1、技術背景　　傳（chuán）統的球磨機、立磨機大都采用三（sān）相異（yì）步電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進行驅動（dòng），導致球磨（mó）機的傳動係統存（cún）在機械傳動鏈（liàn）冗長、效率低、機構複雜、運行維護工作量大等問題（tí）。　　沈（shěn）陽工業大學電（diàn）機與控製技術研究所與河南蜜桃视频com.www機電設備有限公司聯合設計研發的球磨機（jī）、立磨機采用永磁直驅電機,通（tōng）過將（jiāng）電動機與機械結構進行機電一體化設計，取（qǔ）消動力傳（chuán）輸的中間（jiān）環節（jiē），做（zuò）成直驅方案（àn），能直接（jiē）滿（mǎn）足荷載的需求，省去傳統磨機的減速（sù）機（jī），顯著提高了電機的效率與功率因數，具有節能、起動轉矩（jǔ）大、過載能（néng）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（jī）定（dìng）子采（cǎi）用了模塊（kuài）化設計，不僅降低了加工、製造（zào）、運輸等難度，還（hái）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實現降低大（dà）功率電機的輸入電壓，但（dàn）是（shì）不增（zēng）加電機的輸入電（diàn）流，電機不必采用高等級絕緣。模塊化電機（jī）采用多台小（xiǎo）功率變頻器（qì）聯合供電，這樣設計降低了電機的供電電壓和使用的（de）變頻器容量，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（jī）控製的自（zì）由（yóu）度（dù），球磨（mó）機運（yùn）行在輕載工況時，完全可以隻運行部分模塊電機驅動球磨（mó）機（jī）。　　在結構方麵，本產品電機的定子采用了一種自主設計研發（fā）的隨動式結構，將整圓的定子分成若幹個（gè）相互存在間隙的小扇形塊（kuài），通過機械（xiè）結構（gòu）設計（jì），確定了一種無論球磨機轉筒是否震動或偏心，定子塊始終（zhōng）跟隨轉（zhuǎn）筒運動從而保持定子與轉子間隙恒定的結（jié）構。本產（chǎn）品通過機械結（jié）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象，因此電（diàn）機的氣隙可（kě）以設計的比普通永磁直驅電機的小很多，從（cóng）而（ér）大幅降低（dī）電機永磁體用量，降低生產成本，節約稀土資源，節能用電量。當模塊發生故障時，直接拆卸故障電機，更換新（xīn）的模（mó）塊電機即可正常運行。使用本產（chǎn）品完全不會因電機（jī）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　　本產品的隨動式定子結構構成一種“小車結構（gòu）”，滾筒就像公（gōng）路，定子塊就像汽車。滾（gǔn）輪貼合滾筒旋轉相當於汽車在公路（lù）行駛（shǐ），公路的起伏不影響車輪與地麵貼合，即滾筒偏心浮動（dòng）不影響滾輪（lún）貼合滾筒，保（bǎo）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（chéng）電機（jī）偏心、氣隙不均勻時，仍能正常運轉，保證磨機（jī）始終運（yùn）行在性能狀態，不必停機檢修。同時電機定子與轉子（zǐ）間的間隙也可以做的更小，減少永（yǒng）磁體用量，並且因（yīn）為隨動式結構（gòu），電機不會發生掃膛現象。　　本產品電機的定子為隨動式（shì）結構,基於模塊化永磁直驅電（diàn）機，采用獨（dú）立的扇形定（dìng）子塊結（jié）構，其隨動原理是在定子塊（kuài）的軸（zhóu）向兩側安（ān）裝滾輪且滾輪貼合（hé）滾筒來確定定子與轉（zhuǎn）子間的間隙，定子塊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（mó）機滾筒不偏心時處於半壓縮狀態,如果球磨機（jī）滾筒向上波動，轉筒會（huì）向（xiàng）上頂定子塊（kuài）上安裝的滾輪，進而帶動定子塊（kuài）向上移動，上方彈性機構（gòu）繼續壓縮;下方（fāng）定子（zǐ）塊在（zài）受到永磁體對其向上的吸引力的（de）同時，定子塊（kuài）上的彈性機構將其向上頂，保證下方定子塊的滾輪依然貼合轉筒（tǒng）外（wài）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，從而保證定子、轉子之間的間隙不變。球磨機滾筒向下（xià）複位或繼續向下（xià）波動，則上方定子塊在受到永磁體對其向下的吸（xī）引力的同時，彈性機構將上方（fāng）其向下壓,下方定子（zǐ）塊被轉筒向下壓。　　本產品彈性裝（zhuāng）置的壓力大小可調，對於不同位置的定子塊設置（zhì）不同的（de）壓力,避免因彈性裝置設置的壓力過大造成（chéng）滾輪或轉筒（tǒng）磨（mó）損較快。　　本產品將永（yǒng）磁電機采用模（mó）塊化控製，根據不同功（gōng）率的電機設計采（cǎi）用不同個數的隨動式（shì）定（dìng）子塊（kuài）構成一台模塊電機，一台整圓電（diàn）機由多台模塊（kuài）電機構成,多台（tái）模塊電機（jī）共用（yòng）同（tóng）一個轉子（zǐ），模塊電機包繞式安裝（zhuāng）在球磨機滾筒上。相鄰隨動式定子塊間（jiān）設有（yǒu）固定（dìng）在（zài）支撐框架上的（de）擋板來對定子塊進行圓周方（fāng）向的限位。球磨機滾筒（tǒng）的法蘭處銜接T型支撐板,用於支撐安裝電機轉子鐵（tiě）心及磁鋼。　　本產品的（de）隨動式定子塊安裝拆（chāi）卸十分便（biàn）捷，隻需要（yào）沿球磨機的徑向依次拆（chāi）卸密（mì）封外殼、彈性機構、彈性機構與（yǔ）定子塊之間的連接杆、彈性機構支撐架，即可將定（dìng）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（de）電機驅（qū）動係統的優點（diǎn）　　現階段大多數的球磨機仍采用三相感應電動機、聯軸（zhóu）器、減速裝置以及齒輪結構進行驅（qū）動。永磁同步電機與感應電機相比優勢（shì）是它有較高的效率（lǜ）和功率因數，損耗（hào）大大降低，節約了能源。永磁電機通過變（biàn）頻器進行（háng）調速，電機運行平（píng）穩，係（xì）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（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、及齒輪的傳動環節，縮短（duǎn）係統的傳動鏈，直（zhí）驅係統的傳動效率將提升至少20%。球磨（mó）機直驅係統（tǒng）的傳動效率不僅得到大（dà）幅提升，而且直驅係統（tǒng）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（huán）境汙（wū）染。　　由於本產（chǎn）品（pǐn）電（diàn）機定子采用了模塊化設計，不僅降低了加工，製造，運輸等難度（dù），還相當於把一個大功率電機做成了多（duō）個小功率電機。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（huà）電機采用（yòng）多台小功率（lǜ）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（jiàng）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（tǒng）電機故障時，會導致電（diàn）機合成磁動（dòng）勢發（fā）生畸變，諧波含量增加，平均轉（zhuǎn）矩下降，轉矩波動顯著增加，無法繼續正常運行。而本產品進行（háng）了模塊化設計，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（zì）由度,可以利用其多電機結構和控製（zhì）靈活的優勢，在發（fā）生故障（zhàng）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）電機具有冗（rǒng）餘（yú）的模塊數（shù），也可切除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（diàn）機發生故障而影響到生產工期。　　球磨機因加工誤差、軸承磨損、滾筒形變或重（chóng）載產生震動等因（yīn）素會發生轉子偏心現象，偏（piān）心嚴（yán）重時還會造成電機掃膛損壞電（diàn）機，實際生產中常常通過增加氣隙大小來預防掃膛（táng），而氣隙增大會導致永（yǒng）磁體用量增加，提高電機製造成（chéng）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（jiān）隙恒（héng）定，可（kě）將氣隙做（zuò）的更小，減少永磁體用量，電機（jī）不會發生掃膛現象，同（tóng）時因為該（gāi）隨動式定子（zǐ）結構在偏心時能繼續正常工作（zuò），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）檢修次數就是提高生（shēng）產（chǎn）效率。　　4、隨動式球磨機裝配示意圖　　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優點( 1）變頻調速控製，實現負載工況多樣性（xìng）　　傳統立磨速（sù）度單一，工況適應能力差。遇到突（tū）發事件，調（diào）整磨鞮高度來（lái）改變係統工（gōng）作環境，係統反應速度慢。永磁同步電機采用變頻調（diào）速（sù），適應工（gōng）況能力強。遇到突發事（shì）件，除調整磨輾高度外，還（hái）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（sù）度更快。　　(2）係統簡單（dān）,可靠性高　　傳統（tǒng）係統因（yīn）三相感應（yīng）電機無法在低速實（shí）現大轉（zhuǎn）矩輸出，需要額外（wài）的盤車係統滿足立（lì）磨的低速起動。為保證（zhèng）在電機（jī）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（jī）起動後，通過減速器滿足係統轉矩需要，整個係統構（gòu）成複雜，係（xì）統運行（háng）的輔助設（shè）備很多（duō）。直驅係統由（yóu）變頻控製係統控製永磁同步電機起動，轉（zhuǎn）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（pín）器軟起動，起動過程隨意設定　　傳統係統先由低（dī）速盤車係統起動（dòng），待三（sān）相感應電機達到起動條件後，軟起動裝置起動三相感應（yīng）電機，係統（tǒng）運行（háng）。係統控製（zhì）複雜，低速無法（fǎ）實（shí）現（xiàn）過載輸（shū）出。在低速過程需要盤車係統，將轉速（sù）提高到三相感應電機起動條件。直（zhí）驅係統直接變（biàn）頻低速起動（dòng），係統直接運行，係統（tǒng）控製簡單。變頻控製起動過程可根據實際（jì）工況進行調整，以滿足各（gè）種（zhǒng）工況的需求。低速（sù）可（kě）過載輸出，滿（mǎn）足起（qǐ）動需要，取代盤車係統。　　(4）無減速器，維護成本（běn）更低,維護次數少　　係統各構（gòu）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（tóng）時立磨減速器結構複雜需要經常維護（hù），維護成本費用高（gāo）。同時係統無法實現在低速運行（háng）的情況下進（jìn）行係統維護。直（zhí）驅係統構成單元簡單，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（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（xià）進（jìn）行係統維護。　　(5）傳動（dòng）效率（lǜ）高,節能效果明顯　　綜上采用直（zhí）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（běn）新型立磨結構（gòu）采用永磁直驅電機驅動,提高（gāo）了立磨效率。在立磨扶正（zhèng）軸承與（yǔ）壓（yā）力軸承上進行突破，通過設（shè）計一（yī）種雙向載荷扇（shàn）形模塊（kuài）機構替代大（dà）直徑軸承，方便加（jiā）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型。　　針對大、中（zhōng）、小型不同尺（chǐ）寸的立磨，分別設計了三種立磨專用永（yǒng）磁電機，代替傳（chuán）統的減速機與三相異步電動機，永磁直驅電（diàn）機具有雙（shuāng）向載（zǎi）荷機構與不同的放置位置，均能達到扶正（zhèng）與承壓的作（zuò）用，並且方（fāng）便製造、裝配維護，節省成本。均已申請專 利。