1、技術背景（jǐng）
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（dǎo）致球磨機的傳動係統（tǒng）存在機械傳（chuán）動鏈冗長（zhǎng）、效率低、機構複雜（zá）、運行維護工（gōng）作量大等問題。
沈陽工業大學電機與控製技術研究所與河南蜜桃视频com.www機電設備有限公司聯合設計研發的球（qiú）磨機、立磨機采（cǎi）用永磁直驅電機,通過將電動機與（yǔ）機械結構進行機電一體化設計，取消動力傳輸的中（zhōng）間環節，做成直（zhí）驅方案，能直接滿足荷載（zǎi）的（de）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（jiē）能（néng）、起動轉矩大、過載能力強、係統免維（wéi）護（hù）、自（zì）動化程度（dù）高等優點。
在控（kòng）製方麵,本產品電機定子（zǐ）采用了模塊化設計，不僅降低了加工、製造（zào）、運（yùn）輸等難度，還相當於把（bǎ）一個大（dà）功率電機做成了多個（gè）小功率電（diàn）機。模塊化電機的控製技術（shù）可以實（shí）現（xiàn）降低大功率電機的輸入電壓，但是不增加（jiā）電機的（de）輸入電流，電機不必采用高等級絕緣。模塊化電機（jī）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用的變頻器容量，從而降低（dī）成本。每個模塊電機都具有一套獨立的（de）控製係統，大（dà）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（jī）驅動球磨機。
在結構方麵，本產品電機的（de）定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（fèn）成若幹個相互存在間隙的小扇形塊，通過機械結構設計，確（què）定了一種無論（lùn）球磨（mó）機轉筒是否（fǒu）震動或偏心，定子塊始終跟隨轉筒運動從（cóng）而保持定子（zǐ）與（yǔ）轉子間（jiān）隙恒定的結構。本產品通過機械結構設計保證定（dìng）子與轉子間的間隙恒（héng）定，電機不會發生（shēng）掃膛現象，因此電機的氣隙可以設計的比普通永磁直驅（qū）電機的小很多，從而大幅降低（dī）電機永磁體用（yòng）量，降低生產（chǎn）成本，節約稀（xī）土資源，節能用電（diàn）量。當模塊發生故障時（shí），直接拆卸故障電機，更換新的模塊電機即可正常運行。使用本產品完全不會因電機發（fā）生故障而影響（xiǎng）到生產工（gōng）期。
2、球磨機專用隨動式永磁直驅電（diàn）機概述
本產品的隨動（dòng）式定子結構構成一種（zhǒng）“小（xiǎo）車結（jié）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（lù）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（hé）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（biàn）、重載震動等原因造成電機偏心、氣隙不均（jun1）勻時，仍能正（zhèng）常運轉，保證磨機始終運行在性能（néng）狀態，不（bú）必停機檢（jiǎn）修。同時電機定子與轉子間的間（jiān）隙也可（kě）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（shēng）掃（sǎo）膛（táng）現象。
本產品（pǐn）電機的定子為隨動式（shì）結構,基於模塊（kuài）化永磁直驅電機，采用獨立的扇（shàn）形定子（zǐ）塊結構，其隨動（dòng）原理是在定子塊的軸向兩（liǎng）側安裝滾輪且（qiě）滾（gǔn）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（yǔ）支撐框架相（xiàng）連的彈性機構。彈性機構在球磨（mó）機滾筒不偏心時處於半壓縮狀態,如果球磨機滾筒（tǒng）向上波動，轉（zhuǎn）筒（tǒng）會向上頂定子塊上安（ān）裝（zhuāng）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（xià）方定子（zǐ）塊在受到永磁體對其向上的吸引力的同時，定子塊上（shàng）的彈性機構將其向上頂，保證下方定子（zǐ）塊的滾輪（lún）依然貼合轉筒外表麵，使定子塊跟隨轉（zhuǎn）筒波動而進行徑向與圓周方向的移動，從而（ér）保證定（dìng）子、轉子之間的間隙不變。球磨機（jī）滾筒向（xiàng）下複位或繼續向（xiàng）下波動，則上方定子塊在受到永磁體對其向下的吸引力的同時，彈性機構（gòu）將上方其向（xiàng）下壓,下方（fāng）定子塊被轉筒向下壓。
本產品彈性裝置的壓（yā）力大小可調，對於不同位置的定子塊設置不同的（de）壓力,避（bì）免因彈性裝置設置（zhì）的壓力（lì）過大造成滾輪或轉筒磨（mó）損較快。
本產品（pǐn）將永磁（cí）電機采用模塊化控（kòng）製，根（gēn）據不同功率的電機設計采用不同個數的隨動式（shì）定子塊構成一台模塊電機，一台整圓電機由（yóu）多台模塊電機構（gòu）成,多台（tái）模塊電機共用同一個（gè）轉子，模塊電機包繞式安裝在球磨機滾筒上。相鄰隨動（dòng）式定子塊間設有固定在（zài）支撐框架上的（de）擋板來對（duì）定子塊進行圓周方向的限位。球（qiú）磨機滾筒的法蘭（lán）處銜接（jiē）T型支撐板,用（yòng）於支撐安裝電機轉子鐵心及磁鋼。
本（běn）產品的（de）隨動式定子塊安裝拆卸（xiè）十分（fèn）便捷（jié），隻需要沿球磨（mó）機的徑向依次拆（chāi）卸密封外殼、彈性機構、彈性機構（gòu）與定子塊之間的連接杆、彈性機（jī）構支（zhī）撐架，即可將定（dìng）子塊沿徑向拉出（chū），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優點
現階段大多數（shù）的（de）球磨（mó）機（jī）仍采用三相感（gǎn）應電動機、聯軸器、減速裝置以（yǐ）及齒輪結構進行驅動。永磁同步電機與（yǔ）感（gǎn）應電機相比優（yōu）勢是它有較高的效率和功率因數，損耗（hào）大大降低，節約了能源。永磁電機通過變頻器進行調速，電機（jī）運行平穩，係統響（xiǎng）應速度快，感應電（diàn）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（fàn）的原因。
采用永磁直驅，取消了中間的（de）減（jiǎn）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（shēng）至少20%。球磨（mó）機直驅係統的（de）傳動效（xiào）率不僅得到大幅提升，而且直驅（qū）係統的故障率低，維護檢修方便，還避免了傳統設備因漏油造（zào）成環境汙染。
由於本產品電機定子采用了模（mó）塊化設計，不僅降（jiàng）低了（le）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）化電機的控製技術可以實現（xiàn）降低大功率電機（jī）的輸入電壓，但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（gòng）電電壓和使用的（de）變頻器（qì）容量（liàng），從而降低成本。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。
傳統電機故障時，會導致電機合（hé）成（chéng）磁動勢發生畸變，諧波含量增加，平均轉矩下降，轉矩波（bō）動顯著增（zēng）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（kuài）電機都具有一套獨立的控製係統，大大提（tí）升了電機控製（zhì）的自由度,可以（yǐ）利用其多電機結（jié）構和控製靈活的優勢，在發生故障時。可以直接拆卸（xiè）故障電（diàn）機更換新（xīn）的模塊電機即可正（zhèng）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（kuài）而控製其餘（yú）正常子模塊降額運行。使用本產品（pǐn）完全不（bú）會因電機（jī）發生故（gù）障而影響到生（shēng）產工期。
球磨機因加工誤差、軸承磨損（sǔn）、滾筒形變或重載產生震動（dòng）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（tōng）過增加氣隙大小來預防掃膛（táng），而氣隙增大會導致永磁體用量增加，提高電機製（zhì）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間隙（xì）恒定（dìng），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（dìng）子結構在偏心時能繼續正常工作，檢修次數更少，工作時間更長，大體積球磨機檢修複雜，降低（dī）檢（jiǎn）修次數就是提高生產效率。
4、隨動式球磨機裝配示意圖
二、永磁直驅立磨技術
1、立磨直驅對比於傳（chuán）統感應電機（jī）的優點( 1）變頻（pín）調速（sù）控製（zhì），實現負載（zǎi）工況多樣（yàng）性
傳統立磨速度單一，工況適應能力差。遇到（dào）突發事件，調整磨鞮高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（yòng）變頻調速，適應（yīng）工況能力強。遇（yù）到突發事件，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（tǒng）反應（yīng）速度更快。
(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（zhuǎn）矩輸（shū）出（chū），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（diàn）網造成過大的衝擊，需增加軟起動裝（zhuāng）置。三相（xiàng）感應電機起動後，通過減（jiǎn）速器滿足係（xì）統（tǒng）轉矩需要，整個係統構成複雜，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（diàn）機起動，轉矩特性滿足需要，無需盤車係統和減速（sù）器，輔助係統少，結構簡單。
(3）變頻（pín）器軟起動，起動過程（chéng）隨意設定
傳統係統先由低速盤車係統起動，待三相感應電（diàn）機達到起動條件後，軟起動裝置起動三（sān）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（chū）。在低速過程需要（yào）盤車係統，將轉速提高（gāo）到三相感應電機起動條（tiáo）件（jiàn）。直驅係統直接變（biàn）頻低速起動，係（xì）統直接運行，係統控製（zhì）簡單。變頻控製起動過程（chéng）可根據實際工況進行調整，以（yǐ）滿足各種工況的需求。低速可過載輸出，滿足起動需要（yào），取代盤車係（xì）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（hù），傳統係統構成單元（yuán）多。同時立磨減速器（qì）結構複雜需要經常（cháng）維護，維護（hù）成本費用高。同時係統無法實現在低速運行的情況（kuàng）下進行係統維護。直驅係統構成（chéng）單元簡單（dān），變頻器控製永磁同步電（diàn）機直接驅動，控製方便。係統內無減速器，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（dī）速運行情況下（xià）進行係統維護。
(5）傳動效率高,節能效果明顯
綜（zōng）上采用直驅永磁電機取（qǔ）代傳統驅動係（xì）統年節電量達181萬元（yuán）。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機直驅係統（tǒng）的優勢與球磨（mó）機直驅係統（tǒng）相同（tóng），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驅電機驅動（dòng）,提高了（le）立磨效率（lǜ）。在立磨扶正（zhèng）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（jī）構替代大直徑軸承，方便加工、生產、運輸、裝配、維修，並降低成（chéng）本,在工程實際（jì）中具（jù）有很強（qiáng）的實用型。
針對大（dà）、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動（dòng）機，永磁直驅（qū）電機具有雙向載荷機構與不同的放（fàng）置位置，均能達到（dào）扶正與（yǔ）承壓的作（zuò）用，並且方便製造、裝配維護，節省成本。均已申請專 利。
永磁直驅礦用球磨機 
