1、技術背景　　傳統的球磨機（jī）、立磨機（jī）大都采用三（sān）相異步電動機、聯軸器、減速（sù）裝置以及齒輪結構進行驅（qū）動，導致球（qiú）磨（mó）機的（de）傳動係統存在機（jī）械傳動鏈冗長、效率低、機構複雜（zá）、運（yùn）行維（wéi）護工作（zuò）量大等問題。　　沈陽（yáng）工業大學電機與控製技（jì）術研究所與河南蜜桃视频com.www（xīn）機電設備有限公司聯合設計（jì）研發（fā）的球磨機、立磨機采（cǎi）用永磁直驅電機,通過將（jiāng）電（diàn）動機與機械結構（gòu）進行機電一體化設計（jì），取（qǔ）消動力傳輸的中間環節，做成直驅方案，能直接滿足荷載的需求，省（shěng）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（néng）力強、係統免維（wéi）護、自動化程度（dù）高等（děng）優點。　　在控製方麵,本產品電機定（dìng）子采用了模塊化設計（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機做成了多個（gè）小（xiǎo）功率電機。模塊化電機的控製技術可以實（shí）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），電機不必采用高等級絕緣。模塊化電機采用多台（tái）小功率變頻器（qì）聯（lián）合供電（diàn），這樣設計降（jiàng）低了電機的供電（diàn）電壓和使用的變頻器容量（liàng），從而降低成本（běn）。每個（gè）模塊電（diàn）機（jī）都具有一套獨立的控（kòng）製係統，大大提升了電機控（kòng）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（mó）塊電機（jī）驅動球磨機（jī）。　　在結（jié）構方麵（miàn），本產品電機（jī）的定子采用了一種自主設（shè）計研發的隨動式結構，將整圓的定子分成（chéng）若幹個（gè）相互存在間隙的小扇形塊，通過（guò）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，定子塊始終跟隨轉筒運動從（cóng）而保持定子與轉子間（jiān）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（shēng）掃（sǎo）膛現象，因此電機的氣隙可以設計的比普通永磁直驅電機的小很多，從而大幅降低電機永磁體用（yòng）量（liàng），降低（dī）生產成本，節約（yuē）稀土資源，節能用（yòng）電量。當模塊發生故障時（shí），直接拆卸故（gù）障電機，更換新的模（mó）塊電機即可（kě）正常運行。使用（yòng）本產（chǎn）品完全不會因電機發（fā）生（shēng）故障而影響到生產工（gōng）期。　　2、球磨機專用隨動式永磁直驅電機（jī）概述　　本產品（pǐn）的隨（suí）動式定子結構構成一種“小車結構”，滾筒就像公路，定子塊（kuài）就像（xiàng）汽車。滾輪貼合滾筒旋轉相當於汽車在（zài）公（gōng）路行（háng）駛，公路的起伏不影響車輪與地麵貼合，即滾（gǔn）筒偏心浮動不影響滾輪貼合滾筒，保證定子、轉子間隙恒定，在球磨機因裝配誤差、軸承磨（mó）損、滾筒形變（biàn）、重載震動等原（yuán）因造成電機偏心、氣隙不均勻時，仍能正常運轉，保證（zhèng）磨機（jī）始終運行在（zài）性能狀態，不必（bì）停（tíng）機檢修。同時電機定子與轉子（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，電機不會發生掃膛現象。　　本產品電機（jī）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（yuán）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轉（zhuǎn）子間的（de）間（jiān）隙，定子塊徑向外側設有（yǒu）與支撐框架相連的彈性（xìng）機（jī）構。彈性機構在球磨機滾筒（tǒng）不（bú）偏心時處於半壓縮狀態,如果球磨機滾筒（tǒng）向上波（bō）動，轉筒會向上頂定子塊上安裝的滾輪，進而帶（dài）動定子塊向上移動，上方彈性機（jī）構繼續壓縮（suō）;下方定子塊在受到永（yǒng）磁體對其向上的吸引力（lì）的同時，定子塊上（shàng）的彈（dàn）性機構將其向上（shàng）頂，保（bǎo）證下方定（dìng）子（zǐ）塊的（de）滾輪依然貼合轉筒外表（biǎo）麵，使定子塊（kuài）跟隨轉筒波動而進行徑向與圓周方向的移（yí）動，從而保證（zhèng）定子、轉子之（zhī）間的間隙不變。球磨機（jī）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其向下的吸引力的同時，彈性機構將上方其向下壓,下方定子塊被轉（zhuǎn）筒向下壓。　　本產品彈性裝置（zhì）的壓力大小可調，對於不同（tóng）位置（zhì）的定子塊設置不同的壓力,避免因（yīn）彈性裝置設置的壓力過大造成滾輪或轉筒磨損較快。　　本產品將永磁電（diàn）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定子塊（kuài）構成一台模塊電機，一台整圓電（diàn）機由多（duō）台模塊（kuài）電機構（gòu）成,多台模塊電（diàn）機共用同一個轉子（zǐ），模塊電（diàn）機包繞式安裝在球磨機（jī）滾（gǔn）筒上。相鄰隨動（dòng）式定子塊間設有固定在支撐框架上的擋板來對定子（zǐ）塊進行（háng）圓周方向的限（xiàn）位。球磨機滾筒的法蘭（lán）處銜（xián）接T型支撐板,用於支撐安裝電機轉子鐵心及磁鋼。　　本產品的隨動式定子塊（kuài）安裝拆（chāi）卸十分便捷，隻需要（yào）沿球磨機的徑向依次拆（chāi）卸密封外殼、彈性機構（gòu）、彈性機構與定（dìng）子塊之間的連接杆、彈性機構支撐架，即可將定子塊（kuài）沿（yán）徑向拉出，進行檢修或更換新的定（dìng）子塊。　　3、采用本產品代替傳統磨機的（de）電（diàn）機驅動係統的優點（diǎn）　　現階段大多數的球磨機仍采用三相感應（yīng）電動機、聯（lián）軸器、減速裝置以及齒輪（lún）結構進行（háng）驅動。永磁同步（bù）電機與感應電機相（xiàng）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。永磁電機通過變頻器進行調速，電機運行平（píng）穩，係統響應速（sù）度（dù）快（kuài），感應電機則起動相對困（kùn）難（nán）。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（jiān）的減速機、聯軸器、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（lǜ）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（shēng），而且（qiě）直（zhí）驅係統的故障（zhàng）率低，維護檢修方便，還避免了傳統設備因漏油造成（chéng）環境汙染。　　由於（yú）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，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（zhì）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（de）輸入（rù）電（diàn）流，電機不（bú）必采用高等級絕緣，模塊化電機采（cǎi）用多台小功率變頻器聯合供電。這樣（yàng）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。球磨機運行在輕載工況時,完（wán）全可以隻運行部（bù）分模塊電機（jī）驅動球（qiú）磨機。　　傳（chuán）統電機（jī）故障時，會導致電機合成磁（cí）動勢（shì）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（jiā），無法繼續正常運行。而（ér）本產品進行了模塊化設計，每個模（mó）塊電機都具有（yǒu）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（duō）電機（jī）結構和控製（zhì）靈活的優勢，在發生故障時。可（kě）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（huà）電機具有冗餘的模（mó）塊數，也可切除（chú）故障子模塊而控製其餘正常子模塊降額運行（háng）。使用本產品完全不會因電機發生故障（zhàng）而影響（xiǎng）到生產工期。　　球磨機（jī）因加工誤差、軸承磨損、滾筒形（xíng）變或重載產生（shēng）震動等因素會發生轉子偏心現象，偏心嚴重時還會造成（chéng）電機掃膛損壞電（diàn）機，實際生（shēng）產中常（cháng）常通過增加氣隙大小來預防掃膛，而（ér）氣（qì）隙增大會（huì）導致永磁體用量增加，提高電機（jī）製造成本。隨動式（shì）定子結構的模（mó）塊電機，能在轉筒（tǒng）偏心時保證定子與轉（zhuǎn）子之間的間隙恒定，可將氣隙做的（de）更小，減少永磁體用量（liàng），電（diàn）機不會發生掃膛現象，同時因為該（gāi）隨（suí）動式定子結構在偏心時能繼續正（zhèng）常工作，檢修次數更少（shǎo），工作時間更長，大體積球（qiú）磨機檢修複雜，降低檢修次（cì）數就是提高生產效率。　　4、隨動式球磨機裝配（pèi）示意圖　　二、永磁直驅立磨技術（shù）　　1、立磨直驅對比於傳統感應（yīng）電機的優點( 1）變頻調速控製（zhì），實現負載工況多樣（yàng）性　　傳統立磨（mó）速度單一，工況適應能力差。遇到（dào）突發事件，調整磨鞮高（gāo）度來改變係統工作（zuò）環境（jìng），係統反應速（sù）度慢。永磁同步電機采用（yòng）變頻調速，適（shì）應工況能（néng）力強。遇（yù）到突發事件，除調整磨輾高度外（wài），還增（zēng）加了速度（dù）調節以快速（sù）適應係（xì）統工作（zuò）環境，係統反應速度更快（kuài）。　　(2）係統（tǒng）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轉矩輸出，需要額外（wài）的盤車係統滿足立磨的低速起動（dòng）。為（wéi）保（bǎo）證在電機起動過程不對電網造成（chéng）過大的衝擊，需增加軟起動裝置。三相感應電機起動後（hòu），通過減速器滿足（zú）係統轉（zhuǎn）矩需要（yào），整個係統構成複雜（zá），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（zú）需要，無需盤車係統和減速器，輔助係統少，結構簡單。　　(3）變頻器軟起動，起動過程隨意設定　　傳統係統先由低速盤車係統起動，待三相（xiàng）感（gǎn）應電機（jī）達到起動條件（jiàn）後，軟起動裝（zhuāng）置起動三相感（gǎn）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（xiàng）感應電機起（qǐ）動條件。直驅係統直接變（biàn）頻低速起動（dòng），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（zǎi）輸出，滿足起動需要，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（běn）費用高。同時係統無法實現在（zài）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直接驅動，控製方便。係統內無減速器，無需額（é）外進行維護，係統維護成本低。同時，係統（tǒng）可實現在電機低速運行情況下進行（háng）係統維護。　　(5）傳（chuán）動效率高,節能效果明顯　　綜上采用直驅（qū）永磁電機取代傳統驅動係統年節電量達181萬元。（按照（zhào）5000h,0.6元/kWh）立（lì）式鯤（kūn）磨機直驅係統的（de）優勢與球磨機直驅係統相同，這裏不再一（yī）—贅述（shù）。　　2、永磁直驅立（lì）磨結構示意圖　　本新型立磨結構采用永磁直驅電機驅動,提高了立（lì）磨（mó）效率。在立磨（mó）扶正軸承與壓（yā）力軸承（chéng）上進行突破，通（tōng）過設計一種雙向（xiàng）載荷扇形模塊機構替代大直徑軸承，方（fāng）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用（yòng）型。　　針對大、中、小型不同尺寸的立（lì）磨，分別設計了三種立磨專用永磁電機，代（dài）替傳統的減速機（jī）與三相異步電動機，永磁（cí）直驅電機具有雙向載荷機構與不（bú）同（tóng）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（yǐ）申請專（zhuān） 利。