永磁直驅球磨機、立磨機
1、技術背（bèi）景（jǐng） 傳統的球磨機、立磨機大都（dōu）采用三相異步電（diàn）動機、聯軸器、減速裝（zhuāng）置以及齒輪結構進行驅（qū）動，導致球磨機的傳動係統存在機械傳動鏈冗長、效率低、機構複雜、運行維（wéi）護工作量大等問題。 沈陽工業大學電機與控製技術研究所與河南小黄鸭视频官网機電（diàn）設（shè）備有限（xiàn）公司聯合設（shè）計研發的球磨機、立磨機采用永磁直驅電機,通過將電動機與（yǔ）機械結構進行機電（diàn）一體化設計，取（qǔ）消動力傳輸的（de）中間環節，做成直驅方案，能（néng）直接滿足荷載（zǎi）的需求（qiú），省去傳統（tǒng）磨機的減速機，顯著提高了電機的（de）效率與功（gōng）率因數，具有節能、起動轉矩大、過載能力強、係（xì）統（tǒng）免維（wéi）護、自動化程度（dù）高等優點。 在控製（zhì）方麵,本產品電機定（dìng）子采用了模塊化設計，不僅（jǐn）降低了加工、製造、運輸（shū）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（jī）的控製技術可以實現降低大功率（lǜ）電機的輸（shū）入電壓，但（dàn）是不增加電機的輸入電流，電機不必（bì）采用高等級絕緣（yuán）。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（gòng）電電壓和使用的變頻器容量，從而降低成（chéng）本。每個模塊電機都具有一（yī）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（yùn）行在輕載工況（kuàng）時，完全可（kě）以隻運行部分模塊（kuài）電機驅動（dòng）球磨機。 在結構方麵，本產（chǎn）品電機的定子采用（yòng）了一種自主設計研發的隨動式結構，將整圓的定子分成若幹個相互存在間隙的小扇形塊，通過機械結構設計，確定了一（yī）種無論球磨機轉筒是否震動（dòng）或偏心（xīn），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結構。本產品通過機械結（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（yīn）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（dà）幅降低電機永（yǒng）磁體用量，降低生產成本，節約（yuē）稀土資源，節能用電量。當模塊發生故（gù）障時，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（wán）全不會因電機發生故障而影響到生產工（gōng）期。 2、球磨機專（zhuān）用隨動（dòng）式永磁直驅電機概述 本產品的隨（suí）動式定子（zǐ）結構構成一種（zhǒng）“小車結構”，滾筒就像公路，定子塊就像汽車。滾輪貼合滾筒旋（xuán）轉相當於汽車在公路行駛，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滾筒（tǒng），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（chóng）載震動等原因造成電機偏心、氣隙不均勻時，仍能正常運（yùn）轉，保證磨機始終運行在（zài）性能狀（zhuàng）態，不必（bì）停機檢修。同時電機（jī）定子與轉子間的（de）間隙也可以做的更小，減（jiǎn）少永磁體用量，並且因為隨動式結構，電機（jī）不會發生掃膛現象。 本產品電機的定（dìng）子為隨動式（shì）結構,基於模塊化永（yǒng）磁直驅電機（jī），采用（yòng）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滾輪且滾輪貼合（hé）滾筒來確定定子與轉子間的（de）間隙，定子塊徑向外側設有與（yǔ）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，轉筒會向上頂定子塊上安裝的滾輪，進而帶動定子塊向上移動，上（shàng）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同時，定（dìng）子塊上的彈性機構將（jiāng）其向上頂，保證下方定子塊的滾輪依然貼（tiē）合轉筒外表麵，使定子塊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（zhuǎn）子之間的間隙不變。球磨機滾筒向下複位或繼續向下波動，則上方定子塊在受到（dào）永磁體對其向下的吸引力的同時，彈性機構（gòu）將上方其向下壓,下方定子塊被轉筒向下壓。 本產品彈性裝（zhuāng）置的壓力大小（xiǎo）可調，對於不同位置的定子塊設置不同的壓（yā）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。 本產品將（jiāng）永（yǒng）磁電機采用模塊化控製，根據不同功（gōng）率的電（diàn）機設（shè）計采用不同個數的隨動式定子塊構成一台模（mó）塊電機，一台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（qiú）磨機滾筒上（shàng）。相鄰隨動（dòng）式定子塊間設有（yǒu）固定在支撐框架上的擋板（bǎn）來對定（dìng）子塊進行圓周方向的限位。球磨（mó）機滾筒的法蘭處銜接T型支撐板,用於支撐安（ān）裝電機轉子鐵心及磁（cí）鋼。 本產品的隨動式定子塊安裝拆卸十分便捷，隻需要沿球磨機的（de）徑向依次拆卸密封外殼、彈性機構（gòu）、彈性機構與定子塊之間的連接杆、彈性機構支（zhī）撐架，即可將定子塊沿（yán）徑向拉出，進行檢（jiǎn）修（xiū）或更（gèng）換新（xīn）的（de）定子塊。 3、采用本產品代替傳統磨（mó）機的電機驅動係統的優點 現階段大多（duō）數（shù）的球磨機仍采用三相感應電動機、聯軸器、減速裝置以及（jí）齒輪結構（gòu）進行驅動。永磁同（tóng）步（bù）電機與感應電（diàn）機（jī）相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（diào）速，電機運行平穩，係統響應（yīng）速度快，感應電機則起（qǐ）動相對困難。這些也是（shì）近年來永磁電機應用（yòng）越（yuè）來越廣泛的原因。 采（cǎi）用永磁直驅（qū），取消了中間的減速機、聯軸器（qì）、及齒輪的傳動環節，縮短係（xì）統的傳動鏈（liàn），直驅（qū）係統的傳動效率將提（tí）升至少20%。球磨機直驅係統的傳（chuán）動效率不僅得到大幅提升，而且（qiě）直驅係（xì）統的故障率低，維護檢（jiǎn）修方便，還（hái）避（bì）免了傳統設備因漏油造成環境汙染。 由於本產品電機定子采（cǎi）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（gè）小功（gōng）率電機。模（mó）塊（kuài）化（huà）電機的控（kòng）製技術可以實現降低大功率電機的輸入電壓，但（dàn）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（diàn）機采用多台（tái）小功率（lǜ）變頻器聯合供（gòng）電（diàn）。這樣設計降低了電機的供電電壓和使（shǐ）用的變頻器（qì）容（róng）量，從而（ér）降低（dī）成本。球（qiú）磨機運行在輕載工況時,完全可以隻運行部（bù）分模（mó）塊電機（jī）驅動球磨機。 傳統電機（jī）故障（zhàng）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，轉矩波動顯著增加，無法繼續（xù）正常運行。而本產品進行了模塊化設計，每個模塊電機都（dōu）具有一套獨立的（de）控製係統，大大提升了電機控製的（de）自由度,可（kě）以利（lì）用其多電（diàn）機結（jié）構和控製靈活的優勢，在發生故障時。可（kě）以直（zhí）接拆卸故障電機更換新的（de）模塊電機即可正常運行。模塊化（huà）電（diàn）機具有冗餘的模（mó）塊數，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（jiā）工誤差、軸承磨損、滾筒形變或重（chóng）載產生震動等（děng）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（jī），實際生產中常常通過增加氣隙大小來預防掃膛，而（ér）氣隙增大會導致永（yǒng）磁體用量增加，提高電機製造成本。隨動式定子結構（gòu）的（de）模（mó）塊電機，能（néng）在轉筒偏心時保證定子與轉子之間（jiān）的間隙恒（héng）定，可將氣隙（xì）做的更小，減（jiǎn）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子結構在偏心時能繼（jì）續正常工作，檢（jiǎn）修次數更少，工（gōng）作時間更長，大體（tǐ）積球磨機檢修複雜，降低檢修次數就是提高生產效率。 4、隨動式球磨機（jī）裝配示意圖 二、永磁直驅立磨技術 1、立（lì）磨直驅對比於（yú）傳統感應（yīng）電機的優點( 1）變頻調速控製（zhì），實現負載（zǎi）工況（kuàng）多樣性（xìng） 傳統立磨速度單一，工況適應能力差（chà）。遇到突發事件，調整磨鞮高（gāo）度來改變係統（tǒng）工作環境，係統（tǒng）反應（yīng）速度慢。永磁（cí）同步電機采用變頻調速，適應工（gōng）況能力強。遇到突發事件，除（chú）調整磨（mó）輾高度外，還增加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 傳統係統因三相感應電機無法在低速實現大轉矩輸出，需要額外的盤車係統滿足立磨的低（dī）速起動（dòng）。為保證在電機起動過程不對電網造成過（guò）大的衝擊，需增（zēng）加軟起動裝置。三相（xiàng）感應電機起動後，通過減速器滿足係統轉矩需要，整個係統構成複（fù）雜，係統運行的（de）輔助設備很（hěn）多。直驅係統（tǒng）由變頻（pín）控製係統控製永磁同步電機起動，轉（zhuǎn）矩特性滿足需要，無需盤車係統和減速器，輔助（zhù）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（tǒng）係統先由低速盤車係統起動，待三相感應電機達到起動條件後，軟起動裝置起動三相（xiàng）感應電機，係統（tǒng）運（yùn）行。係統控製複雜，低速無（wú）法實現過載輸出。在低速過程需要盤車係統，將轉速提高到三相感應電機起動條件。直驅係統直接變頻低速起動，係統直接運行，係統控（kòng）製簡單。變頻控製起（qǐ）動過程可根據實際工況進行調整，以滿足各種工況的需求。低速可過載輸出，滿足起動需要，取代盤車係統。 (4）無減（jiǎn）速器，維護成本（běn）更低,維護次數少 係統各構成（chéng）單元（yuán）均（jun1）需要時常檢查和定期維（wéi）護，傳統係（xì）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（hù）成本費用高（gāo）。同時係統無法實現在低速運行的情況下進行係統維（wéi）護。直驅係統構成單元簡單，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（wú）需額外進行維護，係統（tǒng）維護成本低（dī）。同時，係（xì）統可（kě）實現在（zài）電機低速運行情況下進行係統維護（hù）。 (5）傳動效率高,節能（néng）效果（guǒ）明顯 綜上采用直驅永磁電機取代傳統驅動（dòng）係統年節電量達181萬元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機直（zhí）驅係統的優勢與球磨機直（zhí）驅係統相同（tóng），這裏不再一—贅述。 2、永磁直驅立（lì）磨結構示意（yì）圖 本新型立磨結構（gòu）采用永磁直驅電機驅動,提高了立磨效率。在立磨扶正（zhèng）軸承與壓力軸承上進行突（tū）破，通過設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（shū）、裝配、維修，並降低成本,在（zài）工程實際中具有很強的實用型。 針對（duì）大、中、小（xiǎo）型不同尺寸（cùn）的立磨，分別設計了（le）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機，永磁（cí）直驅電機具有雙向載荷（hé）機構與不同的放置位置，均能達到扶正與承壓的作用，並且（qiě）方便製造、裝配維護，節（jiē）省（shěng）成（chéng）本。均已申請專 利。
永磁直驅礦（kuàng）用球磨機 
