泛的（de）原因。　　采用永磁直驱，取（qǔ）消了（le）中间的减速机、联轴器、及齿轮的传动环节，缩短系统的传动链，直驱系统（tǒng）的传动效率将提升至少20%。球磨机直驱系统的传动效率不（bú）仅得到大幅（fú）提升，而且直驱系统的故障率低，维护检修方便，还避免了传统设备因漏油（yóu）造成环境污染。　　由于本产品电机定子采用了模块（kuài）化（huà）设计，不仅降低（dī）了加工，制造，运输等难度，还相当于把一个大功率电机做成了（le）多个小功率（lǜ）电机。模（mó）块（kuài）化电机的控制技术可以实（shí）现降低大功率电机的输入电压，但是不增加电机的输入电（diàn）流（liú），电（diàn）机不必采（cǎi）用高等级绝缘，模块（kuài）化电机采用多台小功率变频（pín）器联合供电。这（zhè）样（yàng）设计降低了电机的供电电（diàn）压和使用的变（biàn）频器容（róng）量，从而降低成本。球磨（mó）机运行在轻载（zǎi）工况时,完全可（kě）以只运行部分模块电（diàn）机驱动球磨机。　　传统（tǒng）电机故（gù）障时，会导致电机合成磁动势发生畸变，谐（xié）波含量增加，平（píng）均转矩下降，转矩波动显著增加，无法继续正（zhèng）常（cháng）运行。而本产品（pǐn）进行了模块化设计，每（měi）个模（mó）块电机都具有一套（tào）独立的控制系统，大大提升（shēng）了电机控制（zhì）的自由度,可以利用其多电机结构和控制灵活的优势，在发生故（gù）障时。可以直接拆卸故障电机更换新（xīn）的模块电机即可正常运行。模块化电机具有（yǒu）冗余的模（mó）块数（shù），也（yě）可切除故障（zhàng）子模块而控制其（qí）余正常子模块降额运行。使用本（běn）产品（pǐn）完全不会因电机发生故障而（ér）影响到生产工期（qī）。　　球磨机因加工误差、轴承磨损、滚筒形变或重载产生震动等因素会发生转子偏心现象，偏心严重时还会造成电机扫膛（táng）损坏电机，实际生产中常常通过增加（jiā）气隙大小来预防扫膛（táng），而气隙增大会导（dǎo）致永磁体用量增加（jiā），提高电机制造成本（běn）。随动（dòng）式定子结构的模（mó）块电机，能在转筒偏心时保证定子与转子（zǐ）之间的间隙恒定，可将气隙做的更小，减少永磁体用（yòng）量，电机不会（huì）发生扫膛现象，同时因为该随动式定子结构（gòu）在偏心时能继续正（zhèng）常工作，检修次数更少，工作时间更长，大体积（jī）球磨机检修复杂，降（jiàng）低检修次数（shù）就是提（tí）高生产效率。　　4、随（suí）动式球磨机装配示意图　　二、永磁直驱立磨技术　　1、立磨直驱对（duì）比于传统感应电机的优点( 1）变频调速控制，实现（xiàn）负载工况多样性　　传统立磨速度单一（yī），工况适应能力差。遇到突发事件，调（diào）整磨鞮高度来改变系统工作（zuò）环境，系统反应速度慢。永（yǒng）磁同步电（diàn）机（jī）采用变频调速，适应工况能力强。遇到（dào）突发事件，除调整磨辗高度外，还增加了速度调节以快（kuài）速适应系统工作环境，系统反应速度（dù）更快。　　(2）系统简单,可靠性高　　传（chuán）统系统因三相感应电机无（wú）法在低速实（shí）现（xiàn）大转矩输出，需要额外的盘车系统（tǒng）满足立磨的低速起动。为保证在电机起动过程不对电网造成过大的冲击，需增加软起动装置。三相感应电机起动（dòng）后（hòu），通过减速器满足系统转矩需要，整个系统构成复杂，系统运行的辅助设备很多。直驱系统由变频控制系统控制（zhì）永磁（cí）同步电机（jī）起动，转矩特性满足需要，无（wú）需盘车系统和减速器，辅助系统少，结构（gòu）简单。　　(3）变频器软（ruǎn）起动，起动过程（chéng）随意设定　　传统系统先由（yóu）低（dī）速盘车系统起动，待三相感应（yīng）电机达到起动条件后，软起动装置起动三相感应电机，系（xì）统运行。系统控制复杂，低速无法实现过载输出。在低速（sù）过程需要盘车系统，将转速提高到三相感应电机起动条件。直驱系统直接变频低速起动，系统（tǒng）直接运行，系统控制简单。变频控（kòng）制起动过程可根据实际工况进（jìn）行（háng）调整，以（yǐ）满足各（gè）种工况的需求。低速可过载输出，满足起动需要，取代盘车系统。　　(4）无减速器，维护成（chéng）本更低,维护次数少　　系统各（gè）构成单元均需要时常检查和定期维护，传统系统构成单元多。同时（shí）立磨减速器结构复杂（zá）需要经常维（wéi）护，维护成本费用高。同时系统无（wú）法实现在低速运行的情况下进行系统维护。直驱系统构成单元简单，变频器控制永磁同步（bù）电机直接驱动，控制方便（biàn）。系统内无减速（sù）器，无需额外进行维护（hù），系统维护成本低。同时，系统可实现在电机低（dī）速运行情况下进（jìn）行系统维护（hù）。　　(5）传动效率高,节能（néng）效（xiào）果明显　　综上采用直驱永磁电机取代传统驱动系统年节电量达181万元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鲲磨机直驱系统的优（yōu）势（shì）与球磨机直驱系统（tǒng）相同，这里不再一—赘（zhuì）述（shù）。　　2、永磁直驱立磨结构（gòu）示意图　　本（běn）新型立磨结构采用永磁直（zhí）驱电机驱动,提高了立磨效率。在立磨扶正轴承与压（yā）力（lì）轴承上进行突破，通过设计一种双向载荷扇形（xíng）模（mó）块机构替代大（dà）直径轴承，方便加工、生产、运输、装配、维修，并降低（dī）成（chéng）本,在工程实际中具（jù）有很强的实用型。　　针对大、中、小型不同尺寸的立磨，分别设计了三种（zhǒng）立磨专用永磁电机，代替（tì）传统（tǒng）的减速机与三相异步电动机（jī），永磁（cí）直驱电机（jī）具（jù）有双向载荷机构与不同（tóng）的放置（zhì）位置，均能达到（dào）扶正与承压的作用，并且方便制造、装（zhuāng）配维护，节省成本。均已申请专 利。

　　1、技术背景（jǐng）　　传统的球磨机、立（lì）磨机（jī）大（dà）都采用三相异步电动机、联轴器、减速装置以及齿轮结构进行驱动，导致球磨机的传动系统存在机械传动（dòng）链冗长、效率低、机构复杂（zá）、运行维护工作量大等问题（tí）。　　沈阳工业大学电机与控制技术研究（jiū）所与河南91视频网机电设备（bèi）有限公司联合设计研发的球磨机、立磨机采（cǎi）用永磁直驱电机,通过将电动机与机械结构（gòu）进行机电一（yī）体化（huà）设计，取消动力传输的中间环节，做成直驱方案，能（néng）直接满足荷载的需求，省去传统磨机的减速机，显著提高了电机的效率与功率（lǜ）因数，具有节能、起动转矩大、过载能（néng）力强、系统免维护、自动化程度高等优点。　　在控制方面,本产品电机定（dìng）子采用了模块（kuài）化设计（jì），不仅降低了加工、制造、运输等难度，还相当于把一个大功率电机做成了多个小功率电机。模块化（huà）电机的控制技术可以实（shí）现降低大功率电机的输入电压，但是不增加电（diàn）机的（de）输入电流，电机不必采用（yòng）高等级绝缘。模块化电机采用多台小功率变频器联合供电，这样设计降低了（le）电机的供电电压和使用的变频器容量，从而降低成本。每个模块电机都具有一套独立的控制（zhì）系（xì）统，大大提升了电机控制的（de）自由度，球磨（mó）机运行在轻载工（gōng）况（kuàng）时，完全可以只（zhī）运行部分模块电机驱动球磨（mó）机。　　在结构方面，本产品电机的定（dìng）子采用了一种自主设计研（yán）发的随动式（shì）结（jié）构（gòu），将整圆的定子分成若干（gàn）个相互（hù）存在间（jiān）隙的小扇形块，通过机械（xiè）结构设计（jì），确定（dìng）了一种无论球磨机转筒（tǒng）是否（fǒu）震动或偏心，定子块始终跟随转筒运动从（cóng）而保持定子与转子间隙恒定的（de）结构。本产品（pǐn）通过机械结构设计保证定子与转子间的间（jiān）隙恒（héng）定，电机不会发生扫膛现象，因此（cǐ）电机的气隙可以设计的比普通永磁（cí）直驱电机的小很多，从而大幅降低电机永磁体用量（liàng），降低生产成本，节约稀土资源，节能用（yòng）电量。当模块发（fā）生故障时，直接拆卸故障（zhàng）电机，更换（huàn）新的（de）模块电（diàn）机（jī）即可正常运行。使用（yòng）本产品完全不会因电机发生故障而影响到生产工期。　　2、球（qiú）磨机（jī）专用随动式永磁（cí）直驱（qū）电（diàn）机概述　　本产品的随动式定子结构构成一（yī）种“小车结构”，滚筒就像公路，定子块就像汽车。滚轮贴合滚筒旋转相当于汽车在公路行驶（shǐ），公路的起（qǐ）伏不影响车轮与地面贴合，即滚筒偏（piān）心（xīn）浮动不影响滚轮贴合滚筒，保证定子（zǐ）、转子间隙恒定（dìng），在球磨机因装配误差、轴承磨损、滚筒形变、重载震动等原因造成电机偏心、气隙（xì）不均匀时，仍能正常运转，保证磨机始终运行在性能状态，不（bú）必停机检修。同时（shí）电机定子与转子间的间隙也可以做的更小，减少永磁体（tǐ）用量，并且因为随动式（shì）结构，电机不会发生扫膛现象。　　本产品电机的定子为随动式结构,基于模块化（huà）永磁直驱电机，采用独立的扇形定（dìng）子块结构（gòu），其随动原（yuán）理是在定子块（kuài）的轴向两侧安装滚轮且（qiě）滚轮贴合滚筒来确定（dìng）定子与转子间的间隙，定子块径向外侧设有与支撑框架（jià）相连的弹性机构。弹性机构在球磨机滚（gǔn）筒不（bú）偏心时处于半压缩状态,如（rú）果球磨机滚筒（tǒng）向上波动（dòng），转筒会向上顶定（dìng）子块（kuài）上（shàng）安装的（de）滚轮（lún），进而带（dài）动定子块向上移动，上方弹性机构继续压缩;下方定子块在受到永磁体对其向上的吸引（yǐn）力的同（tóng）时，定子块上的（de）弹性（xìng）机构将其向（xiàng）上顶，保证下方定子块的滚轮依然贴合（hé）转筒外表面，使定子块跟随转筒波动而进行径向与圆周方向的（de）移动，从而保证定子、转（zhuǎn）子之间的间隙（xì）不变。球磨机滚筒向下复位或继续向下波动，则（zé）上方定子块在受到永磁体对其向下的吸引（yǐn）力的同时，弹性机构将上方其向下（xià）压,下（xià）方定（dìng）子（zǐ）块被（bèi）转（zhuǎn）筒向下压。　　本产品弹性装置的压力（lì）大小可（kě）调，对于不同位置的（de）定（dìng）子块设置不同的压力（lì）,避免因（yīn）弹性装置设置的压力过大造成滚轮或转筒磨损较快。　　本产品（pǐn）将永磁（cí）电（diàn）机采用模块化控（kòng）制，根据不同功率的电机设计采用（yòng）不（bú）同（tóng）个数的随动式定子块（kuài）构成一（yī）台模（mó）块电机，一台整圆（yuán）电机由多台模块电机（jī）构成（chéng）,多台模（mó）块电（diàn）机共用同一个转子，模块电（diàn）机包绕式安装在球磨机滚筒上。相邻随动式定子块（kuài）间设有固定在支撑（chēng）框架上的挡板来对定子块进行圆周（zhōu）方（fāng）向的限位。球（qiú）磨机（jī）滚筒的法兰处衔接T型支撑板,用于（yú）支（zhī）撑安装电机转子铁心及磁钢。　　本产品的随动式定子块安装（zhuāng）拆卸十分便捷，只需要沿球磨（mó）机的径向依（yī）次拆卸密封（fēng）外壳、弹（dàn）性机构、弹性机（jī）构与定子块之间的连接杆、弹性（xìng）机构支撑架，即（jí）可将定子块（kuài）沿径向拉出，进行检修或更换新（xīn）的定子块。　　3、采用本产品代替传统磨机的电机驱动系统的优点　　现阶段大多数的球磨机仍采用三相（xiàng）感应（yīng）电动机、联轴器、减速装置以及齿轮结构（gòu）进行驱动。永磁同步电机与感应（yīng）电机相比优势（shì）是它有（yǒu）较（jiào）高的效率和功率因数，损耗大大降低，节约了能源。永磁电机通过（guò）变频器进行调速，电机（jī）运行平稳，系统响应速度快，感应电机则起动相对困难。这些也是近年来永磁（cí）电机应用越来越广泛的原（yuán）因。　　采用永磁直驱，取消了中间的减速机、联轴器、及齿轮的传动环节，缩短系（xì）统的传动链，直驱系统的传动效率将提升至少20%。球磨机直驱系统的传动效率不仅得到大幅提升，而且直驱系统的故障率低，维护检修方便，还避免了传统设备因漏油造成环境污染。　　由于本（běn）产品电机定子采用了模块化设计，不仅降低了（le）加工，制造，运输等难度，还（hái）相当于把（bǎ）一个大功率电机做成了多个小功率电机。模块化电机的控制技术可以实现降低大功（gōng）率（lǜ）电机的输入电（diàn）压，但是不增（zēng）加电机的输入（rù）电流，电机不必采用高等级（jí）绝缘，模块（kuài）化电机采用多台小功率变频器（qì）联合供（gòng）电。这样设计降低了电机的供电电压和使用的（de）变频器（qì）容量，从而降低（dī）成（chéng）本。球磨机运行（háng）在轻（qīng）载工况时,完全可以只运行部分模块电机（jī）驱动球磨机。　　传统电机故障时，会（huì）导致电机合（hé）成磁动势发生畸变，谐波（bō）含量增加，平均转矩下降，转矩波动显著增加，无法继（jì）续正常运行。而本产品进行（háng）了模块（kuài）化设计，每个模块（kuài）电机都具有一（yī）套独立的控制系统，大大提升了电机控制的自由度,可（kě）以利用（yòng）其多电机结构（gòu）和控制（zhì）灵（líng）活的优（yōu）势，在发生故障时。可以直接拆卸故障电（diàn）机更（gèng）换新的模块电（diàn）机即可正常运（yùn）行。模块化（huà）电机具有冗余的模块数，也（yě）可切除故障子模块而控制其余正常子模块降额（é）运行。使用本产品完全不会因电机发（fā）生故障而影响到生产工期（qī）。　　球磨机因加工误差（chà）、轴承磨损、滚筒形变或重载产生震动等因素会发（fā）生转子偏心（xīn）现象，偏心严重时还（hái）会造成电机扫膛损坏（huài）电机（jī），实际生（shēng）产中常常通过增加气隙大小来预防扫膛，而（ér）气隙增大会导致（zhì）永磁体用（yòng）量增加，提高电机制造（zào）成本。随动式定子结构的模块电机，能在转筒偏心（xīn）时保证定子与转子之间的间隙（xì）恒定，可将气隙做的更（gèng）小，减少永磁体（tǐ）用量，电（diàn）机不会发生扫膛现象（xiàng），同时因为该随动式定（dìng）子结构在偏心时能继续正常工作，检修次数更少，工作时间更（gèng）长，大体积球磨机检（jiǎn）修复杂，降低检修次数就是提高生产效率。　　4、随动式球磨（mó）机装配示意（yì）图　　二、永磁直驱立磨技术　　1、立磨（mó）直驱对比于传统感应电机的优点( 1）变频调速控制，实（shí）现负载工况多样性　　传统立磨速度（dù）单一，工况适应（yīng）能力差。遇到突（tū）发事件，调（diào）整磨鞮高度来改变系统工作环境，系统反应速度慢（màn）。永（yǒng）磁同步电机采用变频调速，适应工况能力强。遇到突发事件（jiàn），除调整磨辗高度外，还（hái）增（zēng）加了速（sù）度调节以快速适应系统工作环境，系统反应速度更快。　　(2）系统简单,可靠性高　　传统系统因（yīn）三（sān）相感应电机无法在低速实现大转矩输出，需要额外的盘车系统满足立磨的低速起（qǐ）动。为保证在电机起动过程不（bú）对电网造成过大的冲击，需增加软起动（dòng）装置（zhì）。三相感应电机起动后，通过减（jiǎn）速器满足系统转矩需要，整个系统（tǒng）构（gòu）成复杂，系统运行的辅助（zhù）设（shè）备很（hěn）多。直驱（qū）系统（tǒng）由变频控制系统控制永（yǒng）磁同步电机起动，转矩特性满足需要，无需盘车系统和减速器，辅助系统少，结构简单。　　(3）变频器软起（qǐ）动，起动过程随意设定　　传统系统先由低速盘（pán）车系统起动，待三相感应电机达到起动（dòng）条件（jiàn）后，软起（qǐ）动装置起动三相感应电机，系统运行。系统控制复杂（zá），低速无（wú）法实现过载输出。在低速过程需要（yào）盘车系统，将转速提高到三相感应电（diàn）机起动条件。直驱系统直接变频低速起动，系统直接运（yùn）行，系统控制简（jiǎn）单。变频控制起动过程可根据实际工况进行调整，以满足各种工况的需求。低速可过载输出，满（mǎn）足起动（dòng）需要，取代盘车系统。　　(4）无减（jiǎn）速器，维护成本更低,维护次数少　　系统各（gè）构成单元均需要时常检查和（hé）定期维护（hù），传统系统构成单元多。同时立磨减速器结构复杂需要经（jīng）常维护，维护成本费用高。同时系统无法实现在低速运行的情况下进行系统维（wéi）护。直驱系统构成单元简单（dān），变频器控（kòng）制永磁同步电机（jī）直接驱动，控制方便。系统内无减速器，无需额外进行维护，系统维护成（chéng）本低（dī）。同时，系统可实现在电机低（dī）速运行情况下进行系统维护。　　(5）传动效率高,节能效果明显　　综上（shàng）采用直驱永磁电机取代（dài）传统（tǒng）驱动系统年节电（diàn）量达181万元。（按照5000h,0.6元（yuán）/kWh）立式鲲磨（mó）机直驱系统的优势与球磨机直驱系统相同，这里（lǐ）不再（zài）一—赘述。　　2、永磁直驱立磨结构示意图　　本（běn）新型立磨结构采用永磁直（zhí）驱电（diàn）机驱动,提高了立磨效（xiào）率。在立磨扶正轴承与压力轴承上进行突破，通过设计一种双向载荷扇形模块机构替代大（dà）直径（jìng）轴承，方（fāng）便加工、生产、运输、装配、维修，并降低（dī）成本,在工程实际中具有很强的实（shí）用（yòng）型。　　针对大、中、小型不同尺寸的立磨，分别设计了三（sān）种（zhǒng）立磨专用永磁电机，代替传统（tǒng）的减速机与三相异步电动机，永磁直（zhí）驱（qū）电机具有（yǒu）双向载荷机构与不同的放（fàng）置位置（zhì），均能达到扶正与承压的作用，并且方便制造、装配维护，节省成本。均已申请专 利。

　　1、技术背景　　传（chuán）统的球磨机（jī）、立磨机（jī）大都采（cǎi）用（yòng）三相异步电动机、联轴器、减速装置以（yǐ）及齿轮结构进行驱动，导致球磨机的传动系统存（cún）在机械（xiè）传动链冗长、效率低、机（jī）构复杂、运行维护工作量大等问题。　　沈阳工（gōng）业大（dà）学电机与控制技术研究所（suǒ）与河（hé）南91视频网机电设备有限公司联合设（shè）计研发的（de）球磨（mó）机、立磨机采用永磁（cí）直驱电机,通过将电动机与机械结构进行机电一体化设计，取消动力传输的中间环节，做（zuò）成直驱方案，能直接满足荷载的需求，省去传统磨机的减速（sù）机，显著提高了电机的效率与功率因数，具有节能、起动转矩（jǔ）大、过载能力强、系统免维（wéi）护、自动化程度高等优点。　　在（zài）控制方（fāng）面（miàn）,本产品（pǐn）电（diàn）机定子采用了模块化（huà）设计，不仅降低了加工、制造、运输等难度，还相当于把一个大功率电机做成了多个小功率电机（jī）。模块（kuài）化电机的控制（zhì）技术（shù）可以实现降低大功率电机的输入电压（yā），但是不增加电机的输入电流，电（diàn）机不必采用高等级绝缘。模块化电机采用多台小功率（lǜ）变频器联合供电，这样设计降低了电机的供电电压（yā）和使用（yòng）的变（biàn）频器容量，从而降低成本。每个模块电机都具有一套独立的控制系统，大大提升了电机控制的自由度，球磨机运（yùn）行在轻载工况时，完全可以只（zhī）运行（háng）部分模块电机驱动球磨机（jī）。　　在结构（gòu）方面，本产品电机的定子采用了一种自主设计研发的随动式结构，将整圆的定子分成若干（gàn）个相互存在间隙的小扇形块（kuài），通过（guò）机械结（jié）构（gòu）设计，确定了一种无论球磨机转筒是（shì）否震动或偏心，定子块始终跟随转筒运动从而保持定子与转子间隙恒定的结构。本产品通（tōng）过机械结构设计保证定子与（yǔ）转子间的间隙恒（héng）定，电机不会（huì）发生扫膛现象，因此电机的气隙可（kě）以设计的比普（pǔ）通永磁直驱电机的小很多，从而大幅降低电机永磁体用量，降低生产成本，节约稀土资（zī）源，节能用电量（liàng）。当模块发生故障时，直接拆卸故障电机，更换新的模块电机即可正常运行。使用本产（chǎn）品（pǐn）完全不会因电机发生故障而影响到生产工期。　　2、球磨机专用随动式永磁直驱电机概（gài）述（shù）　　本产品的随动式定子结构构成一种“小车结构”，滚筒就像公路，定子块就像汽车。滚轮贴合滚筒（tǒng）旋转相（xiàng）当于汽车在公路行（háng）驶，公路的起伏不影响车轮与地面贴合，即滚筒偏心浮动（dòng）不影响（xiǎng）滚轮贴（tiē）合滚筒，保（bǎo）证定子、转子间隙恒定，在球磨机因装配误差（chà）、轴承磨损、滚（gǔn）筒形变、重载震动等原因造成电机偏心、气隙不均匀时，仍能正常运转，保证磨机始终运行在性能状态，不必停机检修。同时电机定（dìng）子与（yǔ）转子间（jiān）的间隙也可以做的更小，减少永磁体（tǐ）用量，并且因为随动式结构，电机不（bú）会发生扫膛现象。　　本（běn）产品电机（jī）的定子为随动式结构,基于（yú）模块化永磁直驱电机，采用独立的扇（shàn）形定子块结构，其随动原理是在定子（zǐ）块的轴向两侧安装滚轮且滚轮贴合滚筒来确定定子与转子间的间（jiān）隙，定子块（kuài）径向外侧设有与支撑框架相连的弹性（xìng）机构。弹性机构在球磨机滚筒（tǒng）不偏心时处于半压缩状态,如果球磨机滚筒（tǒng）向上波动，转筒会向上顶定子块上安装的滚（gǔn）轮，进而带动定子块向上移（yí）动，上方弹性机构继续压缩;下（xià）方定子块在受到永磁体对其向上的吸引力（lì）的同时，定子（zǐ）块（kuài）上的弹性机构将其向上顶，保（bǎo）证下方定子（zǐ）块的滚轮依然贴合转筒外表面，使（shǐ）定子块跟随转筒波动而进行径向与圆周方向的移（yí）动，从而保证定子、转子之间的间隙不变。球磨机滚筒向下复位或继续向下波动，则上方定子（zǐ）块在受到永磁体对其向下的吸引力的同（tóng）时，弹性机构将上方其向下压,下方（fāng）定子块被转筒向下压。　　本产品弹性装置的压力大小可调，对于不同位置的定子块设置不同的压力,避免因弹性装置设置的压力过大造成滚轮（lún）或（huò）转筒磨损较快（kuài）。　　本产品将永磁电机采用模块化控制，根据不（bú）同功率的电机（jī）设计采（cǎi）用不（bú）同个数的随动式定子（zǐ）块构成一台模块电机，一台整圆电机由多台模块电机构成,多台模块电机共用同一个转子，模块电（diàn）机（jī）包绕（rào）式安装在球磨机滚筒上。相（xiàng）邻随动式定子块间设有固定在支撑框架上的挡板来对定（dìng）子块进行圆周方向（xiàng）的限位。球磨机滚（gǔn）筒的法兰处衔接（jiē）T型支撑板,用于支撑安（ān）装电（diàn）机转子铁（tiě）心及（jí）磁钢（gāng）。　　本产品的随动式（shì）定子块（kuài）安装拆卸十分便捷（jié），只（zhī）需要沿球磨机的径向依次拆卸密封外壳、弹性机构（gòu）、弹性机构与定子块之间的连接（jiē）杆、弹性机构支撑架，即可将定子块沿径向拉出，进行检修或更换新的定（dìng）子（zǐ）块（kuài）。　　3、采用本产品代替传统磨机的电机驱动系统的优（yōu）点　　现阶段大多数的球（qiú）磨机仍采用三相感应（yīng）电（diàn）动（dòng）机（jī）、联轴器、减速装（zhuāng）置以及齿轮结构进行驱动（dòng）。永磁同步电机与感应电机相比优势是它有较高的效率和功率因（yīn）数，损耗大大降低，节（jiē）约了能源。永磁电机通过变频器进行调速，电机运行平稳，系统响应速度快，感（gǎn）应电机（jī）则起动相对困难。这（zhè）些也是近年来永磁电机应用越来越广泛的原（yuán）因。　　采用（yòng）永磁直驱，取消了中间的减速机、联轴器、及齿（chǐ）轮（lún）的传动环节（jiē），缩短系（xì）统的传动链，直驱（qū）系统的传动效率将提升至少20%。球磨（mó）机直驱系统的传动效率不仅得到大幅提升，而且直驱系（xì）统的故（gù）障率低，维护（hù）检修方便，还避免了传统设备因漏油造成环境污染。　　由于本产品电机定子采用（yòng）了模块化设计，不（bú）仅降低了加工，制造，运输等难度，还相当于把一个大功率电机做成了多（duō）个小功率电机。模块（kuài）化电机的控制技术可以实现降低大功率电机（jī）的输入电压，但是（shì）不增加电机的输入电流，电机不必采用高等级绝缘，模块化电机采用（yòng）多台小功率变频器联合供（gòng）电。这样设计降低了电机（jī）的（de）供电电压和使用的变频器容量，从而降低成本。球磨机运行在（zài）轻载工（gōng）况时,完（wán）全可以只运行部分模块电机驱动球磨机。　　传统电机故（gù）障时，会导致电机合成磁动势发生畸变，谐波含量增加，平均（jun1）转矩下降，转矩波动显著增（zēng）加，无法继续正（zhèng）常运行。而本产品进行了模块化设计，每个模块电机都具（jù）有一套独立的控制系统，大大提升了电机控（kòng）制（zhì）的自（zì）由度,可以（yǐ）利用其多电机结构和控制灵活的优势，在发生（shēng）故障时。可以直接拆卸故障电机更换新的模块电机即（jí）可正常运行。模块（kuài）化（huà）电（diàn）机具有冗余的模块数，也可切除故障子模块而控制其余（yú）正常子（zǐ）模块降额运行。使用本产品完全不会因电机发生故障（zhàng）而影响到生产工期。　　球磨（mó）机因加工误差、轴承磨（mó）损、滚（gǔn）筒形变或重载产生（shēng）震动等因素会发生转子偏心现象，偏心严重时还会造成电（diàn）机扫膛损坏电机，实际生产中常常通过增加气隙大小来预防扫膛，而（ér）气隙增大（dà）会导致永磁体用量增加，提高电机制造成本。随动式定子（zǐ）结构的模块电（diàn）机，能在转筒偏心（xīn）时保证定子与转子之间的间隙恒定，可将气隙（xì）做的更（gèng）小，减少永磁体用量，电机不会发生扫膛（táng）现（xiàn）象，同时因为（wéi）该随动式定子结构（gòu）在偏心时能继续正常工作，检修次数更少，工作时间更长，大体积球磨机（jī）检修（xiū）复杂，降低检修次数就是提高生产效率。　　4、随动式（shì）球磨机装配示意图　　二、永磁直驱（qū）立磨技术　　1、立（lì）磨直驱对比于传统感应电机的优点( 1）变频调速控制，实现（xiàn）负载工（gōng）况多样性　　传统立磨速度单一，工况适应能力差。遇到突发事件，调整磨鞮高度来改变系统（tǒng）工作环境，系统（tǒng）反应速度慢。永磁同步电机采用变频调速，适应工（gōng）况能力强。遇到突发事件，除调整磨辗高度外，还增（zēng）加了速度调节以快速（sù）适应系统工作环境，系（xì）统反应速（sù）度（dù）更快。　　(2）系统简单,可靠性高　　传统系统因三相感应电机无法在低速实现（xiàn）大转矩输出，需要额外的盘车系统满足（zú）立磨的低（dī）速起动。为保证在电（diàn）机起（qǐ）动过（guò）程不对电网造成过大的冲击，需增加软起动装置。三相感应（yīng）电机起动后，通过减速器满足系统转矩需要，整个系统构（gòu）成复杂（zá），系（xì）统运行的辅助设（shè）备（bèi）很多。直驱系统由变频控制系统控制永（yǒng）磁同步电机（jī）起动，转矩特性（xìng）满足需要，无需（xū）盘车系统和减速器，辅助系统少，结构简单。　　(3）变频器软起动，起动过程随（suí）意设定　　传统系统先由低速（sù）盘车（chē）系统起动，待三相感（gǎn）应（yīng）电机达到起动条件后，软起动装置起动三相感应（yīng）电机，系统运行。系统控（kòng）制复杂，低速无法实现过载输出。在低速过（guò）程需要盘车系统，将（jiāng）转速提高到三相感（gǎn）应电机起动条件。直驱系统直接变频低速起（qǐ）动，系统直接运行，系统控制简单。变频控制起动过程可根据实（shí）际工况进（jìn）行调整，以满足各种工况的需求。低速可过载输出，满足起动（dòng）需要，取代盘车系统。　　(4）无减速器，维护（hù）成本更低,维护次数少　　系统各构成单（dān）元均需（xū）要时常检查和定期维护，传统系统构成单（dān）元多。同时立磨减速器结构复杂需要经常维护，维护成本费用高。同时系统（tǒng）无法（fǎ）实现在低速运行的情（qíng）况下进行系统维护。直驱系统构成单元简单，变频器控制永磁同步电机直接驱动，控（kòng）制方便。系统内无减速器，无需额外进行维护，系统维护成本低。同时，系（xì）统可实（shí）现在电机低速运行情（qíng）况下（xià）进行系（xì）统维护。　　(5）传动效率（lǜ）高,节能效果明显　　综上采用直驱永磁电机取代传统驱动系（xì）统年节电量达181万元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鲲磨机直驱系统的优势与（yǔ）球磨机直驱系统相同，这里不再一—赘述。　　2、永磁直（zhí）驱立磨结（jié）构示意图　　本新（xīn）型立磨结构采用永磁直驱电机驱动,提高了立磨效率。在立磨扶正（zhèng）轴承与（yǔ）压力轴承上进行突破，通过设计一（yī）种（zhǒng）双向载（zǎi）荷扇（shàn）形模块机构替代大直径轴承，方便加工、生产、运输、装配、维修，并降低成（chéng）本,在工程实际（jì）中具有很强的实用型。　　针对大、中、小型不同尺寸的立磨，分别设计了三种立磨专用永磁电机，代替传统的减速机与三（sān）相异步电动机，永磁直驱电机（jī）具有双向载荷机构与不同的放置位置（zhì），均（jun1）能达到（dào）扶（fú）正（zhèng）与承压的（de）作用（yòng），并（bìng）且方便（biàn）制造、装配维护，节省成本。均已申请专 利。

　　1、技术背景　　传统的球磨（mó）机（jī）、立磨机大都采用三（sān）相异步电（diàn）动（dòng）机、联轴器、减速装置以及齿轮结构进行（háng）驱动，导致（zhì）球磨机的传（chuán）动系统存在机械传动链（liàn）冗长、效率低、机构复杂、运行维护工作量大等问题。　　沈阳工业大（dà）学电机与控制技术研究所与河南91视频网机电设（shè）备有限公（gōng）司联合设计研发的球磨机、立磨机采用永磁（cí）直驱电（diàn）机,通过将电动（dòng）机与机械结（jié）构进行机电一体（tǐ）化设计（jì），取消动力传输的中（zhōng）间（jiān）环节，做成直驱方案，能直接满足荷载的需求（qiú），省去传统磨机的减速机，显著（zhe）提高了电机的效率与功率因数，具有节能、起动转矩大、过载（zǎi）能力强、系统免维护、自动化程度（dù）高等优点。　　在控（kòng）制方面,本产品电机定子采（cǎi）用了模块化设计，不仅（jǐn）降低（dī）了加工、制造、运输等难度，还相（xiàng）当（dāng）于把一个（gè）大功率电机做成了多个小功率电机。模块化电机的控制技术可以实现（xiàn）降低大功率电机的（de）输入电压，但是不增加电机的输入电流，电机不必采用高等级绝缘。模块化（huà）电（diàn）机采用多台小（xiǎo）功率变频器联合供电，这样设计降低了（le）电机的供电电压和使（shǐ）用的变频器（qì）容量，从而（ér）降低成本。每个模块电机都具有一套独立的控制（zhì）系统，大（dà）大提升了电（diàn）机（jī）控制的自由度，球磨（mó）机运行在轻载工况时，完全可以（yǐ）只（zhī）运行部分模块电机驱（qū）动球磨机。　　在结（jié）构方面（miàn），本产品电机的定子采用了一（yī）种自主设计研发的随动式结构，将整圆的定子分成若干个相互存在间隙的小扇形块，通过机械结构设计，确（què）定了一（yī）种无论球（qiú）磨机转筒是否震动或偏心，定子块始终跟随转筒运动从而保持定子与转子间隙恒定的结构。本产品通过机械结构设计保证定子与转子间的间隙恒定，电机不会发生扫膛现象，因此电机的气隙可以设计的比普通永磁直驱电机的（de）小很多，从（cóng）而大（dà）幅降低电机永磁体用量，降低生产（chǎn）成本，节约稀土资源，节能用电量。当模块发生故障时，直接拆卸故障电机，更换新的模块电机即可正（zhèng）常运行。使用（yòng）本产品完全不会（huì）因电机发生故障而影响（xiǎng）到生产工（gōng）期。　　2、球（qiú）磨机专用（yòng）随动式永磁直驱电机概述　　本产品的随（suí）动式（shì）定子结构构成一种“小车（chē）结构”，滚筒就像公路，定子块就像（xiàng）汽车。滚（gǔn）轮贴（tiē）合滚筒旋转相当于（yú）汽车在公路行驶，公路的起伏不影响（xiǎng）车（chē）轮（lún）与地面贴合，即滚筒偏（piān）心浮动不影响滚轮贴合滚筒，保证定子、转（zhuǎn）子间隙恒（héng）定，在球磨机因装配误差、轴承磨损、滚筒形变、重载震动等原因造成电机偏心、气隙（xì）不均匀时，仍能正常运转，保证磨机始终运行在性能（néng）状态，不（bú）必停机检修。同时电机定子与转子间的间（jiān）隙也可以做（zuò）的更小，减少永磁体（tǐ）用量，并且因为随动式结构，电机不会发生扫膛现象。　　本产品电机的定子为随动式结构,基于模块化永（yǒng）磁直驱电机，采用独立（lì）的扇形（xíng）定（dìng）子块（kuài）结（jié）构，其随动原理是在定子块的轴向两侧安装滚轮且滚轮贴合滚筒来确定（dìng）定（dìng）子与转子间的（de）间隙，定子块（kuài）径向外侧设有与支撑框架（jià）相连的弹性机构。弹性机构在球磨机（jī）滚筒不偏心时处（chù）于半压缩状态,如果球磨（mó）机滚筒向（xiàng）上波动（dòng），转筒会向上（shàng）顶定子块上安装的滚轮（lún），进而带（dài）动定子块向上移（yí）动（dòng），上方弹性机构继（jì）续（xù）压缩;下方（fāng）定（dìng）子块在受到永磁体（tǐ）对其向（xiàng）上的吸引力的同（tóng）时，定（dìng）子块上的（de）弹性机构将其向上顶，保证下（xià）方（fāng）定子块的（de）滚轮依然贴合转筒外表（biǎo）面（miàn），使定子块跟随转筒波动而进（jìn）行径向与圆周方向的移（yí）动，从而保证定子、转子之间的间隙不变。球磨机滚筒向（xiàng）下复位或继续向下波动，则上（shàng）方定（dìng）子块在受到永磁体对其向下的吸引力的同时，弹性机构将上方其向下压（yā）,下方定子块（kuài）被转筒向下压。　　本产品弹性装置的压力大小可调，对于不同位置的定子块设置不同的压力,避免因弹性装置设置的压力过大造成滚轮或转（zhuǎn）筒磨损（sǔn）较快。　　本产品将永磁电机（jī）采（cǎi）用（yòng）模块化控制（zhì），根据不同功率的电（diàn）机设计采用不同个数的随动（dòng）式定子块构成一台模块电机，一台整圆电机由多台模块电机构成,多台模块电机共用同一个转子，模块电机包绕式安装在球磨机滚筒上。相（xiàng）邻随动式（shì）定子块间设有固定在支撑框架上的挡（dǎng）板来（lái）对定子块进行圆周方向（xiàng）的限位。球磨机滚筒的法兰处衔接（jiē）T型（xíng）支撑板,用于支撑安装电机转子铁心及磁钢。　　本产品的随动式定子块（kuài）安装拆卸十分便捷，只需要沿球磨机的径向依次拆卸密封外壳、弹性机构、弹性机构与定子块之（zhī）间的连接杆、弹性（xìng）机构支撑架，即可将定子块沿径向（xiàng）拉出，进行检修或更换新的定子块。　　3、采用（yòng）本产品代替传统磨机的电机驱动系统的优（yōu）点　　现阶段大多数的球磨机（jī）仍采用（yòng）三相感应电动机、联轴器、减速装置以及齿轮结构（gòu）进行驱动。永磁同步电机与感应（yīng）电机相比优势是它有较高的效率和功率因数（shù），损耗大大降（jiàng）低，节约了能（néng）源。永磁电（diàn）机通过变频器进行调速，电机运行平稳，系统响应速度快（kuài），感应电机（jī）则起动相对困难。这些也是近年来永磁电机应用越来越广泛的原因。　　采用永磁直驱，取消了中间的减速机、联轴器、及齿轮的传动环节，缩短系统的传动链，直驱系统的传动效率将提升至少20%。球磨机直驱系（xì）统的传动效（xiào）率不仅得到（dào）大（dà）幅（fú）提升，而且直驱系统的故障率低（dī），维护检修方（fāng）便，还避免了传统设（shè）备因漏油造成（chéng）环（huán）境污染。　　由于本产品电机定子采（cǎi）用了模块化设计，不仅降低了加工，制（zhì）造，运输等难（nán）度，还相当于把一个大功率电机（jī）做成了多个小功（gōng）率电机。模块化电机的控制技（jì）术可以实现降低大功率电机的输入电压，但是不增加电机的输入电流，电机不必采用高等级绝缘，模块化电机采用多台小功率变（biàn）频器联合供电。这样设计降低了电机的（de）供电电压和使用的变频器容（róng）量，从而降低成本。球磨机运行在轻载工况时,完全可以只运行部分模块电机驱动球磨机。　　传统（tǒng）电机故障时，会导致（zhì）电机合成磁（cí）动势发生畸变，谐波含量增加，平均（jun1）转矩下降，转（zhuǎn）矩波动显（xiǎn）著增加，无法继续正常运行。而（ér）本产品进行了模块化设计，每个模块电机都具有一套独立的控（kòng）制系统，大大提升了电机控制的自由（yóu）度（dù）,可以利（lì）用其多电机结构和控制灵（líng）活的优势，在（zài）发生故障时。可以直接拆（chāi）卸故障电（diàn）机更换新的模块电机即可（kě）正常运行。模块化电机具有冗余的模块数，也可切除故障子模块而控（kòng）制其余（yú）正常子模块降额运行。使用本产品完（wán）全不（bú）会因电机发生故障而影响到生产工期。　　球（qiú）磨机因加工误差、轴承磨（mó）损、滚筒形（xíng）变（biàn）或重载产生震动（dòng）等因素（sù）会（huì）发生转子偏心现象，偏心严重时还会造成电机（jī）扫膛损坏电机，实际生产（chǎn）中常常通过增加气隙大小来预防（fáng）扫膛，而气隙（xì）增（zēng）大会导致永磁体用量增加，提高电（diàn）机制造成本。随动式（shì）定子（zǐ）结构的模块电机，能在转筒偏心时保证（zhèng）定（dìng）子（zǐ）与转子之间的（de）间隙恒（héng）定，可将（jiāng）气隙做的更小，减少永磁体用量，电机不会发生扫膛现象，同时因为该随动式定子结构（gòu）在偏心时能继（jì）续（xù）正常工（gōng）作，检修次数更少（shǎo），工作时间更长，大体积（jī）球磨机检（jiǎn）修复杂（zá），降（jiàng）低（dī）检修次数就是提高生产效率。　　4、随动式球磨机装配示意图　　二、永磁直驱（qū）立磨技术　　1、立磨直驱（qū）对（duì）比（bǐ）于传统感应电机的优点( 1）变频调速控（kòng）制，实现负载工况多（duō）样性　　传统立磨速度单一，工况适应能力差。遇（yù）到突发事件，调整磨鞮高（gāo）度来改变系统（tǒng）工作（zuò）环境，系统反应速度慢。永磁同步电机采（cǎi）用变频调速，适应工况能力强。遇到突发事件，除调整（zhěng）磨辗高度（dù）外，还增加了速度调（diào）节以快速适应（yīng）系统工作环境，系统反应（yīng）速度更快。　　(2）系统简单,可靠性高　　传统系统因三相感应（yīng）电机无法在低速实现（xiàn）大转矩输出，需要额外的盘车系统满足立磨的低（dī）速起动（dòng）。为保证在电机（jī）起动过程不（bú）对电网造成过大的冲击，需（xū）增加软起动装置。三相感应电（diàn）机起动后，通过减速器满足系统转矩需要，整个系统（tǒng）构成复杂，系统运行的辅助设备很多。直驱系统由变频（pín）控制系统控（kòng）制永磁同步电机起动，转矩特性（xìng）满足需要，无需盘车系统和（hé）减速器，辅助（zhù）系统少（shǎo），结构简单。　　(3）变频器软（ruǎn）起动，起动过程随意设（shè）定　　传统系统先由低速盘车（chē）系统起动，待三相感（gǎn）应电机达到起（qǐ）动条件后，软起动装置起动三相感应（yīng）电机，系统运行（háng）。系统控制复杂，低速无法实现过载输出（chū）。在低速过程需要盘车系统，将（jiāng）转速提（tí）高到三相感（gǎn）应电机起动条件。直驱（qū）系统直接变频低速起动，系统直接运行，系（xì）统控制简（jiǎn）单。变（biàn）频控制起动过程（chéng）可根据实际（jì）工况进行调整（zhěng），以满足（zú）各种工况的需求。低速可过载输出，满足起动需要，取代盘车系统（tǒng）。　　(4）无减（jiǎn）速器，维护成本更（gèng）低,维护次数少　　系统各构成单元均需要时常检（jiǎn）查（chá）和定期维护，传统系统构成（chéng）单元多。同时立磨减速器结构（gòu）复杂（zá）需要（yào）经常维护，维护成（chéng）本费用高。同时（shí）系统无法（fǎ）实现在低速运行的情况下进行（háng）系（xì）统维护。直驱系统构成单元简单，变频器控制永磁（cí）同步电机直接驱动，控制方便。系统内（nèi）无减速器，无需额外进行维护，系统维护成本低。同时，系统可实现在电机（jī）低速运行情况下进行系统维护。　　(5）传动效率高,节能效果明显　　综上采用直驱（qū）永磁电机取代传统（tǒng）驱动系（xì）统年节电（diàn）量达181万元（yuán）。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鲲磨机直驱系统的（de）优势与球（qiú）磨机直驱系统相（xiàng）同，这（zhè）里不再一—赘述。　　2、永磁直驱（qū）立磨（mó）结构示意图（tú）　　本新型立磨结构采用永磁直驱电机驱动,提高了立磨效率。在立磨扶正轴承与压力轴承上进行（háng）突破，通过设计一种双向载荷扇形模块机构替代大（dà）直径轴承，方便加工、生产、运输（shū）、装配（pèi）、维修，并降低成本,在工程实际中具有很强的实用型。　　针对大、中、小型不（bú）同尺寸的立磨，分别设计了（le）三种立磨专（zhuān）用永磁电机，代替传统的减速机与三相异步电动机（jī），永磁直驱电机（jī）具有双向载荷机构与不（bú）同的放置位置，均能达到扶正与承压的作用，并且方便制造、装配维护，节省成本。均已（yǐ）申请专 利。