1、技術背景

　　傳統的球磨機、立磨機大都采用三相異步（bù）電動機（jī）、聯軸器、減速裝置以及齒（chǐ）輪（lún）結構進行驅動，導（dǎo）致球磨機的傳動係統存在（zài）機械傳動鏈冗（rǒng）長、效率低（dī）、機構複雜、運行維護工作量大等問題。

　　沈陽（yáng）工業大學電機（jī）與控製技術研究所與河南红桃影视-红桃影视成人免费-红桃视频在线观看-红桃视频官网機電設（shè）備有限公司聯合設計（jì）研發的球磨機、立磨機采用永磁直驅電機（jī）,通過將電動機與機械結構進行機電一體化設計，取消動力（lì）傳輸的中間環節，做成直驅（qū）方案（àn），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（xiào）率與功率因（yīn）數，具（jù）有節能、起動（dòng）轉矩大、過載能力（lì）強、係統免維護、自動化程度高（gāo）等優點。

　　在控製方麵,本產品電機定子采（cǎi）用（yòng）了模塊化設計（jì），不僅降低了（le）加工（gōng）、製造、運輸等難度，還相（xiàng）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（diàn）機的控製技術可（kě）以實現降低大功率電機的輸入（rù）電壓，但是不增（zēng）加電機的輸入電流（liú），電（diàn）機不必采用高等（děng）級絕（jué）緣。模塊（kuài）化電機采用多台小功率變（biàn）頻器聯合供電，這樣設計降低了電機的供電（diàn）電壓（yā）和（hé）使用（yòng）的變頻器容（róng）量，從而降（jiàng）低成本。每個模塊（kuài）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，球磨機運行在輕載工況時，完全可以（yǐ）隻運行部分（fèn）模塊（kuài）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（hù）存在（zài）間隙的（de）小扇形（xíng）塊，通（tōng）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（de）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（cóng）而大幅降低電機永磁體用量，降低生產成本，節約（yuē）稀土資源，節能用（yòng）電量。當模（mó）塊（kuài）發生（shēng）故障時，直接拆卸故障電機，更換新的模塊電（diàn）機即可正常運（yùn）行。使用本產（chǎn）品完全不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（shù）

　　本產品的隨動（dòng）式定（dìng）子結構構成一（yī）種“小車結構”，滾筒就像公路（lù），定子塊就像汽車。滾輪貼合滾（gǔn）筒旋轉相當於汽車在公路行駛，公路的起伏不影響車輪與（yǔ）地麵（miàn）貼合，即滾筒偏心浮動不影響滾（gǔn）輪貼合滾筒（tǒng），保（bǎo）證定子、轉子間隙恒定，在球磨機因（yīn）裝配誤差、軸承磨損、滾筒形（xíng）變、重載震動等原因造（zào）成電機偏心、氣隙（xì）不均勻時，仍能正常運轉，保證磨機始終運行在性能（néng）狀態，不必停機檢修。同時電機定（dìng）子與轉子間的間隙也可以做的更小，減少永磁體用（yòng）量，並且（qiě）因為隨動（dòng）式結構（gòu），電機不會發生掃（sǎo）膛現（xiàn）象。

　　本產品電機的定子為隨動式結構,基於（yú）模塊化永磁直驅電機，采用獨立的扇形定子塊結構，其隨動原理是在定子塊的軸向兩側安裝（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（xīn）時處於（yú）半壓縮狀態,如果球磨機滾筒向上（shàng）波動，轉筒會向上頂定子塊上安（ān）裝（zhuāng）的滾（gǔn）輪，進而（ér）帶動（dòng）定子塊向上移動（dòng），上方彈性機構繼續壓縮;下方定子（zǐ）塊在受到永磁體對（duì）其向（xiàng）上的吸引力的同時，定子塊（kuài）上的彈性機構將（jiāng）其向上頂，保證（zhèng）下方定子塊的（de）滾輪依然貼合轉筒外表麵，使定子塊跟（gēn）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（xiàng）下波動（dòng），則上方定子塊在受到（dào）永磁體對其向下的吸（xī）引力的同時（shí），彈性機構將上方其向下壓,下方定子塊被轉筒向下壓。

　　本產品彈性裝置的壓力大（dà）小可調，對於不同位（wèi）置的定（dìng）子塊設置不同的壓力（lì）,避免因彈（dàn）性裝置設置（zhì）的壓力過大造成滾輪或轉筒磨（mó）損較快。

　　本產（chǎn）品將（jiāng）永磁電機采用模（mó）塊化（huà）控製，根據不（bú）同功率的電機設計采用不（bú）同個數的隨動（dòng）式定子塊構（gòu）成一台（tái）模塊電機，一台（tái）整圓電機由多台模塊電機構成,多台模塊電機共用同一個轉子，模塊電機包繞式安裝在球磨機滾（gǔn）筒上。相鄰隨動式（shì）定子塊間設有固定在支撐框（kuàng）架上的擋板來對定子塊進行圓周（zhōu）方向的限位。球磨機（jī）滾筒的法蘭處（chù）銜接（jiē）T型支撐板,用於支撐（chēng）安（ān）裝電機轉子鐵心及磁鋼。

　　本產品的隨動式定子塊安裝拆卸十分便捷，隻需要沿（yán）球（qiú）磨機的徑向依次拆卸密（mì）封外殼、彈性機構、彈性機構與定子塊之間的連接杆、彈性（xìng）機構支撐架，即可將定子塊沿徑向拉出（chū），進行檢修或更換新的定（dìng）子塊。

　　3、采（cǎi）用本產（chǎn）品代替傳統磨機的電（diàn）機驅動（dòng）係統的優點

　　現階段大多數的球磨機仍采用三相感應電動機、聯軸器、減速裝置以（yǐ）及齒輪結構進行驅動。永磁同步電機與感應電（diàn）機相比（bǐ）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（néng）源。永磁電機通過變（biàn）頻器進行調速，電（diàn）機運行（háng）平穩，係統響應速度快，感應（yīng）電機則起動相對困難。這些也是（shì）近年來永（yǒng）磁電（diàn）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（chuán）動環節（jiē），縮短係統的傳動鏈，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（jǐn）得到大幅提升，而（ér）且直驅係統的故障率低，維護檢修方便，還避免了（le）傳統設備（bèi）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（diàn）機（jī）的（de）控製技術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（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（běn）。球磨機運行在輕載工（gōng）況時（shí）,完（wán）全可以隻運行部分（fèn）模塊電機（jī）驅動球磨機。

　　傳（chuán）統電機（jī）故障時（shí），會導致（zhì）電機合成磁動勢發生畸變，諧波含（hán）量（liàng）增加，平均轉矩下降，轉（zhuǎn）矩波動（dòng）顯著（zhe）增加，無（wú）法繼（jì）續正常運行。而本產品進行了模塊化設計，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（de）自由度,可（kě）以利（lì）用其（qí）多電機結構和（hé）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（de）模塊電機即可正常運行。模塊化電機（jī）具有冗餘的模塊數（shù），也可切除故（gù）障子模塊而控製（zhì）其餘正常（cháng）子模塊降額運行。使用本產品完全不會因（yīn）電機發（fā）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（huò）重載產生震動等因素會發（fā）生轉子偏心現象，偏心嚴重（chóng）時還會造成電（diàn）機掃膛損壞電（diàn）機（jī），實際生產中常常通過增加（jiā）氣隙（xì）大（dà）小來（lái）預防掃膛，而（ér）氣隙增大會導致永（yǒng）磁體用量增加，提高電（diàn）機製（zhì）造成本。隨動（dòng）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（jiān）隙恒定，可將氣隙做（zuò）的更小，減少永（yǒng）磁體用量，電機不會發生掃膛現象，同時因為該隨（suí）動式定子結構在偏心時能繼續（xù）正常工作，檢修次數（shù）更少，工作時間更（gèng）長，大體積球磨機檢修複雜，降（jiàng）低檢修次數就是提（tí）高（gāo）生（shēng）產效率。

　　4、隨（suí）動式球（qiú）磨機裝配示意圖

　　二、永磁直（zhí）驅立磨技術

　　1、立磨直驅對比於傳統感應電機的優點（diǎn）( 1）變頻調速控製，實現負載工況多樣性

　　傳統立磨速度單一，工況適應能力差。遇到突發事件，調整磨鞮高度來（lái）改變係統工作（zuò）環境（jìng），係（xì）統反應速度慢。永磁同步電機采用變頻調速，適（shì）應工況能力強。遇到突發事件，除調整磨輾高度外，還增（zēng）加（jiā）了速度調節以快速適應係統工作環境，係統反應速度更快。

　　(2）係統簡單,可靠性高（gāo）

　　傳統係統因三（sān）相感（gǎn）應電（diàn）機無法在低速實現大（dà）轉矩輸出（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網造成過大的衝擊，需增加軟起動裝置（zhì）。三相感應電機起動後，通過減速器滿足係統轉矩需要，整個係（xì）統（tǒng）構成複雜（zá），係統運行的輔助（zhù）設（shè）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，無需盤車係統和減速器，輔助係統少，結構簡單。

　　(3）變頻器軟（ruǎn）起動，起動過（guò）程隨（suí）意設定

　　傳（chuán）統係統先由低（dī）速（sù）盤（pán）車係統起動，待三相感應電機達到起動條件後，軟起（qǐ）動裝置起動三相感應電（diàn）機，係統運行。係統控製複（fù）雜，低速無法實現過載輸出。在低速過程（chéng）需要盤車係統，將轉速提高到三相（xiàng）感應電機起動條件（jiàn）。直驅係統直接變頻（pín）低速起動，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（diào）整，以滿足各種工況的需求。低速可過（guò）載輸出，滿足起動需要，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（tǒng）各（gè）構成單元均需要時常檢查和（hé）定期維護，傳統係統構成單元多（duō）。同（tóng）時立磨減速器結（jié）構複雜需要經常維護，維護成本費用高。同時係統無法實現在低速運行的情況下進行係（xì）統維護。直驅係統構成單元簡單，變頻器（qì）控製永磁同步電機直接驅動（dòng），控製方便。係統內無減（jiǎn）速器，無需額外進行維護，係統維護成本低（dī）。同時，係統（tǒng）可實現在電機低速運行情況下（xià）進行係統維護。

　　(5）傳動（dòng）效率高,節能效果明顯（xiǎn）

　　綜上采用直（zhí）驅永磁電機取代（dài）傳統驅動係統年節電量達181萬元（yuán）。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機直驅係統的優勢與球磨（mó）機直驅係統相同，這裏（lǐ）不再一—贅（zhuì）述。

　　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,提高了立磨效率。在立磨扶正軸承與壓力（lì）軸承上進行突破，通過設（shè）計一種（zhǒng）雙向載荷扇形模塊機構替（tì）代大直徑軸承，方便加工、生產、運（yùn）輸、裝配、維修，並降（jiàng）低成本,在工程實際中具有很強的實用型。

　　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（cí）電機，代替傳統的減速機與三相異步電動（dòng）機，永磁直驅電機具有雙向載荷機構（gòu）與不同（tóng）的放置位置，均能達到扶正與承壓的（de）作用，並且方便（biàn）製造、裝配維護（hù），節省成本。均已申請專 利。