1、技術背景（jǐng）
傳統（tǒng）的球磨機、立磨機大都采用三相異步電（diàn）動機、聯軸（zhóu）器、減速裝置以（yǐ）及齒輪結構進行驅動，導致球磨機的傳動係統存在（zài）機械傳動鏈冗長、效率低（dī）、機構（gòu）複雜、運行維護工作量大等問題。
沈陽工業大（dà）學電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（yán）發的球磨機、立磨機采用永磁直驅電（diàn）機,通過將電動機與機械結構進行機電一體化設計，取消（xiāo）動力傳輸的中間環節，做成直驅方案，能直接滿足荷載的需求（qiú），省去傳統磨（mó）機的減速機，顯著提高（gāo）了電機的效率與功率因數，具有（yǒu）節能、起動轉矩（jǔ）大、過載能力強、係統免維護、自動化程（chéng）度高等優點。
在控製（zhì）方麵（miàn）,本產品電機定子采用了模塊化設計，不僅降低了加（jiā）工、製造、運輸等難（nán）度，還相當於把一個大功率（lǜ）電機做成了多個小功率電機。模塊（kuài）化電機（jī）的控製技術可以實現降低大功率電（diàn）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（jī）采用多台小功率（lǜ）變頻器聯合供電，這樣設（shè）計降（jiàng）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。每個模（mó）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（dù），球磨機（jī）運（yùn）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（jī）。
在結構方麵，本產品電機的（de）定（dìng）子采用了一種自主設計（jì）研發的隨動式結構，將（jiāng）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（xiè）結構設計，確定了（le）一（yī）種無（wú）論（lùn）球磨機轉筒是否（fǒu）震動或偏心，定子塊始終跟隨轉筒運動從而（ér）保持定子與轉子間隙恒定的結構。本產品通過機（jī）械結構設計保證定子與轉子（zǐ）間的間隙恒定，電機不會發生掃（sǎo）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（xiǎo）很多，從而大幅降低電機永磁（cí）體用量，降低生產成本，節約稀土資源，節能（néng）用電量。當模塊發生故（gù）障時，直（zhí）接拆卸故障（zhàng）電機，更換新的模（mó）塊電機（jī）即可正常運行。使用本（běn）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（yòng）隨動式（shì）永磁直驅電機概述
本產品的隨動式定子結（jié）構構成一種“小車結構”，滾筒（tǒng）就像公（gōng）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（háng）駛（shǐ），公路的起（qǐ）伏不影響（xiǎng）車輪與地麵貼合，即滾筒偏心浮動不影響滾輪貼合滾筒，保證定子、轉（zhuǎn）子間隙恒定（dìng），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（zào）成電機偏心、氣隙不均勻時，仍能正常（cháng）運轉，保證磨機始終運行在（zài）性能狀（zhuàng）態，不必停機檢修（xiū）。同時電機定子與轉子（zǐ）間的間隙也可以做的更小，減少永磁體用量，並且（qiě）因為隨動（dòng）式結構（gòu），電機不會發生掃膛現象。
本產品電機的（de）定（dìng）子為隨動式結構（gòu）,基於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（xiàng）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（zhī）撐框（kuàng）架相連的彈（dàn）性機構。彈性機構在（zài）球磨機（jī）滾筒不偏心（xīn）時處於半壓縮狀態,如果球磨機滾筒向上波動，轉筒會向（xiàng）上頂定子塊上安裝的（de）滾（gǔn）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（kuài）在受到永磁體對其向上（shàng）的吸引力的（de）同（tóng）時，定子塊上的彈性機構將其向上頂，保證下方定子塊（kuài）的滾輪依然貼合轉筒外表麵，使定子塊跟隨轉筒（tǒng）波動而進行徑向與圓（yuán）周方向的（de）移動，從而保證（zhèng）定子、轉子之間的間隙不變。球磨機滾筒向下複位或繼續向下波動，則上方定子塊（kuài）在受到永磁體對其向下的吸（xī）引力的同時，彈性（xìng）機構將上方其向下壓,下（xià）方定子塊被轉筒向下壓。
本產品彈性裝置的壓力大小可調，對於不同位置的定子塊（kuài）設置不同的（de）壓力,避免因彈性裝置（zhì）設置的壓（yā）力過大造成滾輪或轉筒磨損較快。
本產品將永磁電機采用模塊化控製，根據不（bú）同功率的電機設計（jì）采用不同（tóng）個數的隨動式定子塊構成一台模塊電機，一台整圓電（diàn）機由（yóu）多（duō）台模（mó）塊電機（jī）構成,多台模塊電機共用同一個轉子，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設有固定在支撐框架上的擋板來對定子塊進行圓（yuán）周方向的限位。球磨（mó）機滾筒的法蘭處銜接（jiē）T型支撐板,用於支撐安裝電機轉子鐵心及磁鋼。
本（běn）產品的隨動（dòng）式定子塊安裝拆卸（xiè）十分便捷，隻需要（yào）沿球磨機的徑向依次拆卸密（mì）封外殼、彈性機構（gòu）、彈性機構與定子塊之間的連接杆、彈性機構支撐架，即可將定（dìng）子塊（kuài）沿徑向拉出，進行檢修或更換新的（de）定子塊。
3、采用本（běn）產品代替傳統磨機的電機驅動係統的優點
現（xiàn）階段大多（duō）數的球磨機仍采用三（sān）相感（gǎn）應電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進（jìn）行驅動。永（yǒng）磁同步電機（jī）與感應電機（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速，電機運（yùn）行平穩，係統響應速度快，感應電機則起動相對困難。這（zhè）些也是近年來永磁電機應用越來越廣泛的原（yuán）因。
采用（yòng）永磁直驅，取消了中間的減速機、聯軸器、及齒輪的傳動環節，縮短係統的傳動鏈，直驅係統的傳動效率將提升至少20%。球磨機（jī）直驅係統的傳動效率不僅得（dé）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（miǎn）了傳統設備因（yīn）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（dī）了加工，製造，運輸等難度，還相當於把一（yī）個大功率電機做成了多個小功率電機。模塊（kuài）化電機（jī）的控製技術可以實現降低大功（gōng）率電機的輸入電壓，但是不增加電機的輸（shū）入電流，電機不必采用高（gāo）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（diàn）電壓和使用的變頻器容量，從而降低成本（běn）。球磨機運行在輕載工（gōng）況時,完全可以隻運行部分模塊（kuài）電機驅動（dòng）球磨機。
傳統電機故障時，會導致電機合成磁動勢發生（shēng）畸變（biàn），諧波含量增加，平均轉矩下（xià）降，轉矩波動顯著增加，無法繼續正常運（yùn）行。而本產品進（jìn）行了模塊化設計，每個模塊電機都具有一套獨立（lì）的控（kòng）製係統，大（dà）大提升了電機控製的自由度,可以利用其多電機（jī）結（jié）構和控製靈活的優勢，在發生故障（zhàng）時。可以直接拆卸故障電機更換新的模塊（kuài）電機即可正常運（yùn）行。模塊化電機具有（yǒu）冗餘的（de）模塊數，也可切除故障子模塊（kuài）而（ér）控製（zhì）其餘正常子模塊降額運行。使用本產品完全不會因電機發生故障而影響到生產工期。
球（qiú）磨（mó）機因加工誤差、軸承磨損、滾筒形變或重（chóng）載產生震動（dòng）等因素會發生轉子偏心現（xiàn）象，偏心（xīn）嚴重時還會造（zào）成電機掃膛損壞電機，實際生產中常常通過增（zēng）加氣隙大小來預防掃膛，而氣隙增大會導致永磁體用量增加，提高電機製造成本。隨動式定子結（jié）構的模塊（kuài）電機，能在（zài）轉筒偏心時保（bǎo）證定子與轉（zhuǎn）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，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續正常工作，檢修次數更少，工作時（shí）間更長，大體積球磨機（jī）檢修複雜，降低檢修次數就是（shì）提高生（shēng）產效率。
4、隨（suí）動式（shì）球（qiú）磨機裝配示意圖
二、永磁直驅立磨技術
1、立磨直驅對比於傳統感應電機（jī）的優點（diǎn）( 1）變頻調（diào）速（sù）控製，實現（xiàn）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）改變係統工作環境，係統反應速度慢。永磁同步電機采用變頻調速，適應工況能力強（qiáng）。遇到突發事（shì）件（jiàn），除調整磨輾高度外，還增加（jiā）了速度調節（jiē）以快速適應係統工作環境，係（xì）統反應速度更快。
(2）係統（tǒng）簡單,可靠性高
傳統係統因三（sān）相感應電機無法在低速實現大（dà）轉矩輸出，需要額外的盤車係統滿足立磨的低速起動。為保證（zhèng）在電機起（qǐ）動過程（chéng）不對電網造成過大的（de）衝擊，需增加軟起動裝置。三（sān）相感應電機起動後，通過減速（sù）器滿足係統轉矩需要，整個係統構成複雜，係統運行的（de）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（qǐ）動，轉矩特性滿足需要，無需盤（pán）車係統和減速器，輔助係統少，結構簡單。
(3）變頻器軟起動，起動過程（chéng）隨意設定
傳統係統先（xiān）由低速盤車係（xì）統起動（dòng），待三相感應（yīng）電機達到起動條（tiáo）件後，軟起動裝置（zhì）起（qǐ）動（dòng）三（sān）相感應電機，係統運行。係（xì）統控製複雜，低速無法實現過載輸（shū）出。在（zài）低速過（guò）程需要盤（pán）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（jiē）變頻低速起動，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工況（kuàng）進行調整，以滿（mǎn）足各種工況（kuàng）的需求。低速可過載輸出，滿足起動需要，取代盤車係（xì）統。
(4）無減速器，維護成本更低,維（wéi）護次數少
係（xì）統各構成單元均需要時常檢查和定期維護，傳統係統（tǒng）構（gòu）成單元多（duō）。同時立（lì）磨減速器結構複雜需要（yào）經常（cháng）維護，維護成本費用高。同時（shí）係統（tǒng）無法（fǎ）實現在低速運行的情況下進行係統維護。直驅係統構成單元簡單，變頻器控製（zhì）永磁同步電機直接驅動（dòng），控製方便。係統內（nèi）無減速器，無（wú）需額外（wài）進行維護，係（xì）統維護成本低。同時，係統可實現在電機低速運行情況下進行係統（tǒng）維護。
(5）傳動效率高,節能效果明顯
綜上（shàng）采（cǎi）用直驅永磁電機取代傳統驅動係統年節電量達181萬元（yuán）。（按照5000h,0.6元/kWh）立（lì）式鯤磨機（jī）直驅（qū）係統的優勢（shì）與（yǔ）球磨機直驅係統相同（tóng），這裏不再一（yī）—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（zhí）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破（pò），通過設計一種雙向載荷扇形模（mó）塊機構替代大（dà）直徑軸承，方便（biàn）加（jiā）工、生產、運輸（shū）、裝配、維（wéi）修，並降低（dī）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（tóng）尺寸（cùn）的（de）立磨，分別（bié）設計了三種立磨專用永（yǒng）磁（cí）電機，代替傳統的減速機（jī）與三相異步電動機，永磁直驅電機具有（yǒu）雙向載（zǎi）荷機構與不同的放置位置，均能達到扶正（zhèng）與承壓的作用，並且方便製造、裝配維護，節省成（chéng）本。均（jun1）已申（shēn）請（qǐng）專 利。
永磁（cí）直（zhí）驅礦（kuàng）用球磨機 
