1、技（jì）術背景（jǐng）
傳統（tǒng）的球磨（mó）機、立磨機大都（dōu）采用三相（xiàng）異步電動機、聯軸器、減速裝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（jī）械傳動鏈冗長、效率低（dī）、機構複（fù）雜、運行維護工作量大等問題。
沈陽工業大學（xué）電機與控製（zhì）技術研究（jiū）所與河南蜜桃视频com.www機電設備有限（xiàn）公司（sī）聯合設計研發的球磨機、立磨機采用永（yǒng）磁直驅電機（jī）,通過將電動機（jī）與機械結構進行機電一體化（huà）設計，取消動力傳輸的中間環節，做成直驅方（fāng）案，能直接滿足荷載的（de）需求（qiú），省去傳統磨機的減速機，顯（xiǎn）著提高了電機的效（xiào）率（lǜ）與功率因數，具有節能、起（qǐ）動轉矩大、過載能力強、係統免維護、自動化程度高等優（yōu）點。
在控製（zhì）方麵,本（běn）產（chǎn）品電機定子采用了模塊化設計（jì），不僅降低了加工、製造（zào）、運輸等難度，還相當於把一個大功率電機做（zuò）成了多個小功率電機。模塊化電（diàn）機的（de）控製技術可以實現降低大功率電機的輸入（rù）電壓，但是不增加電機（jī）的輸入電流，電機不必（bì）采用高等級絕緣。模（mó）塊化電機采用多台小功率變頻器（qì）聯合供電，這樣設計降（jiàng）低了電機的供電電壓和使用的變（biàn）頻器（qì）容量，從而降低成本。每個模塊電機都具有一套（tào）獨立的控製係統，大大提升（shēng）了電機控製的自由（yóu）度，球磨機運行在輕載工況（kuàng）時，完全可以隻運行部分模塊電機驅（qū）動球磨機。
在結（jié）構方麵，本（běn）產品電機的定子采用（yòng）了一種自主設計研發的隨（suí）動式（shì）結構，將整圓的定子分成若幹個相互存在間隙的（de）小扇形塊，通過機械結構設計，確定了一種無論球磨機轉（zhuǎn）筒是否震動或偏心，定子（zǐ）塊始終跟隨轉筒運動從而保持定子與（yǔ）轉子間隙恒定的結構。本產品通過機械結構設計保證定子與（yǔ）轉子間的間隙恒定，電機不會發生（shēng）掃膛現象，因此電機的氣隙可以設計（jì）的（de）比普通永磁（cí）直驅電機的小（xiǎo）很（hěn）多，從而大幅降低電機永（yǒng）磁體（tǐ）用量，降低生產成本（běn），節約稀土資（zī）源，節能用（yòng）電量。當模塊發生故障時，直接拆卸故障電機（jī），更換新的模塊電機即可正常運行。使用本產品完全不會因電機發生故障而影響到（dào）生產工期。
2、球磨機專用隨（suí）動式永磁直驅電機概述
本產品的隨動式定子結構構（gòu）成一種（zhǒng）“小車（chē）結構”，滾筒（tǒng）就像公路，定子塊就像汽車。滾輪貼合滾（gǔn）筒旋轉（zhuǎn）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（fú）動不影（yǐng）響滾輪（lún）貼合滾筒，保證定子、轉子間隙恒定（dìng），在球磨機因裝配誤差、軸承（chéng）磨損、滾筒形變、重（chóng）載震動（dòng）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（zhōng）運行在（zài）性能狀態，不必停機檢修。同時電機（jī）定子與轉子間的間隙也可以（yǐ）做的（de）更小，減少永磁體用量，並（bìng）且因為隨動（dòng）式結構，電機不會發生掃膛現象。
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（jī），采用獨立的扇形定子塊結構，其隨動原理是（shì）在定子塊的軸向兩側安裝滾輪且滾輪（lún）貼合滾筒來確（què）定定子與（yǔ）轉子間的間隙，定子塊（kuài）徑（jìng）向外側設有與（yǔ）支撐框架相連的（de）彈性機構。彈性機構在球磨機滾筒不偏心時處於半壓縮（suō）狀態,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，進而帶動定子塊向上移動，上方彈性機構繼續（xù）壓縮;下（xià）方定子塊在（zài）受到永磁體對其向上的吸（xī）引力的同時，定子塊上的彈性機構將其向上（shàng）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（zhuǎn）筒波動而進行徑向與圓周方向（xiàng）的移動，從而保證定子、轉子之間的間隙不變。球磨機滾筒向下複位或繼（jì）續向下波動，則上方定子塊（kuài）在（zài）受到永磁體（tǐ）對其向下的吸引力的同時（shí），彈性機構將上方其向下壓,下方定子（zǐ）塊被轉筒向下壓。
本產品彈性裝置的壓力大小可調（diào），對於不同位置（zhì）的定子塊設置不同的壓力,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的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,多台（tái）模塊電機共用同一個轉（zhuǎn）子，模塊電機包（bāo）繞式安裝（zhuāng）在球磨機滾筒上（shàng）。相鄰（lín）隨動式定（dìng）子塊間設有固定在支撐框架上（shàng）的擋板來對定子塊進行圓（yuán）周方向的限位。球磨機滾筒的法（fǎ）蘭處銜接T型支撐板,用於支撐安裝電機轉子鐵心及磁鋼。
本（běn）產品的隨動式（shì）定子塊安裝拆卸十分便（biàn）捷，隻（zhī）需要沿球磨機的（de）徑（jìng）向依次拆卸密封外殼、彈性機構（gòu）、彈性機構與定子塊之（zhī）間的連接杆、彈性（xìng）機構支撐架，即可將定（dìng）子塊沿徑向拉（lā）出，進行檢修或更換新的定子塊。
3、采用本產品代（dài）替傳統磨機的電機驅動係統的優點
現階段大多數的球磨機仍采用三（sān）相感應電動機、聯（lián）軸器、減（jiǎn）速裝置以及齒輪結構進行驅動（dòng）。永磁同（tóng）步電機與感應電機相比優勢（shì）是它有較高的效率和功率因數，損耗大大降低（dī），節約了能源。永磁電機通過變頻器進行調速（sù），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。這些也是近年來永磁電機（jī）應用越來越廣泛（fàn）的原因（yīn）。
采用永磁直驅，取消了中間（jiān）的減速機、聯軸器（qì）、及齒輪的傳動環節，縮短（duǎn）係統的傳動鏈，直驅係統的傳動效率將提升至（zhì）少20%。球磨機直驅係統的傳動效率不僅得到大幅提升，而且直驅係（xì）統的故障率低，維（wéi）護檢修方便，還避免了傳統設備因漏（lòu）油造成環境汙染。
由於本產品（pǐn）電機定子采用（yòng）了模塊化設計，不僅降（jiàng）低了加工，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電機。模塊化電（diàn）機的控製技術可以實現降低大（dà）功率電機的輸入電壓，但是不增加電機的輸入（rù）電流，電機不必采用高等級絕緣，模塊化電機采用多台（tái）小功率變頻器聯合供電。這樣設計（jì）降低了電機的供電（diàn）電壓和使（shǐ）用的變頻器容量，從而降低成本。球磨機運行在輕載工況（kuàng）時,完全可以（yǐ）隻運行部分模塊電機驅動球磨機。
傳統（tǒng）電機故障時，會導（dǎo）致電機合成磁（cí）動勢發生畸變，諧波（bō）含量增加，平均轉矩下降，轉矩波（bō）動顯著增加，無法繼續正常運行。而本產品進行了模塊化設計（jì），每個模塊電機都具有一套獨立的控製係統，大（dà）大提升了電機控製的自（zì）由度,可以利用其多電機結構和控製靈活的優勢，在發（fā）生故障時。可以直接拆卸（xiè）故障電機更換新的模（mó）塊電機即可正常（cháng）運行。模塊化電（diàn）機具有冗（rǒng）餘的模塊數，也（yě）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機發（fā）生故障而影響到生產工（gōng）期。
球磨機因加工誤差、軸承磨損、滾筒形（xíng）變（biàn）或（huò）重載（zǎi）產生震動（dòng）等因素會發（fā）生轉（zhuǎn）子偏心現象（xiàng），偏心嚴重時還會造成電（diàn）機掃（sǎo）膛損壞電機，實際生產中常常通（tōng）過增加氣隙大（dà）小來預防掃膛，而氣隙增大會導（dǎo）致永磁體用量增加，提高電機製造成本。隨動式定（dìng）子結構的模塊電機，能在轉筒偏心時保證定子與轉子之間的間隙恒定，可將氣隙做的更（gèng）小，減少永磁體用量，電（diàn）機不會發生掃膛（táng）現象，同時因為該隨動式定子結構在偏心（xīn）時能繼續正常工作，檢修次數更（gèng）少，工作時間更長，大體積球磨機檢修複雜，降（jiàng）低檢修次（cì）數（shù）就是提高生產效率。
4、隨（suí）動式球磨機裝配示意圖
二、永磁直驅立磨技術（shù）
1、立（lì）磨直驅對比於（yú）傳統感（gǎn）應電機的優點( 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。遇到突發事件，調整磨鞮高度（dù）來改（gǎi）變係統工作環（huán）境，係統（tǒng）反應速度慢。永磁同步電機采用變頻調速，適應工況（kuàng）能力強（qiáng）。遇到突發事件，除調（diào）整磨輾（niǎn）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（sù）度（dù）更快。
(2）係統簡單,可靠性高
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（wài）的盤車係統（tǒng）滿足（zú）立磨的（de）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（qǐ）動裝置。三相感應電機起（qǐ）動後，通過（guò）減速器滿足（zú）係統轉矩需（xū）要，整個係統構成複（fù）雜，係統運行的輔助設備很（hěn）多。直驅係統由變（biàn）頻控製（zhì）係統控製（zhì）永磁同步電機起動，轉（zhuǎn）矩特（tè）性滿（mǎn）足（zú）需要，無需盤車係統和減速器，輔助係統少（shǎo），結構簡單。
(3）變（biàn）頻器軟起動，起動（dòng）過程隨意設定
傳統係統先由低速盤車係統起動，待三（sān）相（xiàng）感應電機達到（dào）起動條件後，軟起動裝置起動三相感應電機，係統運行。係統控製（zhì）複雜，低速無法實（shí）現過載輸出。在低速過程需要盤車係（xì）統，將轉速（sù）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（jiē）運行（háng），係（xì）統控製簡單。變頻控製起（qǐ）動過程可根據實際工況進行調整，以滿足各（gè）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）無減速（sù）器（qì），維護成本更（gèng）低,維護（hù）次數少
係統（tǒng）各構成單元均（jun1）需要時常檢查和定期維護，傳統係（xì）統構成單元多。同時立磨減速器結構複（fù）雜（zá）需要經常（cháng）維護，維護成本費用高。同時係統無法實現（xiàn）在低（dī）速（sù）運行的情況下進行係統維護。直驅係統構成單元簡單，變（biàn）頻器控製永磁同步電機（jī）直接驅動，控製方便。係統內無減速器，無需額外進行維（wéi）護，係統維護成本低。同時，係統可實現在電機低速運行情況下進行係統維護。
(5）傳動效率高（gāo）,節能效果明顯
綜上采用（yòng）直驅（qū）永磁電機取代傳統驅動係統年節電量達（dá）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驅係統相同，這裏不再一—贅述。
2、永（yǒng）磁直驅立磨結構示意圖（tú）
本新型立（lì）磨結構采用永磁直驅電機（jī）驅（qū）動,提高了立（lì）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（shuāng）向載荷扇形模塊機構替代（dài）大直徑軸承，方（fāng）便加工（gōng）、生產、運輸、裝配、維修，並降（jiàng）低成本,在（zài）工程實際中具有（yǒu）很強的實用型。
針對大、中、小型（xíng）不同尺（chǐ）寸的立（lì）磨，分別設計了三種立磨專用永磁電機，代替（tì）傳統的減速機（jī）與三相異步電動機，永磁直驅（qū）電機具有雙向載（zǎi）荷機構（gòu）與（yǔ）不同的放（fàng）置位置，均能達到扶正與承壓的作用，並且方便製造、裝配維護，節省成本。均已申請專 利。
永（yǒng）磁直驅礦用球磨機 
