1、技術背景
傳統的（de）球磨機、立磨機大都采用三相異步（bù）電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進行（háng）驅動，導致球磨機的傳動係（xì）統（tǒng）存在機械（xiè）傳動鏈冗長、效率（lǜ）低、機構複雜、運行維護工作量大等問題。
沈陽工業（yè）大（dà）學電機與控製技術（shù）研究（jiū）所與河南蜜桃视频com.www機電設備有限公司聯合設計研（yán）發的球磨機、立磨機采用永磁直驅電（diàn）機,通過將電動機與機（jī）械結構進行機電一體化設計，取消動力傳輸的中間環節，做成直驅方案，能直接滿（mǎn）足荷載的需求，省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、過載能力強、係統免維護、自動化程度高（gāo）等優點。
在控製方麵,本產（chǎn）品電機定（dìng）子采用了（le）模塊化設計，不僅（jǐn）降低了加工、製造、運輸等（děng）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（huà）電機的控製技術可以（yǐ）實現（xiàn）降低大功率電機的輸入電壓，但是不增加（jiā）電機的輸入電流，電機不必采用高等級絕緣。模塊化電機采（cǎi）用多台小功率變頻器（qì）聯合供電，這樣設計降低了電機的供電電壓和使用的變頻器容量，從而降（jiàng）低成本。每個模塊電機都具（jù）有一（yī）套獨立（lì）的控製係統（tǒng），大大提升了電機控製的自由（yóu）度，球磨機（jī）運行在輕載工況（kuàng）時，完全可以隻運行部分模塊電機驅動球（qiú）磨機。
在結構方（fāng）麵，本產品（pǐn）電機的定子（zǐ）采用了一種自主設計研發的隨動（dòng）式結構，將整圓的（de）定子分（fèn）成若幹個相互存在間隙的小（xiǎo）扇形塊，通過機械（xiè）結構設計，確定了一種無論球磨機轉筒是否震動或偏心（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。本產品通過機械結構設計保證定子（zǐ）與轉子間（jiān）的（de）間隙恒定，電機不會發生掃膛現象，因此電（diàn）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量，降低生產成本，節約稀土資源，節能用（yòng）電量（liàng）。當模塊發生故障（zhàng）時，直接拆卸故障電機，更（gèng）換新的模塊電機即可正常（cháng）運行。使用本產（chǎn）品完全不會因電機發生故障（zhàng）而影響到生產工期。
2、球磨機專用隨動式永（yǒng）磁直驅電機概（gài）述
本產（chǎn）品的隨動式定子結構構成一種“小車結構”，滾筒就像公路，定子塊就像汽車。滾輪貼合滾筒旋轉相當於汽車在公路行駛，公路的起伏不影響車輪（lún）與地麵貼合，即滾筒偏心浮動不影響滾輪貼合滾筒，保證定（dìng）子（zǐ）、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電機偏（piān）心（xīn）、氣隙不均勻時，仍能正常運轉，保證磨機始終運行在性能狀態，不必停機檢修。同時電機定子與轉子間的間隙也可以做的更小，減少永磁體用量，並且因為隨動式結（jié）構，電機不會（huì）發生掃膛現（xiàn）象（xiàng）。
本產品電機的定（dìng）子為隨動（dòng）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（jié）構，其隨動原理是在定子塊的軸向兩側安裝滾輪且滾輪（lún）貼合滾筒來確定定子與轉子間的（de）間隙，定（dìng）子塊（kuài）徑向外側設有與支撐框架相連（lián）的彈性機構。彈性機構（gòu）在球磨機滾筒（tǒng）不偏心時處於（yú）半壓縮（suō）狀態（tài）,如果球磨機滾筒向上波動，轉筒會向上頂定子塊上安裝的滾輪，進而（ér）帶動定子塊向上移動，上方彈性機構繼（jì）續壓縮;下方定子塊在受到永磁體對其向上的吸引（yǐn）力的同時，定子（zǐ）塊上的彈性機構將其向上頂，保證下（xià）方定子塊的滾輪依（yī）然（rán）貼合轉筒外表麵，使（shǐ）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（bú）變。球磨機滾筒（tǒng）向下複位或繼續向下波動，則上方定子塊（kuài）在受到永磁體（tǐ）對其向下的吸引力的同時，彈性機構將上方其向下壓（yā）,下方定子塊被轉筒向下壓。
本產品彈性裝置的壓力大小可（kě）調，對於不同位置的定子（zǐ）塊設置不同的壓力,避免因彈性裝置設置的壓力（lì）過大造成（chéng）滾輪（lún）或轉（zhuǎn）筒磨損較快（kuài）。
本產品將永磁電機采用模塊化控製，根據不同功率（lǜ）的電機設計采用不同個數（shù）的（de）隨動式定子塊構成一台模塊電機，一台整圓電機由多台模塊電機構成（chéng）,多台模塊電（diàn）機共用同一個轉子，模塊電機包繞式安裝在球磨機滾筒上。相鄰隨動式定子塊間設有（yǒu）固（gù）定在支撐框架上的（de）擋板來（lái）對定子塊進（jìn）行圓周方向的限（xiàn）位。球磨機（jī）滾筒的法蘭處（chù）銜接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安（ān）裝拆卸十分便捷，隻需（xū）要沿球磨機（jī）的徑向依次拆卸密封外殼、彈性機構、彈性機構與定子塊之間的連接（jiē）杆、彈性機構支撐架，即可將定子塊沿徑（jìng）向拉出，進行檢修或（huò）更換新的定子塊。
3、采用本產（chǎn）品代（dài）替傳統磨機的（de）電機驅動係統的優點
現階段大多數的球（qiú）磨機仍采用三相感應電動機、聯軸器、減速裝置（zhì）以及齒輪結構進行驅動。永磁同步（bù）電機與感應電機相比優勢是它有較高的效率和功率因數（shù），損耗大大降低（dī），節約了能源。永磁電機通過變（biàn）頻器進行調速（sù），電機運行平穩，係統響應速度快，感應電機則起動相對困難。這些也是近年來永磁電機應用越來越廣泛的原因。
采用永（yǒng）磁直驅，取消了中間的減速機、聯軸（zhóu）器、及齒輪的傳動（dòng）環節，縮（suō）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（qū）係統的傳動效率不僅得到大幅提升，而且直驅係統的故（gù）障率低，維護檢修方便，還避免了（le）傳統設備因漏油造成環境汙染。
由於本產品電機定子采用了模塊化設計，不僅降低了加工（gōng），製造（zào），運輸等難度，還相（xiàng）當於把一個大功率電機做成了多個小功率（lǜ）電機。模塊化電機的控製技術（shù）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（liú），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（shè）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（mó）機運行在輕載工況（kuàng）時,完全可以隻運行部分模塊電（diàn）機驅動球磨機（jī）。
傳統電（diàn）機故障時，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（dòng）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，每個模塊電機都具有（yǒu）一套獨立的（de）控製係統，大大提升了電機（jī）控製的自由度,可以利用其多電機結構和控製靈活的優勢，在發生故（gù）障時。可以直接拆卸故（gù）障電機更換新的模塊（kuài）電機即可（kě）正常運行。模塊化電機具有冗（rǒng）餘的（de）模塊數，也可（kě）切除故障子模塊而控製其餘（yú）正常子（zǐ）模塊降額運（yùn）行。使用本產（chǎn）品完全不會因電（diàn）機發生故障而影（yǐng）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）載產生震動等因素會發生轉子偏心現（xiàn）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，而氣（qì）隙增大會導致（zhì）永磁體用量增加，提高電機製造成本。隨（suí）動式定子結構的模塊電機，能在轉筒偏心時保證（zhèng）定（dìng）子與轉子（zǐ）之間的間隙恒定，可將氣隙做的更小，減少（shǎo）永磁體用量（liàng），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（shí）能繼續（xù）正常工作，檢修次數更（gèng）少，工作時間更長，大體積球磨機檢修複雜，降低檢修次數（shù）就是提高生產效（xiào）率（lǜ）。
4、隨動式球磨機（jī）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（jī）的優點( 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（chà）。遇到突發事件，調整磨（mó）鞮高度來改變係統工（gōng）作環境（jìng），係統反應速度慢。永磁同步電機采用變頻調速，適應（yīng）工況能力強。遇到突發（fā）事件，除調整磨輾高度外，還增加了速度調（diào）節（jiē）以（yǐ）快速適應係統工（gōng）作環境，係統反應速度（dù）更（gèng）快。
(2）係統（tǒng）簡單,可靠性高
傳統係統因三相感應（yīng）電機無法在低速實（shí）現大轉矩輸出，需要額外的盤車係統滿（mǎn）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（zēng）加軟（ruǎn）起動裝置。三相感應電機起動後（hòu），通過減（jiǎn）速器滿（mǎn）足係統轉矩需（xū）要，整個係統（tǒng）構成複雜，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機起動，轉矩特性滿足需要，無需盤車係統和減速器，輔助係（xì）統少，結構簡單。
(3）變頻器（qì）軟起動，起動過程隨意設定
傳統係統（tǒng）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（dòng）裝置起動（dòng）三相感應電機（jī），係統運行。係統控製複（fù）雜，低速無法實現過載（zǎi）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（jī）起動條件。直驅係統直接變頻（pín）低速起動，係統直接運行，係統（tǒng）控（kòng）製簡單。變頻控製（zhì）起動過程可根據實際工況進（jìn）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（chē）係統。
(4）無減速器，維（wéi）護成本更（gèng）低,維護次數（shù）少
係統各構（gòu）成單元均需要時常檢查和定（dìng）期維護，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，維護成本費用高。同時係統無法實現在低速運行的情況下（xià）進行係統維（wéi）護。直驅係統構（gòu）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（tǒng）內無減速器，無需額（é）外進行維護，係統（tǒng）維（wéi）護成（chéng）本低。同（tóng）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（guǒ）明顯（xiǎn）
綜上（shàng）采用直驅永磁電機取（qǔ）代傳統（tǒng）驅動係統（tǒng）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（zhí）驅係（xì）統相同，這裏不再一（yī）—贅述。
2、永（yǒng）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。在立磨扶正軸承與壓力軸承上進行突破，通過設計一種雙向載荷扇（shàn）形模（mó）塊機構替代大直徑軸承，方便加工、生產、運輸、裝（zhuāng）配、維修（xiū），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（xiǎo）型不同尺寸的立磨，分別設計了三種立磨專用永磁電機，代替傳統（tǒng）的減速機與三相異步電動機，永磁直驅電機具有雙向載荷機構與不同的放置位置（zhì），均能（néng）達到扶正與承（chéng）壓的作用，並且方便製造、裝配維護，節（jiē）省成本。均（jun1）已（yǐ）申請專 利。
永磁直驅礦用球磨（mó）機 
