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（lián）軸器、減速裝置（zhì）以及齒輪（lún）結構進行驅動，導致球磨（mó）機（jī）的傳動係統存在機械傳動鏈冗長、效率低（dī）、機構複雜、運行（háng）維（wéi）護工作量大等問題。　　沈陽工業大學電（diàn）機與控製技術研究所與河南全（quán）新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（diàn）機,通過將電動機與機械結構進行機（jī）電一體化設計，取消（xiāo）動力（lì）傳輸的中間環節（jiē），做成直驅方案，能直接（jiē）滿足荷載的需求，省去傳統磨機的（de）減速機（jī），顯著提（tí）高了電機的（de）效率與功率因數，具有節能、起（qǐ）動轉矩大、過載能力強、係（xì）統免維護、自動化（huà）程度高等（děng）優點。　　在控製方（fāng）麵（miàn）,本產品電機定子采用了模塊化設計，不僅降低了加工、製（zhì）造、運輸等難（nán）度，還（hái）相當於把一個大功率電機做成（chéng）了多個小功率電機。模塊化電機的控製技（jì）術可以實現降低大功率電機的輸入電壓，但（dàn）是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（cǎi）用多台小功率（lǜ）變頻器聯合供電，這樣設計降低了電（diàn）機的供電電壓和使用的變頻器（qì）容量，從而降低成本。每個模塊電機都具有一套（tào）獨立的控製係統，大大提升了電機控製的自由度，球磨機運行在輕載工況（kuàng）時，完全可以隻運行部分模塊電機驅動球磨機（jī）。　　在結構方麵，本產品電（diàn）機的定（dìng）子采用了一種自主設計研發的隨動（dòng）式結構，將整圓的定子分成若幹個相互存在間隙的小扇形塊，通過機械結構設計，確定了一種無論球磨機（jī）轉筒是否震動或（huò）偏心，定子塊始終跟隨轉（zhuǎn）筒運（yùn）動從而保持定子與轉子間隙恒定的結構。本產品通過機械結構設計保證定子與轉（zhuǎn）子間的間隙恒定，電機不會發生掃膛現象，因（yīn）此電（diàn）機的氣隙可以設計的比普通永磁直驅電機的小很多，從（cóng）而大幅降低電機永磁體用量，降低生產成本，節約稀土資源，節能用電量。當模塊發生故障（zhàng）時，直接拆（chāi）卸故障電機，更換新（xīn）的模塊電機即可正常運行（háng）。使用本產品（pǐn）完全不（bú）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磁直驅電機概（gài）述　　本產（chǎn）品的隨動（dòng）式定子結構構成（chéng）一種“小車結構”，滾筒就像公路，定子塊就像汽車。滾輪貼合滾筒（tǒng）旋轉相當於汽車在公路行駛（shǐ），公路的（de）起伏不影響車輪與地麵貼合（hé），即滾筒偏心浮動不影（yǐng）響滾輪貼合滾（gǔn）筒，保證定子、轉子間隙恒定，在球磨機（jī）因裝配誤（wù）差、軸承磨損、滾筒（tǒng）形變、重載震動等（děng）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（zài）性能狀態，不必停機檢修。同時（shí）電機定子與轉子（zǐ）間的間隙也可以做的更小（xiǎo），減少永磁體用量，並且因為隨動式結構，電機不會發生（shēng）掃膛現象。　　本（běn）產（chǎn）品電機的定子為隨動式結（jié）構,基於模塊化永磁直驅（qū）電機，采用獨立的扇形定子塊結構，其（qí）隨（suí）動原理是（shì）在定子塊的（de）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（de）間隙，定子塊徑向外側設有與（yǔ）支撐框架相連的彈性機構。彈性機（jī）構在（zài）球磨（mó）機滾筒（tǒng）不偏心時處於半壓縮狀態,如果球磨機滾筒向上波動，轉筒會向（xiàng）上（shàng）頂（dǐng）定（dìng）子塊上安裝的滾輪（lún），進而帶動定子塊向上移動，上方（fāng）彈性機構（gòu）繼續（xù）壓縮;下方定子塊在受到永（yǒng）磁體對其向上的（de）吸引力的同（tóng）時，定子塊上的彈性（xìng）機構將其向上頂，保證下方定子塊（kuài）的滾輪依然貼合轉筒外表麵（miàn），使（shǐ）定子塊跟隨轉筒波動而進行徑向與圓周方向的（de）移動，從而保證（zhèng）定子（zǐ）、轉子之間的（de）間隙不變。球磨機滾筒向下複位或繼續向下波動，則上方定子塊在受到永磁體對（duì）其向下的吸（xī）引力的同時，彈（dàn）性機構將上方其向下壓,下方定（dìng）子塊被轉筒向下壓。　　本產品彈性裝置的壓力大小可調，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壓力過大造成滾輪或轉筒磨損較快。　　本產品將（jiāng）永磁電機采用模塊化控製，根據不同功率的電機設計采用不同個數的隨動式（shì）定子塊構成（chéng）一台模塊電機，一台整圓電機由多台模塊電機（jī）構成,多台模（mó）塊電機共用同一個轉子，模塊電機包繞式安裝在（zài）球磨機滾（gǔn）筒上。相鄰隨動式定子（zǐ）塊（kuài）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向的限位。球磨機（jī）滾筒的法蘭處銜接T型支撐（chēng）板,用於支撐安（ān）裝電機（jī）轉子鐵心及磁鋼。　　本產品的隨動式定子塊安裝拆卸十分便捷，隻需要（yào）沿球（qiú）磨機的徑向依次拆卸密封外（wài）殼、彈性（xìng）機構、彈性機構與定子塊之間的連接杆（gǎn）、彈性機構（gòu）支撐架，即可將定子塊沿（yán）徑向拉出，進行檢修或更換新的定（dìng）子塊。　　3、采用本（běn）產（chǎn）品代替傳統磨機的電機驅動係統的優點　　現（xiàn）階段大多數的球磨（mó）機仍采用三相感應電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進行驅動。永磁同步（bù）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，損耗大大降低，節約了能源。永磁電（diàn）機通（tōng）過變頻器（qì）進行調速，電機運行（háng）平穩，係統響應速度（dù）快，感應電機（jī）則起動相對（duì）困難。這些也是近年來永磁電機應用越來越廣泛的原因。　　采用（yòng）永磁直驅，取消了中（zhōng）間的（de）減速機、聯軸器、及齒輪的傳動環節，縮短係統的傳動鏈（liàn），直驅係（xì）統的傳動效率將提升至少20%。球磨機直驅係統（tǒng）的傳動效率不僅得到大（dà）幅提升，而且直驅（qū）係統的故障率低，維護檢修方便，還避免了（le）傳統設備因漏油造成環境汙染。　　由於本產品（pǐn）電機定子采（cǎi）用了模塊化設計，不僅降低了加（jiā）工，製造（zào），運輸等難度，還相當於把一個大功率電機做成了多個（gè）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，但是不（bú）增加（jiā）電機的輸入電流（liú），電機不必采用高等級絕緣，模塊化電機采用多台（tái）小功率變頻器（qì）聯合（hé）供電。這樣設計降低了電（diàn）機的（de）供電電壓和使用的變頻器（qì）容量，從而（ér）降低成本。球磨機運行在輕載工況時,完全可以隻運行部分模塊電機驅動球磨機。　　傳統電機（jī）故障時，會導致電機合成磁動勢發生（shēng）畸（jī）變，諧波含量增（zēng）加，平均轉矩（jǔ）下降，轉矩波動（dòng）顯著增加，無法繼（jì）續正常運行。而（ér）本產品進行了模塊化設計，每個模（mó）塊電機都（dōu）具有一套獨立的控製係統，大大提升了（le）電機控製的自由度,可以利用其多（duō）電機結（jié）構和控製靈活的優勢，在發（fā）生故障時。可以直接拆卸故障電機更換新的模塊電機即可正常運行。模塊化電機具有冗餘的模塊數，也可切除故障子模塊而控製其（qí）餘正常子模塊降額運行。使用本產品完全不會因電機發生故障而影響到生產工期。　　球磨機因加（jiā）工誤差、軸承磨損、滾（gǔn）筒形（xíng）變或重載產生震（zhèn）動等因（yīn）素會（huì）發（fā）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（qì）隙增大會導致永磁體用量增（zēng）加，提高電機製造成本。隨動式定子結構的模塊電機（jī），能在（zài）轉筒偏心時保證定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，電機不（bú）會發生掃膛現象（xiàng），同（tóng）時因為該隨動式定子結構在偏心時能繼續正常工（gōng）作，檢修次數更少，工作時間更長，大體積球磨機檢修複雜，降（jiàng）低檢修次數就是提高生產效率。　　4、隨動式（shì）球磨機裝配示意（yì）圖　　二、永磁直（zhí）驅（qū）立磨技術　　1、立磨直驅對（duì）比於傳統感應電機的優點（diǎn）( 1）變頻調速控製，實現負載工況（kuàng）多樣性　　傳統（tǒng）立磨速度單一（yī），工況（kuàng）適應能力差。遇到突發事件，調整磨鞮（dī）高度來改變係統工作環境，係統反應速度慢。永磁同步（bù）電機采用變頻調速，適應工況能力強。遇到突發事件，除調整磨輾高（gāo）度外，還增加了速度調節以快速適應係（xì）統工（gōng）作環境，係統反應速度（dù）更快（kuài）。　　(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（de）盤車係統（tǒng）滿足立磨的低速起動。為保證在電機起動（dòng）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（zú）係統轉矩需要，整個（gè）係統構成複雜，係統運行的輔助設備很多。直驅係（xì）統由變頻控製係統控製永磁同（tóng）步（bù）電機（jī）起動，轉矩特性滿（mǎn）足需要，無需盤車係統和（hé）減速器，輔助係統少（shǎo），結構簡單。　　(3）變頻器軟起動，起動過程隨意設定　　傳統係統先由低速盤車係統起動，待（dài）三相感應電機達到起動條件後，軟起動裝置（zhì）起動（dòng）三相感應電機，係統運行。係統控製複雜，低速無法（fǎ）實現過載輸出。在低速過（guò）程需要盤車係統，將轉速提（tí）高到三相感應電（diàn）機起動條件。直驅（qū）係統直接變頻低速起（qǐ）動，係統直接運行，係統控製（zhì）簡單。變頻控製起動過程可根據實（shí）際工況進行調整，以（yǐ）滿（mǎn）足各種工況的需求。低速（sù）可過載輸出，滿足起動需要，取代盤車係統。　　(4）無減速器，維護成本更（gèng）低,維護次數少　　係（xì）統各構成單元均需要時常檢查和定期（qī）維護，傳統係統構成單元多。同時立磨減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（shí）現在（zài）低速運行的情況（kuàng）下進行係統維（wéi）護。直驅係統構成單元簡單，變（biàn）頻器控製永磁同步電機（jī）直接驅動，控（kòng）製方便。係統內無減速器，無需額外進行維護（hù），係統（tǒng）維護成（chéng）本低。同時，係統可實現（xiàn）在電機低速運行情況下（xià）進行係統維護（hù）。　　(5）傳動效（xiào）率高（gāo）,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（jiē）電量達181萬（wàn）元。（按照5000h,0.6元/kWh）立（lì）式鯤磨機直（zhí）驅係統的（de）優勢與球磨機（jī）直（zhí）驅係統相同，這裏不再一—贅述。　　2、永磁直驅立（lì）磨結構示意圖　　本新型立（lì）磨結構采（cǎi）用永磁（cí）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進（jìn）行突破，通過設計一種雙向載荷扇形模塊（kuài）機構替代大直徑軸承，方便（biàn）加工、生產、運輸、裝配、維（wéi）修，並降低成本,在工程實際中（zhōng）具有很強的實用型。　　針對（duì）大、中、小型不同尺寸的（de）立磨，分別（bié）設計了三種立磨專用永磁電機，代替傳統的減速機與三（sān）相異步電動機，永磁直（zhí）驅電機具有雙向載荷（hé）機構與（yǔ）不同的放置位置，均能達到扶正與承壓的（de）作用，並且方便製造、裝配維護，節省成本。均已申請專 利。

　　1、技術背景（jǐng）　　傳統的球磨機、立磨（mó）機大都采用（yòng）三相異步電動機、聯軸器（qì）、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動鏈冗長、效率低、機（jī）構複雜、運行維護工作量大等問題。　　沈陽工業（yè）大學電機與控製技術研究所與（yǔ）河南91视频网機電設備有限公司聯合設計研發（fā）的球磨機、立（lì）磨機采用永磁直驅電機,通（tōng）過將電動機與機械（xiè）結構進行（háng）機（jī）電一體化設計，取消動力傳（chuán）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（chuán）統磨（mó）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（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,本產品電機定子采用了（le）模塊化設計，不僅降低了加工、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。模塊化電機的控製技術可以（yǐ）實現降低大功率電機的輸入電壓，但是不增加（jiā）電機的輸入電流，電機（jī）不（bú）必采用高等（děng）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的供電電壓和使（shǐ）用的變頻器容量，從而降低（dī）成本（běn）。每個模塊電機都（dōu）具有一套獨立的控（kòng）製（zhì）係統，大（dà）大提升了電機控製的自由度，球磨機運行在輕（qīng）載工況時，完全可以隻運行部分模塊電機驅動球磨（mó）機。　　在結構方麵，本產品電機的定子采用（yòng）了一種自主設（shè）計研發的隨動式結（jié）構，將整（zhěng）圓的定子（zǐ）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（qiú）磨機（jī）轉筒是否震動或偏心，定子塊始終跟隨轉筒運動從而保持定子（zǐ）與轉子間隙恒定的（de）結構。本產品通過機械結構（gòu）設計保證（zhèng）定子與轉子間的間隙恒定，電機不會發生掃膛現象，因（yīn）此電機的氣隙可以設計的（de）比普（pǔ）通永磁直驅電機的小很多，從而（ér）大幅降低電機永磁體用量，降低生產成（chéng）本，節約稀土資源，節能（néng）用電量。當模塊發生故障時，直接拆卸（xiè）故障電機（jī），更換新的模塊電機（jī）即可正常運（yùn）行。使用本產品完（wán）全不會因電機發生故障而影響到生產工（gōng）期。　　2、球磨機專用隨動式永磁直驅（qū）電機概述　　本產品的隨動式定子結構構成一種“小車結構”，滾（gǔn）筒就像公路，定子塊就像汽車。滾輪貼合（hé）滾筒旋轉相當於汽車在公路行駛，公路（lù）的起（qǐ）伏不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（zhuǎn）子間隙恒定，在（zài）球磨機因裝（zhuāng）配誤差、軸承（chéng）磨損、滾筒（tǒng）形變、重載震（zhèn）動等原因造成電機偏（piān）心、氣隙不均勻時，仍能正常（cháng）運轉（zhuǎn），保證磨機始終運行在性能狀態，不必停機檢修。同時電機定（dìng）子（zǐ）與轉子間的間隙也可以做的更小，減少永（yǒng）磁（cí）體用量，並且（qiě）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（huà）永磁直驅電機，采用獨立的扇形定子（zǐ）塊結構（gòu），其隨動原理（lǐ）是在定子（zǐ）塊的軸向（xiàng）兩側安裝滾輪且滾輪貼合滾筒來確定定子與轉子間的間（jiān）隙，定子塊徑向外側設有與（yǔ）支撐框架相連的彈性機構。彈性機構（gòu）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（tǒng）向上波動，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，上方彈性機構繼續壓縮;下方定子塊在（zài）受到永磁體對其向上（shàng）的吸（xī）引（yǐn）力的同時（shí），定（dìng）子塊上（shàng）的彈（dàn）性機構將其向上頂，保證下方定子塊的滾（gǔn）輪依然貼合轉筒外表麵，使定子塊跟隨轉筒波動（dòng）而（ér）進行徑向與圓周方向的移動，從而保證定子、轉子之間（jiān）的間隙不變。球磨機滾筒向下複（fù）位或繼（jì）續向下波動，則上方定子塊在受到永磁體對其向下的吸引力（lì）的同時，彈性機構（gòu）將上方其向下壓,下方定（dìng）子塊被轉筒向下壓。　　本產品（pǐn）彈性裝置的壓力大小可調，對於不同位置的定子塊設（shè）置不同的壓力,避免因彈性裝置設置的壓力過大造成滾輪或轉筒磨損（sǔn）較快。　　本產品將永（yǒng）磁電機采用模（mó）塊化控（kòng）製，根據不同功率的電（diàn）機設計采用不同個數的隨動（dòng）式定子塊構成一台模塊電（diàn）機，一台整圓（yuán）電機由多台模塊電機構成,多台模塊電機（jī）共用同一個轉子，模塊電機包繞式安裝在球磨機滾筒上。相鄰隨動式定子塊間設（shè）有固（gù）定在支撐框架上的擋板來對（duì）定子塊進行圓周方向的限位。球磨機滾筒的法蘭處銜接T型支撐板,用於支撐（chēng）安裝電機轉子鐵心及磁（cí）鋼。　　本產品的隨動式定子塊安裝拆卸十（shí）分便捷，隻需要（yào）沿球磨機的（de）徑向依次拆（chāi）卸密封（fēng）外殼、彈性機構、彈性（xìng）機構與定子塊之間的連接杆、彈性機構支（zhī）撐架，即可將定子塊沿徑（jìng）向拉出，進行檢修或更換新的定子塊（kuài）。　　3、采用本產品代替傳統磨（mó）機的電機驅動係統的優點　　現階段（duàn）大多數的球磨機仍采用三相感應（yīng）電動機、聯（lián）軸（zhóu）器、減速裝置以及齒輪結構進行驅動。永磁同（tóng）步電機與感應電機相比優勢是它（tā）有較高的效率和功率因數（shù），損耗大大降低，節約了能源。永磁電機通（tōng）過變頻器進行調速，電機運行平穩，係統（tǒng）響應速度快，感（gǎn）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（sù）機、聯軸器、及齒（chǐ）輪的傳動環節，縮（suō）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，而且直驅係統的故障率低（dī），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化設計（jì），不僅降低（dī）了加工，製造，運輸等（děng）難度，還相當（dāng）於把一個大功（gōng）率電機做成了多個小功率電機。模塊化電（diàn）機的控製技術可以實現降低大功率電機的輸（shū）入電壓，但是不增加電機（jī）的輸入電流，電機不（bú）必（bì）采用高（gāo）等（děng）級絕緣，模塊化（huà）電機采用多台小（xiǎo）功率變頻器聯合供電（diàn）。這樣設計降低了電機的供電電壓和使用的變頻器（qì）容（róng）量，從而降低（dī）成本（běn）。球磨機運行在輕（qīng）載工況時,完全可以隻（zhī）運行部分模塊電機驅動球磨機。　　傳統電機故障時（shí），會導致電機合成磁動勢發生畸變，諧波含量增加，平均轉矩下降，轉矩波動顯著（zhe）增加，無法繼續正常運行。而本產品進行了模塊化設計，每個模塊電機都具有一套獨立的控製係統（tǒng），大大提升（shēng）了電機（jī）控製的自由度,可以利用（yòng）其（qí）多電（diàn）機結（jié）構和控製靈活的優勢，在發生故（gù）障（zhàng）時。可以直接拆（chāi）卸故障電機（jī）更換新的模塊電機即可正常運行。模塊化電機具有冗餘的模塊數，也可切（qiē）除故障子（zǐ）模塊而控製其餘正常子模塊降額運行。使（shǐ）用本產品完（wán）全不會因電機發生故障而影響到生（shēng）產工期。　　球磨機因加工誤差、軸承磨（mó）損、滾筒形變或重載產生震（zhèn）動等因素會（huì）發生轉（zhuǎn）子偏心現象（xiàng），偏心嚴重時還會造成（chéng）電機掃膛損（sǔn）壞電機，實際生產（chǎn）中常常通過增加（jiā）氣隙大小來預防掃膛，而氣隙增大會導致永磁體用量增加，提高電機製造成本。隨動式定子結構的模塊電機，能在轉筒偏心時保證定子與轉子之間的（de）間隙恒定，可將氣隙做的更（gèng）小，減少永磁體用量，電機不會發生掃膛現象，同時因為該隨動式定子結構在偏（piān）心時能繼續正常工作，檢修次數更少，工作（zuò）時間更長，大體積球磨機檢修複（fù）雜，降低檢修次數就是（shì）提高生產效率。　　4、隨動式球（qiú）磨機裝配示意圖（tú）　　二、永磁直驅（qū）立磨技術　　1、立磨直驅對比於傳統感應電機的（de）優（yōu）點( 1）變頻調速（sù）控製，實現負載工況多樣性　　傳統（tǒng）立磨速度單一，工（gōng）況適應能力差。遇到突發（fā）事件，調整（zhěng）磨鞮高度來改變係統（tǒng）工（gōng）作環境，係統反（fǎn）應速度慢。永磁同步電機采用變頻（pín）調速（sù），適應工況能力強。遇到（dào）突發事件，除調整磨輾高度外，還增（zēng）加了速度調節（jiē）以快速適應係統工作環境，係統反應速度更快。　　(2）係統（tǒng）簡單,可靠性高　　傳統係統（tǒng）因三相（xiàng）感（gǎn）應電機無法在低速實現大轉矩輸出，需要額外的（de）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）成過大的衝擊，需增加軟起動裝置。三相（xiàng）感應電機起動後，通過減速器滿足係統轉矩需要，整個係統（tǒng）構成（chéng）複雜（zá），係統運行的輔助設備（bèi）很多。直驅係統由變頻控製係統控製永磁（cí）同步電機起動，轉矩特性滿足（zú）需要（yào），無需盤車係統和減速器，輔助係統少，結構簡單。　　(3）變頻（pín）器軟起動（dòng），起（qǐ）動過程隨意設定　　傳統係統先由低速盤車係統起動，待三相感應（yīng）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，低速無法實現過載（zǎi）輸出。在低速過程需要盤車係統，將（jiāng）轉速提高到三相感應電機起（qǐ）動條件。直驅係統直接變（biàn）頻低速起（qǐ）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，以滿足各種工況的需求。低速可過載輸出，滿足起動需要，取代盤車係統。　　(4）無減（jiǎn）速（sù）器，維護成本更低,維護次數（shù）少　　係統各構成（chéng）單元均需要時常檢查和定期維護，傳統係統（tǒng）構成單元多。同時立磨減速器結構複雜需要經常維護，維（wéi）護成本費用高。同時係統無法實現在低速運行的情況下進行（háng）係統維護。直驅係統構成單元簡單，變頻器控製永磁同步電機直（zhí）接驅（qū）動，控製方便。係統內無減速器，無需（xū）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運行情況（kuàng）下進行係統維護（hù）。　　(5）傳（chuán）動效（xiào）率高,節能效果明顯　　綜上采（cǎi）用直驅永磁電（diàn）機取代傳統驅動係統（tǒng）年節電量達（dá）181萬元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機直驅係統的優勢與球磨機直驅係統相同，這裏不再一（yī）—贅述。　　2、永磁直驅立磨結構示意圖　　本新型立磨結構采用永磁直驅（qū）電機驅動,提（tí）高了立磨（mó）效率。在立磨扶（fú）正軸承與壓力軸（zhóu）承上進行突破，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（shēng）產、運輸、裝配、維修，並降低成本,在工程實際中具有很強的實用（yòng）型。　　針對大、中、小型不同（tóng）尺寸（cùn）的立磨，分別設計（jì）了三種立磨專用（yòng）永磁電機，代替傳統的減速機與三（sān）相異步電動（dòng）機，永（yǒng）磁直驅電機（jī）具有（yǒu）雙向（xiàng）載荷機構與不（bú）同的放置位置，均能達到扶正與承壓的作用，並且方便製造、裝配維護，節省（shěng）成本。均已申請專 利。

　　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（zhóu）器、減（jiǎn）速裝置以及（jí）齒（chǐ）輪結構進行驅動，導致球磨機的傳動係統存在機械傳動鏈（liàn）冗長、效率低、機構複雜、運行（háng）維護工作量大等問題。　　沈陽工業大（dà）學電機（jī）與控製技術（shù）研究所與河南91视频网機電設備有限公司（sī）聯（lián）合設計研發的球磨機、立磨機采用（yòng）永磁直驅電機,通過將電動機與機械結構進行機電（diàn）一體化設計，取消動力傳輸的（de）中間環節，做（zuò）成直驅方案，能直接滿足荷載的需求，省（shěng）去傳（chuán）統磨機的減速機，顯著提（tí）高了電機的（de）效率（lǜ）與功率因數，具有節能、起動轉矩大、過載能（néng）力強、係統免維護、自動（dòng）化程（chéng）度高等優點。　　在控製方麵,本產品電機定子采用了模塊化設計，不（bú）僅降低了加工、製造（zào）、運輸等難度，還相當（dāng）於把一個大功率電機做成（chéng）了（le）多個小功率電機。模塊化電機的控製技術可以實（shí）現降低大功率電機的輸入電壓，但是不增加（jiā）電（diàn）機的（de）輸入電流，電（diàn）機不必采用高等（děng）級（jí）絕緣（yuán）。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的供（gòng）電電壓和使（shǐ）用的變頻器容量，從（cóng）而降低成本。每個（gè）模塊（kuài）電機都具有一套（tào）獨立的控製係統，大大提升了（le）電機控製的自由度，球磨機運行在輕載工況時，完全可以隻（zhī）運行部分模塊電機驅動球磨機。　　在結構方麵，本產品電機的定子（zǐ）采用了一（yī）種（zhǒng）自主設計研發的隨動式（shì）結構，將整圓的定子分成若幹個相（xiàng）互存在間隙的小扇（shàn）形塊，通過機械結構設（shè）計，確定了一種無論球磨機轉筒是否震動或偏（piān）心，定子塊始終跟隨轉筒運動從而（ér）保持定子與轉子間隙恒定的結構。本產品通過機械結構設計保證定子與轉子間的間（jiān）隙恒定，電機不（bú）會發生掃膛現象，因此電（diàn）機的（de）氣隙可以設計的比（bǐ）普通永磁直驅電機的小很多，從而大幅降低（dī）電機永磁（cí）體用量，降低生產成（chéng）本，節約稀土資（zī）源（yuán），節能用電量。當（dāng）模（mó）塊發生故障時，直接拆卸故障電機（jī），更換新的模塊電機即可正常（cháng）運行（háng）。使用本產品完全不會因電機發生故障而（ér）影響到生產工（gōng）期。　　2、球磨機專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“小車結構”，滾筒就像公路，定子塊就像（xiàng）汽車。滾輪貼合滾筒旋轉相當於汽（qì）車在公路行駛，公路的起伏不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（tǒng），保證定子、轉子間隙恒定，在球磨機因裝配（pèi）誤（wù）差、軸承磨損、滾筒形變、重載震動等（děng）原因造（zào）成電機偏心、氣隙不均勻時，仍能（néng）正常運轉，保證磨機（jī）始終運行在性能狀態，不必停機檢修。同時電機定子與轉（zhuǎn）子（zǐ）間的間隙也可以做的更小，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（xiàn）象。　　本產品（pǐn）電機的定子（zǐ）為隨動式結構,基於模塊化（huà）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向兩側安裝滾輪且滾輪貼合（hé）滾（gǔn）筒來確定定子與（yǔ）轉子間的間隙，定子塊徑向外側設（shè）有與支撐框（kuàng）架相連的彈性機構。彈性機構在球磨機滾筒（tǒng）不偏心時處於半壓（yā）縮狀態,如果球磨機滾（gǔn）筒向上波動，轉筒會向上頂定子塊上安裝的（de）滾輪，進而帶動（dòng）定子（zǐ）塊向上（shàng）移動，上方彈性機構繼（jì）續壓縮;下方定子塊在受到永磁（cí）體對其向上的吸引力的同（tóng）時，定子塊上的彈性機構將其向上頂（dǐng），保證下方（fāng）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進行徑向與圓周（zhōu）方（fāng）向的移動，從（cóng）而保證定子、轉（zhuǎn）子之間（jiān）的間隙不變。球磨機滾筒向下複位或繼續向下波動，則上方定子塊在受（shòu）到永磁體對其向下的吸引力的同時，彈性機構將上方其向（xiàng）下壓,下方定子塊被轉筒向下壓。　　本產品彈性裝置的（de）壓力大小可調，對於不同位置（zhì）的定子塊（kuài）設置不同的壓力,避（bì）免因彈性裝置設置的壓力過大造成滾（gǔn）輪或轉筒磨損較快。　　本產品將永磁電機采用模塊（kuài）化控製，根據不同功率的電機設計采用不同個數（shù）的隨動（dòng）式定子塊構成一台模（mó）塊電機，一台整（zhěng）圓電機由多台模塊電機構成,多台（tái）模塊電機共用同一個轉子，模塊電機包繞式安裝（zhuāng）在球磨機滾筒上。相鄰隨（suí）動式定（dìng）子塊間設有固（gù）定在支撐框架上的擋板來（lái）對定子（zǐ）塊進行圓周方（fāng）向的限位。球磨機滾（gǔn）筒（tǒng）的法蘭處銜接T型支撐板,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安裝拆卸十（shí）分便捷，隻需要沿球磨機的徑向依（yī）次拆卸密（mì）封外（wài）殼、彈性機構、彈（dàn）性機構（gòu）與定子塊之間的連接杆、彈性機構支撐架，即可將定子塊沿徑向拉（lā）出，進行檢修或更換新的定子塊。　　3、采（cǎi）用本產品代替傳統磨機的電機驅動係統的（de）優點　　現階段大多數的（de）球磨機仍采用（yòng）三相（xiàng）感應電動機、聯軸器、減速裝置（zhì）以及齒輪結構進行驅動。永磁同步（bù）電機與感應電（diàn）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（tōng）過變頻（pín）器進行調速，電機運行平穩（wěn），係（xì）統響應速度快，感應電機（jī）則起動（dòng）相對困難。這些也是（shì）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（lián）軸器（qì）、及齒（chǐ）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（shǎo）20%。球磨機直驅係統（tǒng）的傳動效率不僅（jǐn）得到大（dà）幅提升，而且直驅係統的故障率低，維護檢修方便，還避免了傳統設備因漏油造成環境汙染（rǎn）。　　由於本（běn）產（chǎn）品電機（jī）定子采（cǎi）用了模塊化設計（jì），不僅降低了（le）加（jiā）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（gè）小功率電機。模塊化電機的控製（zhì）技術可以（yǐ）實現降低（dī）大（dà）功率電機的輸入電壓，但是（shì）不增加電（diàn）機的輸入電流，電機不必采用高等級絕緣，模塊（kuài）化電機采用多台小（xiǎo）功率變頻（pín）器聯合供電。這樣設計降低了電機（jī）的（de）供電電（diàn）壓和使用的變頻器容量，從而降低（dī）成本。球磨機運行（háng）在輕載工況時（shí）,完全可以隻運行部分（fèn）模塊（kuài）電機驅動球磨機。　　傳統（tǒng）電機故障時，會導致電機合成磁動勢發生畸變，諧波含量增加，平均轉矩下降（jiàng），轉矩（jǔ）波動顯著增加，無法繼續正常運（yùn）行。而本產（chǎn）品進行了（le）模塊化設計，每（měi）個模塊電機都具有一套獨立的控製係統，大大提升了電機控製的自由度,可（kě）以利用其多電（diàn）機結構和控製靈活的優勢，在發生故障時。可以直接拆卸故障電機更換新的模塊電機即可正常運行。模塊化（huà）電（diàn）機具有冗餘的（de）模塊數（shù），也可切除（chú）故障子模塊而控製其餘正常子模塊（kuài）降額（é）運行。使用本（běn）產品完全不會因電（diàn）機（jī）發生故障而影響到生產工期。　　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（jī）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量增加，提高電機製造成本（běn）。隨動式定子結構的模塊電機，能在轉筒偏心時保證定子與轉子之間的間隙恒定，可將氣隙做的（de）更小（xiǎo），減少永（yǒng）磁體（tǐ）用量，電機不會發生掃膛現象，同時因為該隨動式定子結構在偏心時能繼續正常（cháng）工作（zuò），檢修次數更少，工（gōng）作時間（jiān）更長，大體積球磨機檢修複雜，降（jiàng）低檢修次數就是提高生產效率。　　4、隨動（dòng）式球磨機裝配示意圖　　二、永磁直驅立磨技（jì）術　　1、立磨直驅對比（bǐ）於傳統感應電機的（de）優點( 1）變頻調速（sù）控製，實現負載工況多樣性　　傳統立磨速度單一，工況適應能力（lì）差。遇到突發事件，調（diào）整磨鞮高度來改（gǎi）變係統工作（zuò）環境，係統反應（yīng）速度慢。永磁同步電機采用變頻調速，適應工況能（néng）力（lì）強（qiáng）。遇到突發（fā）事件（jiàn），除調整（zhěng）磨輾高度外，還增加了速度調節以快速適應係統工（gōng）作環境，係統（tǒng）反應速度更（gèng）快。　　(2）係統簡單,可靠（kào）性高　　傳統係統因三相感應電機（jī）無法在低速實現大轉矩輸出，需要額外的盤車係（xì）統滿足立磨的低速（sù）起動。為保（bǎo）證（zhèng）在電機（jī）起（qǐ）動過（guò）程不對電網造成過大的衝擊，需增加軟起動裝置。三相（xiàng）感應電機起（qǐ）動後，通過（guò）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。直驅係統由變頻控製係統控製永（yǒng）磁同步電機起動，轉矩特性滿足需要，無需盤車（chē）係統和減速器，輔助係統少，結構簡單。　　(3）變頻器軟起動，起動過程隨意設定　　傳統係統先（xiān）由低速盤車係統起動，待三相感應電機達到起動（dòng）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）速無法實現過載輸出（chū）。在低速過程需要（yào）盤車（chē）係統，將（jiāng）轉速提高到三相感應電機起動（dòng）條件。直驅係統直接（jiē）變頻低速起（qǐ）動，係統直（zhí）接運行，係（xì）統控（kòng）製簡單。變頻控製起動過程（chéng）可根（gēn）據實際工況進行調（diào）整，以滿足各種工況的需求。低速可過載輸出，滿足（zú）起動需要，取代盤（pán）車係統。　　(4）無減速器，維護成本更低,維護次數少　　係統各構成單元均需要時常（cháng）檢查和定期維護，傳（chuán）統係統構（gòu）成單元多。同時立磨（mó）減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（fǎ）實現在低速運行的情況下進行係統維護。直驅係統構成單元簡單（dān），變頻器控製永磁同步電機直接驅（qū）動，控製方便。係統內無減速器，無需額外進行維護，係（xì）統維護成本低。同（tóng）時（shí），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（xiào）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（dá）181萬元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機直驅係統的優勢（shì）與球磨機直驅係統相同，這裏不再一—贅述。　　2、永磁直驅立磨結（jié）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（lǜ）。在立磨扶（fú）正軸承與壓力軸承上進行突破（pò），通（tōng）過設計（jì）一種雙向載荷扇形模塊機構替代大直徑（jìng）軸承，方便加工、生產、運輸、裝配、維修，並降低成本（běn）,在（zài）工程實際中具有很強（qiáng）的（de）實用型。　　針對大、中（zhōng）、小型不同尺寸的立磨，分別設計了三種立磨專用（yòng）永磁電機，代替傳統的減（jiǎn）速機與三（sān）相異（yì）步（bù）電動機，永磁直驅電（diàn）機具有雙向載荷機構與不（bú）同的放置位置，均能達到扶（fú）正與（yǔ）承壓的作用，並且方便製造、裝配維護，節省成本。均已申請專 利。

　　1、技（jì）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（yùn）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（suǒ）與河南91视频网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（cí）直（zhí）驅電機,通過將電動機與機（jī）械結構（gòu）進行機電一（yī）體化（huà）設計（jì），取消動力（lì）傳輸的中間環節，做成直（zhí）驅方案，能直接滿足荷載的需求，省去傳統磨機（jī）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（chéng）度高等優點。　　在控製方麵,本產品電機定（dìng）子采用（yòng）了模塊化設計，不僅降低了加工、製（zhì）造、運輸等難（nán）度，還相當於（yú）把一個大（dà）功率電機做成了多個小功率電機。模塊化電機的控製技術可以實（shí）現降低大功率（lǜ）電機的（de）輸入電壓，但是不增加電機的輸入電流，電機不必采用高（gāo）等級絕緣。模塊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（gè）模塊電機都具有一套獨立的控製係統，大大提升了電機控製的自由度，球磨機運行在輕載工況時，完全可以隻運行部分模塊（kuài）電（diàn）機（jī）驅動球（qiú）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的隨動（dòng）式結（jié）構（gòu），將整圓的定子分成若幹（gàn）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（zhǒng）無論球磨機轉筒是否震動或偏心，定子塊始（shǐ）終跟隨轉（zhuǎn）筒運動從（cóng）而保持定子與轉（zhuǎn）子間隙恒定的結構。本產品通過機械結構設計保證定子與轉子間的間隙恒定，電機不會發生掃膛現（xiàn）象，因此電機的氣隙可以設（shè）計的比普通永磁直驅電機的小很多，從而大幅（fú）降低電機永磁體（tǐ）用量，降低生產成本，節約稀土資（zī）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（huàn）新的模塊電（diàn）機即可正常運行。使用本產品完（wán）全不會因電機發生故障而影響到生產（chǎn）工期。　　2、球磨機（jī）專用隨動式永磁直（zhí）驅電機概述　　本產品的隨動式（shì）定子結構構成一種“小車結構”，滾筒就像公路，定子塊就像汽車。滾輪貼合滾筒旋轉相當於汽車在公路行駛，公路的（de）起伏不影響車（chē）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、轉子間隙恒定（dìng），在球（qiú）磨機因裝配誤（wù）差、軸（zhóu）承磨損、滾筒形變（biàn）、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，保證磨機始終運行在性能狀態，不必停機檢修。同時電機定子與轉子間（jiān）的間隙（xì）也可以（yǐ）做的更小，減少永磁體用量，並且因為隨動式（shì）結構，電機不會發生掃膛現象。　　本產品（pǐn）電機的定子為隨（suí）動（dòng）式結構,基於模（mó）塊化永磁（cí）直驅電機，采用獨立（lì）的扇形定子塊結構，其隨動原理是在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（yǔ）轉子間的間隙（xì），定子塊徑（jìng）向外側設有與支撐框（kuàng）架相連的彈性機構。彈性（xìng）機構在球（qiú）磨機滾筒不偏心時處於半壓縮狀態,如果球磨機滾筒向上波動，轉筒會（huì）向上頂（dǐng）定子塊上安裝的滾輪（lún），進而帶（dài）動定子（zǐ）塊向（xiàng）上（shàng）移動，上方彈性機構繼續壓縮;下（xià）方定子塊在受到永磁體對其向上（shàng）的吸引力的同時，定子塊上的（de）彈性機構將其（qí）向上頂，保證下方定子塊的滾（gǔn）輪依然貼合（hé）轉筒外表麵，使定子塊（kuài）跟隨轉筒波動而進行徑向與圓周方向的移動，從（cóng）而保證定子、轉子之間（jiān）的（de）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其（qí）向下的吸引力（lì）的同時，彈性機構將上方其向下壓,下方定子塊（kuài）被轉筒向下壓。　　本產品彈性裝置的壓力大（dà）小（xiǎo）可調，對於不同（tóng）位置的定子塊設置不同的壓力,避免因彈性裝置設置的壓力（lì）過（guò）大造（zào）成滾輪（lún）或轉筒磨損較快。　　本產品將永磁電機采用模塊化控（kòng）製，根據不同（tóng）功率的電機設計采用不同個數的（de）隨（suí）動式定子塊構成一台模塊電機，一台整圓電機由多台模（mó）塊電機構成（chéng）,多台模塊電機共用同一（yī）個（gè）轉子，模塊電機包繞式安（ān）裝在球磨機滾筒上。相鄰隨動式定子塊間設有固定在支撐框架上的擋板來（lái）對定子塊（kuài）進（jìn）行（háng）圓（yuán）周方向的限位（wèi）。球磨機滾（gǔn）筒的法蘭處銜接T型（xíng）支撐板,用於支撐安裝電機轉子鐵心及（jí）磁鋼。　　本產品的隨動式定子塊安（ān）裝拆卸十分（fèn）便捷（jié），隻需要沿球磨機的徑向依次拆卸密封外殼、彈性機構、彈性（xìng）機構與定（dìng）子塊之（zhī）間的連接杆、彈性機構支撐架，即可（kě）將定子塊沿徑向拉出，進行檢（jiǎn）修或更換新的定子塊。　　3、采用本產品代替傳（chuán）統磨機的電機驅動係統的優點　　現（xiàn）階段大（dà）多數的球磨機仍采用三（sān）相感應電動機、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（shì）它有較高的效率和功率因數，損耗大大降低，節約了能源。永磁電機通過（guò）變頻器進行調速，電機運行平穩，係統響應速（sù）度快，感應電機（jī）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（yòng）永磁直驅，取消了中間的減速機、聯軸器、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（shǎo）20%。球磨機直驅係統（tǒng）的（de）傳（chuán）動效（xiào）率不僅得到大（dà）幅提升，而且直驅係（xì）統的故（gù）障率低（dī），維護檢（jiǎn）修方便，還避（bì）免了（le）傳統設備因漏（lòu）油造成環境汙染。　　由於本產（chǎn）品電機定子采用了（le）模塊（kuài）化設計，不僅降（jiàng）低（dī）了加工，製（zhì）造，運輸等難度，還相當於把一個（gè）大功率電機（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（lǜ）電（diàn）機（jī）的輸入（rù）電壓，但是（shì）不增加電機的輸入電流，電機不（bú）必采用高（gāo）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（jì）降低了電（diàn）機的供電電（diàn）壓和使用（yòng）的變（biàn）頻器（qì）容量，從而降低成本（běn）。球磨機運行在（zài）輕載工況時,完（wán）全可（kě）以隻運行部分模塊電機驅動球（qiú）磨機（jī）。　　傳統電機故障時（shí），會導致電機合（hé）成磁動勢發生畸變，諧波含量增加（jiā），平均轉矩下降，轉矩波動顯（xiǎn）著增（zēng）加，無法繼續正常運行（háng）。而本（běn）產品進行了模塊化設計，每個模塊電機都（dōu）具（jù）有（yǒu）一套獨立的控製係統，大大提升了電（diàn）機控（kòng）製的自由度,可以利（lì）用其多（duō）電機結構和控製靈活的優勢，在（zài）發生故（gù）障時。可以直接拆卸故障電機更換新（xīn）的模（mó）塊電機即（jí）可正常運行。模塊（kuài）化電機（jī）具（jù）有冗餘的模塊數，也可切除故障子模塊而控製其餘正（zhèng）常子（zǐ）模塊降額運行。使用本產（chǎn）品完全（quán）不會因電機發生故障而（ér）影響到生產工期。　　球磨機因加工誤差、軸承磨損、滾筒形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（shí）還會造（zào）成（chéng）電機掃（sǎo）膛損壞電機，實際生產（chǎn）中常常通過增加氣隙大小來預防（fáng）掃（sǎo）膛，而氣隙增大會導致永磁體用量（liàng）增加，提高電機製造成本。隨動式定子結構的模塊電機，能在轉筒偏（piān）心時保證定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，電機不會發生掃膛現象，同時因為該隨動式定子結構在偏（piān）心時能繼續正常工作（zuò），檢修次數更少，工作時間更長，大（dà）體積球磨機（jī）檢修複雜（zá），降低檢修次數就是提高生產效率。　　4、隨動（dòng）式球磨機（jī）裝配示意圖　　二、永磁直驅立磨技術　　1、立磨直（zhí）驅對比於傳統感應電機的優點( 1）變頻調速控製，實現負載工況多樣性　　傳（chuán）統立（lì）磨速度單一，工況適應能（néng）力差（chà）。遇到突發事件，調整磨鞮高（gāo）度來改變係統工作環境，係統反應速度慢。永磁同步電機采用變頻（pín）調速，適應工況能力強。遇到突發事件，除（chú）調整磨（mó）輾高度外，還增加了速度調節以快（kuài）速適應係（xì）統工作環境，係統反（fǎn）應速度更快。　　(2）係（xì）統簡單,可（kě）靠性高　　傳統係統因三相感應電機無法在（zài）低速（sù）實現大轉矩輸出，需要額外的盤車係統滿足立磨的（de）低速起動。為保證在電機起動過程不對（duì）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，整個（gè）係統構成（chéng）複（fù）雜，係統運行的輔助設備很多。直驅係統由變頻控製係統控製永磁同步電機起動，轉矩特性滿足需要，無需（xū）盤車係統和減速（sù）器，輔助係統少，結構（gòu）簡單。　　(3）變（biàn）頻器軟起動，起動（dòng）過程（chéng）隨意設定　　傳（chuán）統係統（tǒng）先由低速盤車係統起動，待三相感應（yīng）電機達到起（qǐ）動條件後，軟起動裝置起動三相感應電機，係（xì）統運行（háng）。係統控製複雜，低速無法實（shí）現過載輸出。在低速過程需要盤車係統，將轉速提高到三相感應電機（jī）起（qǐ）動條件。直驅係統直接變頻低速起動，係統直接運（yùn）行，係（xì）統控製簡單。變頻控製（zhì）起動過程可根據實際工況進行調整，以滿足各種工況的需求。低速可過載輸（shū）出，滿（mǎn）足起動需要，取代盤車（chē）係統。　　(4）無減速器，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（xì）統構成單元多。同時（shí）立磨減速器結構（gòu）複雜需要經常維護，維護（hù）成本費用（yòng）高。同時係統無法實現在低速運行的情況下進行（háng）係統維護。直驅係統構成單元簡單，變頻器控製永（yǒng）磁同步電機直接驅動，控製方便。係（xì）統（tǒng）內無減速器，無需額外進行維護，係統維護成本低。同（tóng）時，係（xì）統可實現在電機低速（sù）運行情況下進（jìn）行係統維（wéi）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/kWh）立式鯤磨機直驅係（xì）統的（de）優勢與球磨機直驅係統相同，這裏不再一—贅述。　　2、永磁直驅立磨結構示（shì）意圖　　本新型立（lì）磨結構采用永磁直驅電機驅動,提高（gāo）了立磨效率。在立磨（mó）扶正軸承與壓力（lì）軸承上進（jìn）行突（tū）破，通過設計一種雙向（xiàng）載荷（hé）扇形模塊機（jī）構替代大直徑軸承，方便加工、生產、運輸、裝（zhuāng）配、維修，並降低成本,在工程（chéng）實際中具（jù）有很強的實用（yòng）型。　　針對大、中、小型不同尺寸的立磨，分別設計了三種立磨專用永磁電機，代替傳統的減速機與三相異步電（diàn）動機，永磁直驅電機（jī）具有雙向載荷（hé）機構（gòu）與不（bú）同的放置位置，均能達到扶正與承壓的作用，並且方便製造、裝配維護，節省成本。均已申請專 利。

　　1、技術背景　　傳統（tǒng）的球磨機（jī）、立磨機大都采用三相異步電動機、聯軸器（qì）、減速裝置以及齒（chǐ）輪結構進行驅動，導致球（qiú）磨（mó）機的（de）傳動係統存在（zài）機（jī）械（xiè）傳動（dòng）鏈冗長、效率低、機構複雜、運行維護工作量大（dà）等（děng）問題。　　沈陽工業大學電機與控製技術研（yán）究所與河南91视频网機電設備有限公司（sī）聯合（hé）設（shè）計（jì）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化設（shè）計（jì），取消動力傳輸的中間環節，做成直驅方案，能直接滿足荷載的（de）需求，省去傳（chuán）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（děng）優點。　　在控製方麵,本產品電機定子采用了模塊化設計，不僅（jǐn）降低了加工、製造、運（yùn）輸等難度，還相當於把一個大功率電（diàn）機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（jiàng）低大功率電機的輸入電壓，但是不增加電機的輸入電流（liú），電機不必采用高等（děng）級絕（jué）緣。模（mó）塊化電機采用多台小功率變頻器（qì）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（liàng），從而降低成本。每個模塊電機都具有一套獨立的控製係統，大大提升了電機控製的自由度，球磨機運行在輕載工況時，完全可以隻運行部分模塊電機驅動球磨機（jī）。　　在（zài）結構方麵，本產（chǎn）品電機（jī）的定子采用了一（yī）種自主設計研發的隨動式結構，將整圓（yuán）的定子分成若幹個相互存在間隙（xì）的小扇形塊，通過機械結構設計，確定了一種（zhǒng）無論（lùn）球磨機轉筒是否震動或偏心，定子塊始終跟隨轉筒運動從而保持定子與轉子間隙恒定的結構。本產（chǎn）品通過機械結構設計保證定子（zǐ）與（yǔ）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的比普通永磁（cí）直驅電機的小很多，從而大幅降低電機永磁體用量，降低生（shēng）產（chǎn）成本，節約稀土資源，節能（néng）用（yòng）電量。當模塊發生故障時（shí），直接拆（chāi）卸故障電機，更換新的模塊電機即可（kě）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（jī）專用隨動式永磁直驅電機概述（shù）　　本產品的隨動式定子結構構成一（yī）種“小車結構（gòu）”，滾筒就像公路，定子塊就像汽車。滾輪貼（tiē）合滾筒旋轉相當（dāng）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、轉子間隙恒定，在球磨機因裝配（pèi）誤差、軸承磨損（sǔn）、滾筒形變、重（chóng）載震動等原因造成電機偏心（xīn）、氣隙不均勻（yún）時，仍能正常（cháng）運轉，保證磨機始終運行在性能狀態，不必（bì）停機檢修。同時電機定子與轉子間的間隙也可以做的更小，減少永磁體用量，並且（qiě）因（yīn）為隨動式結構，電（diàn）機不會發（fā）生掃膛現象。　　本產品電機的定子為隨動式（shì）結構,基於模塊化永磁直驅（qū）電機，采用獨立的扇形定子塊結構，其隨動原理是在定子塊（kuài）的（de）軸（zhóu）向兩（liǎng）側安裝滾輪且（qiě）滾（gǔn）輪（lún）貼合滾（gǔn）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（dàn）性機構（gòu）。彈性機構（gòu）在球磨機滾筒不偏心時處於半（bàn）壓縮狀態,如果球磨機滾筒向上波動，轉筒會向上頂定子（zǐ）塊上（shàng）安裝的滾輪，進而帶動定（dìng）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，定子塊上的彈性機構將其向上頂，保證（zhèng）下方定子塊的滾輪（lún）依（yī）然貼合轉筒外表麵，使定子塊跟隨轉（zhuǎn）筒波動而進行徑向與圓周方向的（de）移動，從而保證定子、轉子之間（jiān）的間隙不變。球磨（mó）機（jī）滾筒向下複位或繼續向下波動，則上方定子（zǐ）塊在受（shòu）到永（yǒng）磁體對其向下的吸引力的同時，彈性機構將上方其向下壓（yā）,下方定子塊被（bèi）轉筒（tǒng）向下壓。　　本產品（pǐn）彈性裝置的壓力大小可調，對於不同位置（zhì）的定子塊設置不同的壓力（lì）,避免（miǎn）因彈性裝置（zhì）設置的壓力（lì）過大（dà）造成滾輪（lún）或轉筒（tǒng）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成一台模塊電機，一台整圓電機由多台模塊電機（jī）構成,多台模塊電機共用同一個轉子，模塊電機包繞式安裝在（zài）球磨機（jī）滾筒（tǒng）上。相鄰隨動（dòng）式定子塊間設有固（gù）定在支撐（chēng）框架上的擋板來對定子塊（kuài）進行圓周方向的限位。球磨（mó）機滾筒的法（fǎ）蘭處銜接T型支撐板,用於支撐安裝電機轉子鐵心及磁鋼。　　本產品的隨（suí）動式定子塊安裝拆卸十分便捷，隻需要沿球磨機的徑向依次拆卸密封外殼、彈性機構、彈性機構與定子塊（kuài）之間的連接杆、彈性機構支撐架，即可將定子塊沿徑向拉出，進行檢（jiǎn）修或更（gèng）換新的定子塊。　　3、采用本（běn）產品代替傳統磨機的電機驅動係統的優點　　現階段大多數的球磨機（jī）仍采用三相感應電動機、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（gǎn）應電機相比優勢是它有較高的效率和功率因數，損耗大大降低，節約了能源。永磁電（diàn）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應用越（yuè）來越廣泛的原因。　　采用永磁直驅，取消了中間的減速機、聯（lián）軸器、及齒（chǐ）輪的（de）傳動環節，縮短係統的傳動鏈，直（zhí）驅係統的傳動效率將提升至少（shǎo）20%。球磨機直驅係統的傳動效率不僅得到大幅提升，而且直（zhí）驅（qū）係統的故障率低，維（wéi）護（hù）檢修方便，還避免了傳統設備因漏油造成環境汙染。　　由於（yú）本產（chǎn）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（xiàng）當於把（bǎ）一個大功率（lǜ）電機做成了多個小功率電機。模塊化電（diàn）機的控製技（jì）術可以實現降（jiàng）低大功率電機的輸入電（diàn）壓，但（dàn）是不增加電機的輸入電（diàn）流（liú），電（diàn）機不必（bì）采用（yòng）高等級絕緣，模塊化電機采用多台（tái）小功率變頻器聯合供電。這樣設計降低了電機的（de）供電電壓和（hé）使用（yòng）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（yǐ）隻運行（háng）部分模塊電（diàn）機驅動球磨機。　　傳統電機故障時，會（huì）導致電機合（hé）成磁動勢（shì）發生畸變，諧（xié）波含量增加，平均轉矩下降，轉矩（jǔ）波動顯著增加，無法繼續正常運行。而本產品進行了模（mó）塊化設計，每個模（mó）塊電機都具有一套獨立的控製係（xì）統（tǒng），大（dà）大提升了電機控製的（de）自由度,可以利用其多電機結構和控製靈活（huó）的優勢，在發生故障時（shí）。可以直接拆卸（xiè）故障電機更換（huàn）新的模塊（kuài）電機即可（kě）正常（cháng）運行。模（mó）塊化電機具有冗餘的模塊（kuài）數，也可切除故障子模塊而控製其餘正常子模塊降額運（yùn）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。　　球磨機因加工誤差、軸承磨（mó）損、滾筒形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（huì）造成電（diàn）機掃膛損（sǔn）壞電機，實際生產（chǎn）中常常通過增加氣隙大小來預防掃膛，而氣隙（xì）增大會導（dǎo）致永磁體用量增加，提高電機製造（zào）成本。隨動式定子結構的模塊電機，能在轉筒偏心時保證定子與轉子之間（jiān）的間隙恒定，可將氣隙做（zuò）的更小，減少永磁體用量，電機不（bú）會（huì）發生掃膛現象，同時因為該隨動式定子結構在偏心時能繼續正常工（gōng）作（zuò），檢修（xiū）次數更（gèng）少，工作時間更長，大體積球磨（mó）機檢修複雜，降低檢（jiǎn）修次數就是提高生（shēng）產效率。　　4、隨動式球磨機裝配示意圖　　二（èr）、永磁直驅立磨（mó）技術　　1、立磨直驅（qū）對比於傳統感應電機的優（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，工況適應（yīng）能力（lì）差。遇到突發事（shì）件，調整磨鞮高度（dù）來改變係統工作環境（jìng），係統反應速度（dù）慢。永（yǒng）磁同步電機采用變頻調速，適應（yīng）工況能力強（qiáng）。遇到突（tū）發事（shì）件，除調整（zhěng）磨輾高度外，還增加（jiā）了（le）速度調節（jiē）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（chuán）統係統因三相感應電機無法（fǎ）在（zài）低速實（shí）現大轉矩輸出（chū），需要額外的盤車係統滿足立磨的（de）低速起動。為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（yào），整個（gè）係統構（gòu）成複雜，係統運行的輔助設（shè）備很多。直驅係統由變頻（pín）控（kòng）製係統控製永磁同步電（diàn）機起動，轉矩特性滿足需要，無需盤車係統和減速器（qì），輔助係統少，結構（gòu）簡單。　　(3）變頻器軟（ruǎn）起動，起動（dòng）過程隨意設定　　傳統係（xì）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（xiàng）感（gǎn）應電機，係統運行。係統控製複雜，低速無（wú）法實現過載輸出。在低速過程需要盤車係統（tǒng），將轉速提高到三相（xiàng）感應電機起動條件。直驅係統直接變頻低速起動（dòng），係統直接運（yùn）行，係統控（kòng）製簡單。變（biàn）頻控（kòng）製起動過程可根據實際工（gōng）況進（jìn）行調整，以滿足各種工況的需求。低速可過載輸出，滿（mǎn）足起動需要，取代盤車係統。　　(4）無減速器，維護成本更低,維護次數少　　係統各（gè）構成單（dān）元（yuán）均需要時常檢查（chá）和定期維護，傳統係統構成單元多。同時立磨減速器結構（gòu）複雜需要經常維（wéi）護，維護成本費用高。同（tóng）時係統無法實現在低速運行的情況下進行係統維護。直驅係統構成單元簡單，變頻器控製永磁同步電機（jī）直接驅動，控製方便。係統內無減速器，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（dī）速運行情況下進行係統（tǒng）維護。　　(5）傳動效率高,節（jiē）能效果（guǒ）明顯（xiǎn）　　綜上采用直驅永磁電機取代傳統驅動係統年節（jiē）電量達181萬元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機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、永磁直驅立磨結構示意圖　　本新型立磨結構采用永磁直驅電機驅（qū）動,提高了立磨（mó）效率。在立磨扶正軸承與壓力軸承上進行突破，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（gōng）、生產、運輸、裝配、維修，並（bìng）降低成本,在工程實際中（zhōng）具有很強的實用型。　　針對大、中、小型不同尺寸的（de）立磨，分別設計了三（sān）種立（lì）磨專用永磁電機，代替傳統的減速（sù）機與三相異（yì）步（bù）電動（dòng）機（jī），永磁直驅電機具有雙向載（zǎi）荷機構與不同的放置位置，均能達到扶正與承壓的作用，並且方便製造、裝配維護，節省成本。均已申請（qǐng）專 利。

　　1、技術背景　　傳（chuán）統的球磨機、立磨機大都采用三（sān）相（xiàng）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（mó）機的傳動係統（tǒng）存在（zài）機（jī）械傳動（dòng）鏈冗長、效率低、機（jī）構複雜、運行維護工作量大等問題（tí）。　　沈陽工業大學電機與控製技術研究所與河南（nán）91视频网（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（qū）電機,通過將電動機與機械結構進行機電一體化（huà）設計，取消動力傳（chuán）輸的中間環（huán）節，做成（chéng）直驅方案，能（néng）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（jī）的效率與功率因數，具有節能、起（qǐ）動轉矩大、過（guò）載能力強、係統免維護、自動化程度高等優點。　　在控製方麵,本產品電機定子采用了模（mó）塊化設計（jì），不僅降低了加工、製（zhì）造、運輸等難度，還相（xiàng）當於把一個大功率電機做成了多個小功率電機。模塊化電機的（de）控製技術可（kě）以實現降低大功率電機的輸入電壓，但是（shì）不增加（jiā）電機的輸入電（diàn）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（jì）降低了電機的供電電壓和（hé）使用的變頻器容量（liàng），從而（ér）降低（dī）成本。每個模塊電（diàn）機（jī）都具有一套獨立的控製係統，大大提升了電（diàn）機控製的自由度，球磨機運行在輕載工況時，完全可以隻運行部分模塊電機驅動球磨機。　　在結（jié）構方麵，本產品電機的定子采用了一種自（zì）主設（shè）計研發（fā）的隨動式結構，將整圓的定子分成若幹個相互存在（zài）間隙的（de）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動或偏心，定（dìng）子塊始終（zhōng）跟隨轉筒運動從（cóng）而（ér）保持定子與轉（zhuǎn）子間隙恒定的（de）結構。本產品（pǐn）通過（guò）機械結構設計保證定子與轉子間的間（jiān）隙恒（héng）定，電機（jī）不會發生掃膛現象，因（yīn）此電機的（de）氣隙可以設計的比普通永磁直驅電（diàn）機（jī）的小（xiǎo）很多，從而大幅降低電機永磁體用量，降低生產成（chéng）本（běn），節約稀土資源，節能用電量。當模（mó）塊發（fā）生故障時（shí），直接拆卸故障電機，更換新的模塊電機即可正常運行。使用本產品（pǐn）完全不會因電（diàn）機發生故障（zhàng）而影響到生產工期。　　2、球磨機專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“小車結（jié）構”，滾（gǔn）筒就像（xiàng）公路，定子塊就像汽車。滾輪貼合（hé）滾筒旋轉相當於汽車（chē）在公路行駛，公路的起伏不影響車（chē）輪與地（dì）麵貼合，即滾筒偏心（xīn）浮動不影響滾輪貼（tiē）合滾筒，保證定子、轉子間隙恒（héng）定，在球（qiú）磨機因裝配誤差（chà）、軸承（chéng）磨損、滾筒形變、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，保證磨機始終（zhōng）運（yùn）行（háng）在性能（néng）狀態，不必（bì）停機檢修（xiū）。同時電機定子與轉子間的間隙也可以做的更小，減少（shǎo）永（yǒng）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（yú）模塊化永磁直（zhí）驅電機，采用獨立的扇形定（dìng）子塊結（jié）構，其隨動原理是在定子塊的軸向（xiàng）兩側（cè）安（ān）裝（zhuāng）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（xiàng）外側設有與支撐框架相連的彈性機構。彈性機構在球磨機（jī）滾筒不偏心（xīn）時處於半壓縮狀態（tài）,如果球磨機滾筒（tǒng）向上波動，轉筒（tǒng）會向上頂定子塊上安裝的滾輪，進而帶動定子塊向上移動，上方彈（dàn）性機（jī）構繼續（xù）壓縮;下方定子塊在受到永磁（cí）體對（duì）其向上的吸引力的同時，定子塊上的彈性機構將其（qí）向上頂，保（bǎo）證下方定子（zǐ）塊的滾輪（lún）依然貼合（hé）轉筒外表麵，使定子塊跟隨轉筒波動而進行徑向與圓（yuán）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）對其向下的吸引力（lì）的同時，彈性機構將上方其向下壓（yā）,下（xià）方定子塊被轉筒向下壓。　　本產（chǎn）品（pǐn）彈性裝置的壓力大（dà）小可調，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壓（yā）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模塊化控製，根據（jù）不同功率的電機（jī）設計采用不同個數的隨動式定（dìng）子塊構成一（yī）台模塊電機，一台整圓電機由多台（tái）模塊電機構（gòu）成,多台模塊電機共用同（tóng）一個轉子（zǐ），模塊電機包繞式安裝在球磨機滾筒上。相鄰隨（suí）動式定子塊（kuài）間設有固定在支撐框架上的擋板（bǎn）來對定（dìng）子塊進行（háng）圓周方向的限位。球磨機滾（gǔn）筒的法蘭處銜接（jiē）T型支撐板,用於支撐安裝電機（jī）轉子鐵心及磁鋼。　　本產品的（de）隨動式定子塊安裝拆卸十分便捷，隻需要沿球磨機的徑向依次（cì）拆卸密封外殼、彈性機構（gòu）、彈性機構與定子塊之間的連接杆（gǎn）、彈（dàn）性機構支撐架，即可將（jiāng）定子塊沿徑向拉出，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的（de）優點（diǎn）　　現階段大多數的球磨（mó）機仍（réng）采用三相感應電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進行驅動。永（yǒng）磁同步電機與（yǔ）感應電機相比優勢是它有較高的效率和功率因（yīn）數，損耗大大降低，節約了能源。永磁電機通過變頻器進行調速，電機運行平穩，係統響應速度快，感（gǎn）應電機則起動相對困難。這些也是近年來永磁（cí）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、及齒輪的（de）傳動環節，縮短係統的傳動鏈（liàn），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（xiào）率不僅得到大幅提升，而且直（zhí）驅係統的故（gù）障率低，維護檢（jiǎn）修方便，還避免（miǎn）了傳統設備因漏油造成環境汙染。　　由於本（běn）產品（pǐn）電機定子采用了模塊化設（shè）計，不僅降低了加工，製造，運輸等難度，還相當於把一（yī）個（gè）大功率電機做成了多個小功率電機。模（mó）塊化電（diàn）機的控製技術可以實現降低大功率電機（jī）的輸入電壓，但是不增（zēng）加電機（jī）的輸入電流，電機不必采用高等（děng）級絕緣，模塊化電機采用多（duō）台小功率變頻器（qì）聯合（hé）供電（diàn）。這樣設計降低了電機（jī）的供電電壓和使用的變（biàn）頻（pín）器容量，從而降低成（chéng）本。球磨機運行在輕載（zǎi）工況時,完全可以隻運行部分模塊電機驅動球磨機。　　傳統電機（jī）故障時，會導致電機合成磁動勢發生畸變，諧波含量增加，平均轉矩下降，轉矩（jǔ）波動顯著增加，無法繼續正常（cháng）運行（háng）。而本產品進行了模塊化設計，每個（gè）模塊電機都具有一套獨立的控製係統，大大提升了電機控製的自由度,可以利用其多電機結構和控製靈活的優勢，在發生故障時。可以直（zhí）接拆卸故障電機更換新的模塊電機即可正常運行。模塊化電機具有冗餘的模塊數，也（yě）可（kě）切除（chú）故障子模塊（kuài）而控製其餘正常子模塊降額運行。使用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（jī）因加工誤差、軸承磨損、滾筒（tǒng）形（xíng）變或（huò）重（chóng）載產生（shēng）震動等因素（sù）會（huì）發生轉子偏心現象，偏心嚴重時還（hái）會（huì）造成電機掃膛損壞電機，實際生產中常常（cháng）通過增加氣隙大小來預防掃膛（táng），而氣（qì）隙增大會導致永磁體用量增加，提高電機製造成本（běn）。隨動式定（dìng）子結構（gòu）的模塊（kuài）電機，能在轉筒偏心時保證定子與轉子之間的（de）間隙恒定，可（kě）將氣隙（xì）做的更小，減少永磁體用量（liàng），電機不會發生掃膛（táng）現（xiàn）象，同時（shí）因為該隨動式定子結構在偏心（xīn）時能繼續正常工作，檢（jiǎn）修次數更少（shǎo），工作（zuò）時間更長，大體積球磨機檢修複雜，降低檢修（xiū）次（cì）數就是提高生產效率。　　4、隨動式球磨機（jī）裝配（pèi）示意圖　　二、永磁（cí）直驅立磨技術　　1、立磨直驅對比於傳統（tǒng）感應電機的優（yōu）點( 1）變頻調速控製，實現（xiàn）負載工況多樣性　　傳統立磨速度單一，工況適應能力差（chà）。遇到（dào）突發事件，調整（zhěng）磨鞮（dī）高度來（lái）改變係統工作環境，係統反應速度慢。永磁同步（bù）電機（jī）采（cǎi）用變頻調速，適應工況（kuàng）能力強。遇到突（tū）發事件，除調整磨輾高度外，還增加了速度調節以快速適應（yīng）係統工作環境，係統反應速度更快。　　(2）係統簡單,可靠性高（gāo）　　傳統係（xì）統因三相感應電機無法在低速實（shí）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（dòng）過程不對電網造成過（guò）大的衝擊，需增加軟起動裝置。三相感應電機起動後，通過減（jiǎn）速器滿（mǎn）足係統轉矩需要，整個係統構成複雜，係統運行的輔助設（shè）備很多。直驅（qū）係統由變頻（pín）控（kòng）製係統控製永磁同步電機起動，轉矩特（tè）性滿足需要，無需盤車係統和減（jiǎn）速器，輔助係統少，結構簡單（dān）。　　(3）變頻器軟起動，起（qǐ）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（zhuāng）置（zhì）起（qǐ）動三相感應電機，係統運行。係統控製複雜，低速無法實現過載輸出。在低速過程需要盤車係統，將轉速提高到三相感（gǎn）應電（diàn）機起動條件。直驅係（xì）統直接變（biàn）頻低速起動，係統直接運行，係統控製簡單。變頻（pín）控製起動過程可根據實際工況進行調整，以（yǐ）滿足各種工況的需求（qiú）。低速可過載輸出，滿（mǎn）足起動需要，取代盤車係統。　　(4）無（wú）減速器，維護成本更低,維護次數少　　係統各構成單元（yuán）均需要時常檢查和定期維護，傳（chuán）統係統構成單元多（duō）。同時立磨（mó）減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）在低速運行（háng）的情況下進行係統維護。直驅係統構成單元（yuán）簡單，變頻器控製永磁同步電機直接驅動，控製方便。係統內無減速（sù）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運行情況下進（jìn）行係統維護。　　(5）傳（chuán）動效率高（gāo）,節能（néng）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/kWh）立式鯤磨機直驅係統的優勢與球（qiú）磨機直驅係統相（xiàng）同，這裏不再一—贅述。　　2、永（yǒng）磁直驅立磨結構示意圖　　本新型立磨結構采用永磁直（zhí）驅電機驅動,提高了立磨效（xiào）率。在立磨扶正軸承與壓力軸承上進行突破（pò），通過（guò）設計一種雙（shuāng）向載荷扇形模（mó）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,在工程實際中具有很強的實（shí）用型。　　針對大、中、小型不同尺寸的立磨，分別設計了三（sān）種立（lì）磨專用永磁電機，代替傳統的減速機與三相（xiàng）異步電動機，永磁直驅電機（jī）具有雙向（xiàng）載荷機構（gòu）與不同的放置位置，均能達到扶正與承壓的作（zuò）用，並且方便製造、裝配維（wéi）護，節省成本。均已申請專 利。