1、技術背景
傳（chuán）統的球磨機、立（lì）磨機大都采用三相（xiàng）異步電動機、聯軸器、減速（sù）裝置以（yǐ）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冗長、效率低、機構複雜、運行維護工作量大等問題。
沈（shěn）陽工業大學電（diàn）機與控製技術研究所與河南小黄鸭视频官网（xīn）機電設備有限（xiàn）公（gōng）司聯（lián）合設計研發的球磨機、立磨機采用永磁直驅（qū）電機,通過將電動機與機械（xiè）結（jié）構進行機電一體（tǐ）化設計，取消（xiāo）動力傳輸的中間環節（jiē），做成（chéng）直（zhí）驅方案，能直（zhí）接滿足荷載的需求，省去傳統（tǒng）磨機的減速（sù）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、過載能力強、係統免維護、自動化程度高（gāo）等優點。
在控製方麵,本產品電機定子采用了模（mó）塊化設計，不僅降低（dī）了（le）加工、製造、運輸（shū）等難度（dù），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（kě）以（yǐ）實現降低大功率電機的輸入電壓，但是不（bú）增加電機的輸入電流，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（lián）合供電，這（zhè）樣設（shè）計降低了電機的供電（diàn）電壓和使用的變頻器容量，從而降低成本。每（měi）個模塊電機都具有一套獨立（lì）的控製（zhì）係統，大大提升了電機控製的自由（yóu）度，球磨機運行在輕載（zǎi）工（gōng）況時，完全可以隻運行部分模塊電機驅動球磨機。
在（zài）結構方（fāng）麵，本產品電機的定子采用了一種自主設計研發的隨（suí）動式結構，將整圓的（de）定子分成若幹個相互存在間隙的小扇形塊，通（tōng）過機械結構設計，確定了一種無論球磨機轉筒（tǒng）是否震（zhèn）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（xì）恒定的結構。本產品通過機械（xiè）結構設計保證定子與轉子間的間隙恒定，電機不（bú）會發生掃膛現象，因此電機的（de）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（diàn）機永磁體用量，降低生產成（chéng）本，節（jiē）約稀土資源，節能用電量。當模塊發生故障時，直（zhí）接拆卸故障電機，更換新的模塊電機即可正常（cháng）運行（háng）。使用本產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述（shù）
本產品的（de）隨動式定子結構構成一種“小車結構”，滾（gǔn）筒就（jiù）像公路，定子塊就像汽車。滾輪貼合滾筒旋轉相當於（yú）汽車在（zài）公路行駛（shǐ），公路的起（qǐ）伏不影響車輪與地麵（miàn）貼合，即滾筒偏心浮動不（bú）影響滾輪貼合滾筒，保證定子、轉子間隙恒定（dìng），在（zài）球磨機因（yīn）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、氣隙不均勻時，仍能正常運轉，保證磨機始終運行在（zài）性能狀態，不必停機（jī）檢修。同時（shí）電機定子（zǐ）與轉子間的間隙也可以做的更小，減少永（yǒng）磁體用量，並且因為隨動式結構，電機不會發生掃膛現（xiàn）象。
本產品電機的定子為隨動式結構,基於模（mó）塊化永磁直驅電機，采用獨立的扇形定子塊結構，其隨（suí）動原理是在定子塊的軸向兩側安裝滾輪且滾輪貼（tiē）合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（kuàng）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態,如果球磨機滾筒向上（shàng）波（bō）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，上方彈性（xìng）機構繼續壓縮;下方定（dìng）子塊在受到永磁體對其（qí）向上的吸引力的同時，定子塊上（shàng）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外表麵，使定子塊跟隨轉筒波（bō）動而進行徑向與圓周方（fāng）向的移（yí）動，從而保證定子、轉子之間的間隙不變。球磨機滾（gǔn）筒向下複位或繼（jì）續向下波動，則上方（fāng）定子塊（kuài）在受到永磁體對其向下的吸引（yǐn）力的同時，彈性（xìng）機（jī）構將上（shàng）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小（xiǎo）可調（diào），對於不同（tóng）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（guò）大（dà）造成滾（gǔn）輪或轉筒磨損較快（kuài）。
本產品將永磁電機采用（yòng）模塊（kuài）化控製，根據不同（tóng）功率的電（diàn）機設計采用不同個（gè）數的隨動（dòng）式定子塊構成一台模塊（kuài）電（diàn）機，一台整圓（yuán）電機由多台模塊電機構成,多（duō）台（tái）模塊電機共用同一個轉子（zǐ），模塊電機包繞式安（ān）裝在球磨機滾筒上。相鄰隨動式定子塊間設（shè）有固定在支撐框架上（shàng）的（de）擋板來對定子塊進行圓周方向的限位。球（qiú）磨機滾筒的法蘭處銜接T型支撐（chēng）板,用於（yú）支撐（chēng）安裝電機（jī）轉子鐵心及磁鋼。
本產品的隨動式定子塊安（ān）裝拆卸十分便捷，隻需要沿球磨機的徑向依次拆卸（xiè）密封外殼、彈性（xìng）機構、彈性（xìng）機構與定子塊之間的連接杆、彈性機構（gòu）支撐架，即可將定子塊沿徑（jìng）向拉出，進行檢修或更換新的定子塊。
3、采用本產（chǎn）品代替傳統磨機的電機驅（qū）動係統的優點
現階段（duàn）大多數的球磨機仍采用三相感應電動機、聯軸器、減（jiǎn）速裝置以及齒輪結構進行驅動（dòng）。永磁同步電機與感應電機相比優勢是它有較高（gāo）的效率和功率因數，損耗大大降（jiàng）低（dī），節約了能源。永磁電機通過變頻器（qì）進行調速，電機運行平穩，係統響應速度（dù）快，感應電機則起（qǐ）動相對困難。這些也是近年來（lái）永磁電機應用（yòng）越來越廣泛的原因。
采（cǎi）用永磁直驅，取消了（le）中間的減速機、聯軸器、及齒輪的傳（chuán）動環節，縮短係（xì）統的傳動鏈（liàn），直驅係統的傳動效率將提升至少（shǎo）20%。球磨機（jī）直（zhí）驅係（xì）統的傳動效率不僅（jǐn）得到大幅提升，而且直驅係統的故障率低，維護檢修方便，還避免（miǎn）了（le）傳統設備因漏油（yóu）造成環境汙染。
由於本（běn）產品電（diàn）機定子（zǐ）采用了模塊（kuài）化設計（jì），不僅降（jiàng）低了加工，製（zhì）造，運輸等（děng）難（nán）度，還相當於把（bǎ）一個（gè）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（kě）以實現降低大功率電（diàn）機的輸（shū）入電壓，但是不增加電（diàn）機的輸入電流，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（lián）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，從而降低成本。球（qiú）磨機運行在（zài）輕載工況時,完全可以隻運行部分模塊電機驅動球磨機。
傳統電（diàn）機故障時，會（huì）導致電機合成（chéng）磁動（dòng）勢發生畸變，諧波含量增（zēng）加，平均轉矩下降，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由度,可以利用其多電機結（jié）構（gòu）和控製靈活的優勢，在發生故障時。可以直接拆卸故障電機更換（huàn）新（xīn）的模塊電機即可（kě）正常運行。模塊化電機具有冗餘的模塊數，也可切除故障子模塊而控製其餘正常子模塊（kuài）降額運行。使（shǐ）用本產品（pǐn）完（wán）全不會因電機發生故障而影響到生產工期（qī）。
球磨機因加工誤（wù）差、軸承磨（mó）損、滾筒形變或重載產生震動等因素會發生轉子偏心現象，偏心嚴重時還會造成電機（jī）掃膛損（sǔn）壞電（diàn）機，實際生產中常（cháng）常通過增加氣隙大小來預防（fáng）掃膛，而氣隙增大會導致永（yǒng）磁體用量增加，提高電機製造成本（běn）。隨（suí）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（zhī）間的間隙恒定，可將氣隙做的（de）更小（xiǎo），減少永磁體用量，電機不會（huì）發生掃膛現象，同時因（yīn）為（wéi）該隨動（dòng）式定子結構在偏心時能（néng）繼續正常工作，檢修次（cì）數更少，工作時間更長（zhǎng），大體積球磨（mó）機檢修複雜，降低檢修次數就是提高生產效率。
4、隨動式球磨機裝配示意圖
二、永磁直驅（qū）立磨技術
1、立（lì）磨直驅（qū）對比於傳統感應電（diàn）機（jī）的優點( 1）變頻調速控製，實現負（fù）載工況多樣性
傳統立磨速度單一，工況適應能力差。遇到突（tū）發事件，調整磨鞮高度來改（gǎi）變係統工作環境，係統反應速度（dù）慢。永磁同步電機（jī）采用變頻調速，適應工況能（néng）力強。遇到突發事件，除調整磨輾高度外，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（gèng）快。
(2）係（xì）統簡單,可靠（kào）性高
傳統係統因三相感應電（diàn）機無法在低速實現大轉矩輸出，需要額外的盤車係（xì）統滿足立（lì）磨（mó）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。三相感應電機起動後，通（tōng）過減速器滿足係統轉矩需要，整個係統構成複雜，係統（tǒng）運行的輔助設備很多。直驅係統由變（biàn）頻控製係統控製永磁同（tóng）步（bù）電機起動，轉矩特性（xìng）滿足需要，無需盤車係統和減速器，輔（fǔ）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（yóu）低速盤車係統（tǒng）起動，待三相（xiàng）感應電機（jī）達到起動條件後，軟起動裝置起動三（sān）相感應電機，係（xì）統運（yùn）行。係統控製複雜，低速無法實現（xiàn）過載輸出。在低速過程需要盤車係統，將（jiāng）轉速提高到三相感應（yīng）電機起動（dòng）條件。直驅（qū）係統直接變頻低速起動，係統直接（jiē）運行，係統控製簡單。變頻控製起動過程可根據實際工況（kuàng）進行調整，以滿足各種工（gōng）況的需求。低速可過載輸出，滿足起動需要，取代盤車係統。
(4）無減速器，維（wéi）護成本更低,維護次數少
係統（tǒng）各構成單元均（jun1）需要（yào）時常檢查和定期維護，傳統係（xì）統構成單元多。同時（shí）立磨減速器結構複雜需要經常維護，維（wéi）護成（chéng）本費用高。同時係（xì）統無法實現在低速運（yùn）行的情況下進行係統（tǒng）維護（hù）。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（biàn）。係統內無減速器，無需額外進行維護，係統（tǒng）維護（hù）成本低。同時，係統可實現在電機低速運行情況下進行係統維護。
(5）傳動效率高,節能效果明顯
綜上采用直驅永磁電機取代（dài）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（mó）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（lì）磨扶正（zhèng）軸承與壓力軸承上進行突破，通（tōng）過設計一種雙向載荷扇（shàn）形模塊機構替（tì）代大（dà）直徑軸承，方便加工、生產（chǎn）、運輸、裝配、維修，並（bìng）降低成本,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（yǒng）磁電機，代替傳統的減速機與三相異步（bù）電動機，永磁直（zhí）驅電機具有雙向載荷機構與不同的放置（zhì）位置（zhì），均能達到扶正與承（chéng）壓的作用，並且方便製造、裝配維護，節省成本。均已申（shēn）請專 利。
永磁直驅礦用（yòng）球磨機 
