1、技術背景
傳（chuán）統的球磨機、立磨機大都采用（yòng）三相異步電動機（jī）、聯軸（zhóu）器、減速（sù）裝置以及齒輪結構進行（háng）驅動，導致球（qiú）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（hù）工作量大等問題。
沈陽（yáng）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（sī）聯合設（shè）計研發的球磨機、立（lì）磨機（jī）采用永磁直驅（qū）電機,通過將電動機與機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（àn），能直接滿足荷載的需（xū）求，省（shěng）去傳統磨機的減速機，顯著提高了電機的效率與功率因（yīn）數，具有節能、起動轉矩（jǔ）大、過載能力強、係統免維護、自動化程度高等優點。
在控製方麵（miàn）,本（běn）產品電機定（dìng）子采用了模塊化設計，不僅降低了加工、製造、運輸等難度，還（hái）相當於把一個大（dà）功率（lǜ）電機做成（chéng）了多個小功（gōng）率（lǜ）電機。模塊化電機的控製技術可以實現降低大功率電（diàn）機的輸入電壓（yā），但是不增加電機的輸入電流，電機不必采用（yòng）高等級絕緣。模塊（kuài）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電電壓和使用的變頻器容量，從而降低成本。每個模塊電機都具有一套獨立的（de）控製係統，大大提升了（le）電機控製的自由（yóu）度，球磨機運行在輕載工（gōng）況時，完全（quán）可以隻運行部（bù）分模（mó）塊（kuài）電機驅動球磨機。
在結構方麵，本產品電機的定（dìng）子采用了一種自主設計（jì）研發的隨動式結構，將整圓的定子分（fèn）成若（ruò）幹個相（xiàng）互存在間隙的小扇形塊，通過機械結構設計，確定（dìng）了一種無（wú）論球磨機轉筒是否（fǒu）震動或偏心，定子塊始終跟隨（suí）轉筒運動從而保持定子與轉子間隙恒（héng）定的結構。本產品通過機械結構設計保證定子與轉子間的間隙恒定，電機（jī）不會（huì）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（qū）電機的小很多，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，節能用電量（liàng）。當模塊發生故障時，直接（jiē）拆卸故（gù）障電機，更換新的模塊電機即可正常（cháng）運（yùn）行。使用本產品完全不會因電機發生故障而（ér）影響到生產工期。
2、球磨機專用（yòng）隨（suí）動式永磁直驅電機概（gài）述
本產品的隨動式定子結構構成一（yī）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（gōng）路行駛，公（gōng）路的起伏不（bú）影響車輪與地麵（miàn）貼合，即滾筒偏心浮動不影響滾輪貼（tiē）合滾筒（tǒng），保證定子、轉子間隙恒定，在球磨機因（yīn）裝配誤差、軸承磨損、滾筒（tǒng）形（xíng）變、重載震（zhèn）動等原因造成電機偏（piān）心、氣隙不均勻（yún）時，仍能正（zhèng）常運轉（zhuǎn），保證磨機始終運行在性（xìng）能（néng）狀態，不必停機檢（jiǎn）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（qiě）因為隨（suí）動式結構，電機不會發生掃膛現象。
本產品電機的定子為隨動式結構,基於模塊化永磁（cí）直驅電機，采用獨立的（de）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滾筒來（lái）確定定子與轉子間的間隙，定子塊徑向外側設有（yǒu）與（yǔ）支撐框架相連的彈（dàn）性機構。彈性機構在球磨機滾筒不偏心時處於半（bàn）壓縮狀態,如（rú）果球磨機滾筒向（xiàng）上波動，轉筒會向（xiàng）上頂（dǐng）定子塊上安裝的滾輪，進而帶動定子塊向上移動，上方彈性機構繼續壓縮;下方定（dìng）子塊在受到永磁體（tǐ）對其向上的吸引力的同時，定子塊上的彈性（xìng）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向的移動，從而保（bǎo）證定子、轉子之間的間隙不變。球磨機滾筒向（xiàng）下複位或繼續（xù）向（xiàng）下波動，則上方定子塊在受到永磁體對其向下的吸引力（lì）的同時，彈性機（jī）構將上方其向下壓,下方定子塊被轉筒（tǒng）向下壓。
本產品彈性（xìng）裝置（zhì）的壓力大小可調，對於（yú）不同位置的（de）定子塊設置不同的壓力,避免因彈性裝置設置的壓力過大（dà）造成滾輪或轉筒磨損較快。
本產（chǎn）品將（jiāng）永磁（cí）電機采用模塊化控製，根據（jù）不同功（gōng）率的電機設計采用不同個數的隨動式定子塊（kuài）構成一台模塊電（diàn）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（tóng）一個轉子，模塊電機包繞式安（ān）裝在球磨機滾筒上。相（xiàng）鄰隨動式定子塊間設有固定在支撐框架上的（de）擋板來對（duì）定子塊進行圓周方向的限位。球磨機滾（gǔn）筒的法蘭（lán）處銜接T型支（zhī）撐板,用於支撐安裝電機轉子鐵（tiě）心及（jí）磁鋼。
本產品的隨動式定子塊安裝拆卸（xiè）十分便捷（jié），隻需要沿球磨機（jī）的徑向依次（cì）拆（chāi）卸（xiè）密封外殼、彈性機構、彈性機構與定子塊之間的連接杆、彈性機構支撐架，即可將定子塊沿徑向拉出，進行檢（jiǎn）修或更換（huàn）新的定子塊。
3、采用（yòng）本產品代替傳統磨機的電機驅動係統（tǒng）的優點
現階段大（dà）多數（shù）的球磨機（jī）仍采用三相（xiàng）感應電動（dòng）機（jī）、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進行驅動。永磁同（tóng）步電機與感應電機相比優（yōu）勢是它（tā）有較高的效率和功率因數，損耗大大降（jiàng）低，節（jiē）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。
采用永磁直驅，取（qǔ）消了中間的減速機、聯軸器、及齒輪的傳動環節，縮短係（xì）統的傳動（dòng）鏈，直（zhí）驅係（xì）統的傳動效（xiào）率將提（tí）升至少20%。球磨機直驅係統的傳動效率不僅得到大幅提升，而且直（zhí）驅係統的故障率低，維（wéi）護檢修方便，還避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用了模（mó）塊化設計，不僅降低了加工，製造，運輸等難（nán）度，還相當於把一（yī）個大功率（lǜ）電（diàn）機做成（chéng）了多個小功（gōng）率電機。模塊化電（diàn）機（jī）的（de）控製技術可以實現降低大功率電機的輸入電壓，但是不增加電機的輸入電流，電機不（bú）必采用高等級絕緣（yuán），模塊化電機采用多台小功率變頻器聯合供電（diàn）。這樣設計降低（dī）了電（diàn）機的供電電（diàn）壓和使用的變（biàn）頻器容量，從而降低成（chéng）本。球磨機運行在輕載工況時（shí）,完全（quán）可以隻運行部分模塊電機驅動球磨（mó）機。
傳統電機故障時，會導致電機合成磁動（dòng）勢（shì）發生畸變（biàn），諧波含量增加，平均（jun1）轉矩下降，轉矩波動顯著增加，無法繼續正常運行。而本產品進行了模塊化設（shè）計，每個模（mó）塊電機都具（jù）有一套獨立的控製係統，大大提升了電機控製的自由（yóu）度,可以利用（yòng）其多電機結構和控製靈活的優勢，在發（fā）生故障時。可以直接拆卸故障電機更換新的模塊電機即（jí）可正常運行。模塊化電機（jī）具有冗餘（yú）的模塊數，也可切除故障子模塊而控製（zhì）其餘正常子模塊降額運（yùn）行。使用本產品（pǐn）完全（quán）不會（huì）因電機發生故障而影響到生產工期（qī）。
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象，偏心嚴重時還會造成電（diàn）機掃膛損（sǔn）壞電機，實際生產中常常通過增加氣隙大小來預防掃膛（táng），而（ér）氣隙增大會（huì）導致永磁體用量增加，提高電機製造成本。隨動式定子結構的模塊電機，能在轉筒偏心時保證（zhèng）定子與轉子之間的間隙恒定（dìng），可將氣隙做的更小，減少永磁體（tǐ）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（xiū）次數更少，工作時間更長，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（yì）圖
二、永磁直驅立磨技術（shù）
1、立磨直驅對比於傳統感應電機的優（yōu）點（diǎn）( 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（tū）發事件，調（diào）整磨鞮高度來改變係（xì）統工作（zuò）環境，係統（tǒng）反應速度慢。永磁同步電機采用變頻調速，適應工況能力強。遇到突發事件，除調整磨輾（niǎn）高度外，還增加了速度調節以快（kuài）速適應係統工作環境，係統反應速度更快。
(2）係統簡（jiǎn）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（chē）係統滿足立磨的（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，需增加軟起動裝置。三相感應電（diàn）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，係統運行的輔（fǔ）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（fǔ）助係（xì）統少，結構簡單。
(3）變頻器軟起動，起（qǐ）動過程隨意（yì）設定
傳統係統先由低速盤車係（xì）統起（qǐ）動，待（dài）三相感應電（diàn）機達到（dào）起動條件後，軟起動裝置起動三相感應電機，係（xì）統運行。係統控製複雜，低速無法實現過（guò）載（zǎi）輸出。在低（dī）速過程需要（yào）盤車（chē）係統（tǒng），將轉速提高到三（sān）相感（gǎn）應電機起動條件。直（zhí）驅係統直接變頻低速起動（dòng），係統直接運行，係統（tǒng）控製簡單。變頻控製（zhì）起動過程（chéng）可根據實際工況（kuàng）進行調整，以滿足各種工況的需求。低速（sù）可過載輸出，滿足起動需要，取代盤車係統。
(4）無減速器，維護成本更低（dī）,維護次數少（shǎo）
係統各構成單元均需要時常（cháng）檢查和定期維護，傳統係統構成（chéng）單元多。同時立磨減速器結構複雜需（xū）要經常維護，維（wéi）護成本費用高。同（tóng）時係統無法（fǎ）實現在低速運行的情況（kuàng）下進行係統維護。直驅係統構成（chéng）單元簡單（dān），變頻器控製永磁同步（bù）電機直接驅動，控製方便。係統內無減速器，無需額外進行維護，係統（tǒng）維護成本低。同時，係統可實現（xiàn）在電機低速運行情況下進（jìn）行係統維護（hù）。
(5）傳動效率（lǜ）高,節能效果明顯
綜上采用直驅永磁電機取代傳統驅動係統年節（jiē）電量達181萬元。（按照5000h,0.6元（yuán）/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（xiào）率。在立磨扶正軸（zhóu）承與（yǔ）壓（yā）力（lì）軸承上（shàng）進行突破，通過設計（jì）一種雙向載荷扇形模塊機構替代大直徑軸承（chéng），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。
針對大、中、小型（xíng）不同尺寸的（de）立磨，分別設計了三種立磨專用永磁電（diàn）機，代替（tì）傳統的減速機與三相異步電動機，永磁直驅電機具有雙向載（zǎi）荷機構與不同的放置位置，均能達（dá）到扶正與承壓的作用，並且方便製造、裝配維護，節省（shěng）成本。均已申請專 利。
永磁直驅礦用球磨機 
