1、技（jì）術背（bèi）景
傳統的球磨機、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、運行維護（hù）工作量大等問題。
沈陽工（gōng）業大學電（diàn）機與控製技術研究所與河南蜜桃视频com.www機電設備有（yǒu）限（xiàn）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（jiāng）電（diàn）動機與機械結構進行機電一體化設計，取消動力傳輸的中間環節，做成（chéng）直驅方案，能直接（jiē）滿足荷載的需（xū）求，省去傳統（tǒng）磨（mó）機（jī）的減速機，顯著提（tí）高了（le）電機的（de）效率與功率因（yīn）數（shù），具有節能、起動轉（zhuǎn）矩大、過載能力強、係統免維護（hù）、自動化程度（dù）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、製造、運輸等難度，還相當於把一個大功率電（diàn）機做成了多個小功率（lǜ）電機。模塊化電機的控製技（jì）術（shù）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入電流（liú），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的供電電壓和使用的變（biàn）頻器容量（liàng），從（cóng）而降低成本。每個模塊電機都具有一（yī）套獨（dú）立的控製係（xì）統，大大提升了電機（jī）控製的自由度，球磨機運行在輕載工況時，完全（quán）可以隻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（dìng）子采用了一種自（zì）主設計研發的隨（suí）動式結構，將整圓（yuán）的（de）定（dìng）子分成若幹個相互存在間隙的小扇形塊，通過（guò）機械結構設計，確定（dìng）了一種無論球磨機轉筒是否震動或（huò）偏心，定（dìng）子塊始終跟隨轉筒運動從而保（bǎo）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（zǐ）與轉子間的間隙恒（héng）定，電（diàn）機不會發生掃膛現象，因此電機的氣隙可以設計的（de）比普通永磁（cí）直（zhí）驅電（diàn）機的小很多，從而大幅降低電機永磁體用量，降低（dī）生產成本，節約（yuē）稀土資源，節能用（yòng）電量。當模塊發生故障（zhàng）時，直接拆卸（xiè）故障電（diàn）機，更換新的模塊電（diàn）機即可正常運行。使用本產品完全不會因電機發生故（gù）障而影響（xiǎng）到生產（chǎn）工期。
2、球磨機專用隨動式永磁（cí）直驅電機（jī）概（gài）述
本產品的隨動式定子結構構成一種“小車結構”，滾筒就像公路，定子塊就（jiù）像汽車。滾輪（lún）貼合滾筒旋轉相當於汽車（chē）在公路（lù）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（xiǎng）滾輪貼合滾（gǔn）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、重載震動等原因造成電機偏心（xīn）、氣隙不（bú）均勻時，仍能正常運轉（zhuǎn），保證磨機始終運行在性能狀態，不必停機檢修。同時（shí）電機（jī）定子與轉子間的間（jiān）隙也（yě）可以做的更小，減少永磁體用量，並且因（yīn）為隨動（dòng）式結構，電機不（bú）會發生掃膛（táng）現象（xiàng）。
本產品電機的定子為隨動式（shì）結構,基於模塊化永磁直驅電機（jī），采用獨立的扇形定子塊結構，其隨動原（yuán）理是在定子塊（kuài）的軸向兩側安裝滾（gǔn）輪且滾輪貼合滾筒來確（què）定定子與轉子間的間隙，定子（zǐ）塊（kuài）徑向外側設有與支撐框架相連的彈性機構。彈性機構在球磨機滾筒不偏心時處於半壓縮狀（zhuàng）態,如果球（qiú）磨機滾筒向上波動（dòng），轉筒會（huì）向上頂定子塊上安裝的滾輪，進而帶動定子（zǐ）塊向（xiàng）上移動，上方彈性機構繼續壓縮;下方定子塊在受到永磁體對其向上的吸引力的（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（yī）然貼合轉筒外表麵，使（shǐ）定子塊跟隨轉筒波動而進行徑向與（yǔ）圓周方向（xiàng）的移動，從而保證（zhèng）定子、轉子之間的間隙不變。球（qiú）磨機滾筒向下（xià）複位或繼續向（xiàng）下波動，則上方定（dìng）子塊在受到永（yǒng）磁體對其向下的吸（xī）引力的同時（shí），彈性（xìng）機構將上方（fāng）其向（xiàng）下（xià）壓,下方（fāng）定子塊（kuài）被轉筒向下壓（yā）。
本產（chǎn）品（pǐn）彈性裝置的（de）壓力大小可（kě）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（kuài）。
本產品將（jiāng）永（yǒng）磁電機采用模塊化控製（zhì），根據不同功率的電機設計采用不同個數的隨動式定子（zǐ）塊（kuài）構成（chéng）一台模塊電機，一台整圓電機由（yóu）多台（tái）模塊電機構成,多台模（mó）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。相鄰隨動式（shì）定子塊間設有（yǒu）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。球磨機滾筒的法蘭（lán）處銜接T型支撐板,用於支撐安裝電機（jī）轉子（zǐ）鐵心及磁（cí）鋼。
本產品的隨動式定子塊（kuài）安裝拆卸（xiè）十分便捷（jié），隻需要沿球磨機的（de）徑向依次拆卸密封（fēng）外殼、彈性機構、彈性機構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機的電機驅動（dòng）係統的優點
現階段大多（duō）數的球磨（mó）機仍采（cǎi）用三相感應電動機、聯軸器（qì）、減速裝置以（yǐ）及齒輪（lún）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（xiào）率和功率因（yīn）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（háng）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來越廣泛的原因（yīn）。
采用永磁直驅，取消了中間的減速機（jī）、聯軸器、及齒輪的傳（chuán）動環節，縮短係統的傳動鏈，直驅係統的傳動（dòng）效率將提升至少20%。球磨機直（zhí）驅係統的傳動效率不僅得到大（dà）幅（fú）提升，而且直（zhí）驅係（xì）統的故障率低，維護檢修方便（biàn），還（hái）避免了傳統設備因（yīn）漏（lòu）油造成環境汙染。
由於本產品電機定子采用了模塊化設（shè）計，不僅（jǐn）降（jiàng）低了加工（gōng），製造（zào），運輸等難（nán）度，還相當於把一個大功率電機做成了多個小功率電（diàn）機。模塊化電機的控製技術可以實現（xiàn）降低大功率電機的輸入電（diàn）壓，但是不增加（jiā）電機（jī）的輸入電流，電（diàn）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（jì）降低了（le）電機的供電電壓和（hé）使用的變頻器容量，從而降低成本。球磨機運行在輕載（zǎi）工況時,完（wán）全（quán）可以（yǐ）隻運行部分模塊電機（jī）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，諧波含量增加，平均轉矩下降，轉（zhuǎn）矩波動顯著增加，無（wú）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（tào）獨立的控（kòng）製係（xì）統，大大提升了電機（jī）控製的（de）自由度,可以利用其多電機結構和控製靈（líng）活的優勢，在發生故（gù）障時。可以直接拆卸故障電機更換新（xīn）的模塊電機即可正常運行。模塊化電（diàn）機（jī）具有冗餘的模塊數（shù），也（yě）可切除（chú）故障子模塊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而（ér）影響到生產工期。
球磨機因加工誤（wù）差、軸承磨損、滾筒形變（biàn）或重載產生震動等因素（sù）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（jì）生產中常常通（tōng）過（guò）增加氣隙（xì）大小來預防掃膛，而氣隙增大會導致永（yǒng）磁體（tǐ）用量增加，提（tí）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（zhèng）定子與轉子（zǐ）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（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作，檢修次數更少，工作時間（jiān）更長，大體積球磨機檢修複雜，降低檢修次數就是提高生產效率。
4、隨動式（shì）球磨機裝配示意圖（tú）
二（èr）、永磁直驅立磨技術
1、立磨直驅對比於傳統感應電（diàn）機的優點( 1）變頻調速控製，實現負載工況（kuàng）多樣性
傳統立磨速度單一（yī），工況適應能力差。遇到突發（fā）事件，調整磨鞮高度來改變係統工作環境，係統（tǒng）反應速度慢。永磁同步電機采（cǎi）用（yòng）變頻調速，適應工（gōng）況能力強。遇到突發事件，除調整磨輾高度外，還增加了速度調（diào）節以快速適應係統（tǒng）工作環境（jìng），係統反應速度更（gèng）快。
(2）係統簡單,可靠性高
傳統係統因三相感（gǎn）應電機無法在低速實現大（dà）轉矩輸出，需要額外的盤車係統滿足立磨的低速起動。為保證在電機起（qǐ）動過（guò）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（jī）起動後，通過減速器滿足係統轉矩需要，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（xì）統控製永磁同步電機起動，轉矩特性滿足需要，無需盤車係統（tǒng）和減速器，輔助係統（tǒng）少，結構簡單。
(3）變頻器軟起動，起動過程隨意設定
傳（chuán）統係統先（xiān）由低速盤車係統起動，待三相感應電機達（dá）到（dào）起動條件後，軟起動裝置起（qǐ）動三相感應電（diàn）機，係統運（yùn）行。係統控製複（fù）雜，低速無法實現過載輸出。在（zài）低速（sù）過程需要盤車係統，將轉（zhuǎn）速提高到三相感（gǎn）應電機起動條件。直驅係（xì）統直接變頻低速起動，係統直接運行，係統控製簡單。變頻控製起（qǐ）動過程可根據實際工（gōng）況進行調整，以滿足各種工況的需求。低速可過載輸（shū）出，滿足（zú）起動需要，取（qǔ）代盤車係統。
(4）無減速器，維護成本（běn）更低,維護（hù）次數少
係統各構（gòu）成單元均需要時常檢查和定（dìng）期維（wéi）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（wéi）護，維（wéi）護成本費用高。同時係統無法實現在（zài）低速運行的情（qíng）況（kuàng）下進行係統維護。直驅（qū）係統（tǒng）構成單元簡單，變頻器控製永磁同步電機直接驅動，控（kòng）製（zhì）方便。係統內無減速器，無（wú）需額外進行維護，係統維護成本低。同時，係統可（kě）實現在電機低速運行情況下進（jìn）行係統維護。
(5）傳動效率高,節能效果明顯
綜上采用直驅永（yǒng）磁電（diàn）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（shì）鯤磨機直驅係統（tǒng）的優勢與（yǔ）球磨機直驅係統相同，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（lì）磨效率。在立磨扶正軸承與壓（yā）力軸承（chéng）上進行突破，通（tōng）過設（shè）計一種雙向載荷扇形模塊機構替代大直徑軸承，方便加工、生產、運輸、裝配、維修，並降低成本,在工程實際中具（jù）有很強（qiáng）的實用型。
針對大、中、小型不同尺寸（cùn）的立磨，分別（bié）設計（jì）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電動機，永磁直驅（qū）電機具有雙向載荷機構與不（bú）同（tóng）的放（fàng）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。
永磁（cí）直驅（qū）礦用球（qiú）磨機 
