高壓水電阻啟動櫃（guì）

電機軟啟動櫃

電（diàn）機軟啟動櫃

高壓固態軟啟動櫃

靜止式進相器

液阻櫃

　　永磁同步電動機轉子采用永磁材料（liào）勵（lì）磁，實現了低速大扭矩大動力傳（chuán）送，采用變頻器（qì）控製電機，在磨機應用中，去掉減（jiǎn）速機，直接驅動小齒輪即可，具（jù）有結構緊湊、起（qǐ）動轉矩大、效率高、運行平穩（wěn）、可靠性高、噪音（yīn）低、安裝方便等優點，基本實現免維（wéi）護（hù）。

　　三相永磁同步電動機起動性能好。機械特性硬（yìng），轉速（sù）嚴格與電網頻率成比例，節能、運行可（kě）靠、維護方便、安裝性能好、壽（shòu）命長（zhǎng）。　　它的機座號安裝（zhuāng）尺寸及功（gōng）率（lǜ）等級（jí）的對應關係與Y係列三相（xiàng）異步電動機相同。它（tā）可與變頻器組成開環無級調速係統。　　已廣（guǎng）泛應用於石化、化纖、紡織、機械、電子、玻璃、橡膠、包裝、印刷、造紙、印染、冶金等行（háng）業的調速傳動設備上。

　　YR係（xì）列電動（dòng）機為繞線式轉子三相異步電動機本係列可（kě）驅（qū）動各種不同的機械，如球磨機、通風機、壓縮機、水（shuǐ）泵、破碎機、切（qiē）削機床、運（yùn）輸機械（xiè）及其它設備，可供（gòng）煤礦、機械工業、發電廠及各種工礦（kuàng）企業中作原動機（jī）用。YR電動機是以連續工資製（S1 )為基準的定額。頻率50HZ,額定電壓380V、660V、1140V、3000V、6000V、10000V,可根據（jù）用戶的需求（qiú）設（shè）計成3300V/1000OV。

　　1、技術背景　　傳統（tǒng）的球磨機、立磨機大都采用三相（xiàng）異步電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進行驅動，導致球磨機的傳動（dòng）係統存在機械傳動鏈（liàn）冗長、效率低、機構複雜、運行維護工（gōng）作量大等（děng）問題。　　沈陽工業大學電機與控製技術研究所與河（hé）南（nán）全新機（jī）電設備有限公司聯（lián）合設計研發的球磨機、立磨機采用永磁直驅電機,通過將電動機與（yǔ）機（jī）械結構進（jìn）行機電一體化設計，取消（xiāo）動力傳輸的（de）中間（jiān）環節，做成直（zhí）驅方案，能直接滿足荷載的需求，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數，具有（yǒu）節能、起動轉矩（jǔ）大、過載能力強、係統免（miǎn）維護、自動化程度高等優點（diǎn）。　　在控製方麵,本產品電機定子采用了模塊化設計，不僅降低了加工、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（gōng）率電（diàn）機。模塊化電機的控製（zhì）技術可以實現（xiàn）降低大功率電機的輸入電壓，但是不增加電機（jī）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（pín）器聯（lián）合供電，這樣設計降低了電機的供電（diàn）電壓和使用（yòng）的變頻器容量（liàng），從而降低成本。每個模塊電機都具（jù）有一套獨立的控製係統，大大提升了電機控製的自由度，球磨機運行在（zài）輕載工況時，完全可（kě）以隻（zhī）運行部分模塊電機驅動球磨機。　　在結構方麵，本產品電機的定子采用了一種自主設計研（yán）發的隨動式（shì）結構，將（jiāng）整圓的定子分成若（ruò）幹個相互存在間（jiān）隙的小扇形塊，通過機械結構設計，確定了一（yī）種無（wú）論球磨機轉（zhuǎn）筒是否震動或偏心，定子塊始終跟隨轉（zhuǎn）筒運動從而保持定子與轉（zhuǎn）子間隙恒定的結構。本產品通（tōng）過機械結構設（shè）計保證定子與轉子間（jiān）的間隙恒定，電機（jī）不會發生掃膛現象，因此電機的氣隙可以設計的比普通永磁直驅電（diàn）機的小很多，從而大幅降低（dī）電機永磁體用量，降低生產（chǎn）成本，節約稀土資源，節能用電量。當模塊發生故（gù）障時，直接拆卸故障電機，更換（huàn）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（xiǎng）到生（shēng）產工（gōng）期。　　2、球磨機專用隨動式永磁直驅電機概述　　本產品的（de）隨動式定子結構構（gòu）成（chéng）一種“小車結構”，滾筒就像公路，定子（zǐ）塊就像汽車。滾輪貼合滾筒旋轉相當於汽車在公路行駛，公（gōng）路的起伏不影（yǐng）響車輪與地麵貼合，即滾筒偏心浮動（dòng）不影響滾輪貼合滾筒，保證定子、轉子間隙恒定，在球磨機因裝配（pèi）誤（wù）差、軸承磨損、滾筒形變（biàn）、重載震動等原因造（zào）成電機偏心、氣（qì）隙不均勻時，仍能正常運轉，保證（zhèng）磨機始終運行在性能狀態，不必停機檢修（xiū）。同時電機定子與轉子間的間隙也可以做（zuò）的更小，減少永磁體用量（liàng），並且因為（wéi）隨動式結構，電機不會發生掃膛現象（xiàng）。　　本產品（pǐn）電機的定子為隨動式結構,基於模塊化永磁直驅電機，采用獨立的扇形定子塊結構，其隨動原理是在定子塊的（de）軸向兩側安裝滾輪且滾（gǔn）輪貼合滾筒（tǒng）來確定定子與轉子間的間隙，定子塊徑（jìng）向外側設有與支撐框架相連的彈性機構。彈性機構在球磨機滾筒不偏心時處（chù）於半壓縮狀態,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（gǔn）輪，進而帶動定子塊向上移動，上方彈性機構繼續壓縮;下方定子塊在受到（dào）永（yǒng）磁體對其向上（shàng）的吸引力的（de）同時，定子塊上的彈性機構將其向上（shàng）頂（dǐng），保證下方定子塊的滾（gǔn）輪依然貼合轉（zhuǎn）筒外表麵（miàn），使定子塊跟隨轉筒波動而進（jìn）行徑向與圓周方向的移動，從而保（bǎo）證定子（zǐ）、轉子之間的間隙（xì）不變。球磨機滾筒向下（xià）複位或繼續向下波動，則上（shàng）方定子塊在受（shòu）到永磁體對其向下的吸引力的同時（shí），彈性機構將上方其向下壓,下方定子塊被轉筒向下壓。　　本產（chǎn）品（pǐn）彈性裝置的壓力大小可調，對於不同位置的定子塊設置不同（tóng）的壓力,避免因彈（dàn）性裝置設置的壓力過大造成滾輪或轉筒磨損較（jiào）快。　　本（běn）產品將永磁電機（jī）采用模塊化控製（zhì），根據不同功率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（diàn）機，一台整圓（yuán）電（diàn）機（jī）由多台模塊電（diàn）機構（gòu）成,多台模塊（kuài）電機共用（yòng）同一個轉子，模塊電（diàn）機包繞式安裝在球磨機滾筒上。相鄰隨動式定子塊（kuài）間設有固定在支撐框架（jià）上的擋板來對定子塊（kuài）進行圓（yuán）周（zhōu）方向的限位（wèi）。球磨機滾筒的法蘭處銜接T型支撐板,用於支撐安裝電機轉子鐵心及磁鋼。　　本產品的隨動式定子塊安裝拆卸（xiè）十分便捷，隻需要沿球磨機的徑（jìng）向依次拆卸密封外殼、彈性機構、彈性機構與（yǔ）定子塊之間的連接杆、彈性機（jī）構（gòu）支（zhī）撐架，即可將定子塊沿徑向拉出，進行檢修或更換新的（de）定子塊（kuài）。　　3、采用本產品代替傳統磨機的電機驅動係統的優點（diǎn）　　現階段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（jié）構進行驅動。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，損耗大大降低，節（jiē）約了能源。永磁電機通過變頻器進行調速，電機運行平穩，係統響應速度（dù）快，感應電機則起動相對困難。這些也是近年（nián）來永磁電機應用越來越廣泛的原因。　　采（cǎi）用（yòng）永磁直驅，取消了中間的減（jiǎn）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（zhì）少20%。球磨機直驅係統的傳動（dòng）效率不僅得到大幅提升，而且直驅係統的故障率低（dī），維護檢修方便，還避免了傳（chuán）統設備（bèi）因漏油造（zào）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，製造，運輸等難度，還相當於把（bǎ）一個大功（gōng）率電機做成了多個小功率電機。模塊化電機的控製技術（shù）可（kě）以實現（xiàn）降低大功率電機的輸入電（diàn）壓，但是不增加電機（jī）的輸入電（diàn）流，電機不必采（cǎi）用高等（děng）級絕緣，模（mó）塊（kuài）化電機采用多（duō）台小功率變頻器聯合供電（diàn）。這樣設計降低了電機的供電電壓和使用的變（biàn）頻器容量（liàng），從而降低成本。球磨機運行（háng）在輕（qīng）載工況（kuàng）時,完全可（kě）以隻運行部分模塊電機驅動球磨機。　　傳統電機故障時，會導致電機合成磁動勢發生畸變（biàn），諧波含量增加，平（píng）均轉矩（jǔ）下降，轉矩波動顯著增加，無法（fǎ）繼續正常運行。而本產品進行了模塊化設計，每（měi）個模塊電機都（dōu）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構和控（kòng）製靈活的優勢，在發生故障時。可以直接拆卸故障電機更換新的模塊電機即可正常運行。模塊化電機具有冗（rǒng）餘的模塊數，也可切除故障子模塊（kuài）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生故障而影響到生產工期。　　球磨機（jī）因加（jiā）工誤（wù）差、軸承磨損、滾筒形變或重載產生震動等因（yīn）素會發（fā）生（shēng）轉子偏心現象，偏心（xīn）嚴重時還會造成電機掃（sǎo）膛（táng）損壞電機，實際生產中常常通（tōng）過增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（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，可將氣隙做的更小，減（jiǎn）少永磁體用量，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（xù）正常工作，檢修次數更少，工作時間更長，大體（tǐ）積球磨機檢修複雜，降低（dī）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、永磁直驅立磨技術　　1、立磨直驅對（duì）比於傳統（tǒng）感應電機的優點( 1）變頻（pín）調速控製，實現負（fù）載工況多樣性　　傳統立磨（mó）速度單一，工況適應能力（lì）差。遇到（dào）突發事件，調整（zhěng）磨鞮高度來改變係統工作環境，係（xì）統反應速（sù）度慢。永磁同步電（diàn）機采用變頻調速，適應工況（kuàng）能力強。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（sù）適應（yīng）係統工作環境（jìng），係統反應速度更快。　　(2）係統簡單（dān）,可靠（kào）性（xìng）高　　傳（chuán）統係統因三相感應電機無法在低速實現大轉（zhuǎn）矩輸出，需要額（é）外的盤車係統滿足立磨（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（zēng）加軟起動裝置。三相感應電機起動後，通過減速器滿足係統轉矩需要（yào），整個係統構成複雜，係統運行的輔助（zhù）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，輔助係統少，結構簡單。　　(3）變頻器（qì）軟起動，起動過程（chéng）隨意設定　　傳統係統（tǒng）先由低速盤車係統起動，待三相感應（yīng）電（diàn）機達到起動條件後，軟起動裝置（zhì）起動三相感應電機，係（xì）統運行。係統控製複雜，低速無法實現過載（zǎi）輸出。在低速過程需要盤車（chē）係統，將轉速提高到三相（xiàng）感應電（diàn）機起動條（tiáo）件。直驅係統直接變頻低速起動，係統直接運行，係統控製簡（jiǎn）單。變頻控（kòng）製起動過程可根據實際工況進行調整（zhěng），以滿足各種工況的（de）需求。低速可（kě）過載（zǎi）輸出，滿足起動需要，取代盤車係（xì）統。　　(4）無減（jiǎn）速器，維護（hù）成本更低,維護次（cì）數少　　係統各構成單元均需要時常檢查（chá）和定期維護，傳統係統構成單元（yuán）多。同時立磨減速器結構複雜需要經常維護，維（wéi）護成本費用高。同時係統無法實現在低速運（yùn）行的情況下進行係統維（wéi）護。直驅係統構成單元簡單，變頻器控製永磁同步電機直接（jiē）驅動，控製方便。係統內無減速器，無（wú）需額（é）外進行維護（hù），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（xì）統維護。　　(5）傳動效率高,節（jiē）能效果明（míng）顯　　綜上采用直（zhí）驅永磁電機取代傳統驅動係統年節電量達181萬元。（按照5000h,0.6元（yuán）/kWh）立式（shì）鯤磨機直驅係統的（de）優勢與球磨機（jī）直驅係統相同，這裏不（bú）再一—贅述。　　2、永磁直驅立磨（mó）結（jié）構示意圖　　本（běn）新型立磨結構（gòu）采用（yòng）永磁直驅電機驅動,提高了立磨（mó）效率（lǜ）。在立磨扶（fú）正軸承與壓力軸承（chéng）上進行突破，通（tōng）過設計一種雙向載荷扇形模塊機構（gòu）替代大直徑軸承，方便加工、生產、運輸、裝（zhuāng）配、維修，並降低成本,在工程實際中（zhōng）具有很強的實用型。　　針對大、中、小型（xíng）不同尺寸的立磨，分別設計（jì）了三種立磨專用（yòng）永磁電（diàn）機，代（dài）替傳統的減速（sù）機與三相異步電（diàn）動機，永磁直驅電（diàn）機具有雙向載荷機構與不同的放置位置，均能達到扶正與承壓的作用，並且方便製造、裝配維（wéi）護，節省（shěng）成本。均（jun1）已申請專 利（lì）。

　　1、技術背（bèi）景　　傳統的球磨機（jī）、立磨機大都采用三相異（yì）步電動機、聯軸器、減速裝置（zhì）以及齒輪結構進行驅動，導（dǎo）致球（qiú）磨機的傳（chuán）動係統存在機械傳動鏈冗長、效率（lǜ）低、機構複雜、運行（háng）維護工作量大等問題。　　沈陽工業大學電機與控製技術研究（jiū）所與河南全新機電設（shè）備有限公司聯合設計研發的球磨機、立磨機采用永磁直驅電機,通過將電動機與機械（xiè）結構進行機電一體化設計（jì），取消動力傳輸的中間環節，做成直驅方案，能直接滿足（zú）荷載的需求，省去傳統磨機的減速（sù）機，顯著提（tí）高了電機的效率與功率因數，具有節（jiē）能、起動轉矩大、過載能力（lì）強、係統免維護（hù）、自動化（huà）程度高等優點。　　在控製方麵,本產品電機定子采用了模（mó）塊化設計，不（bú）僅降低了加工、製造、運輸等難度，還相當於把一個大功率電機做成了多個小功率電機。模塊化電機（jī）的控製技術可（kě）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，電機不必采用高等級絕緣。模（mó）塊化電機采用多台小功率變頻器聯合供電，這樣設（shè）計（jì）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（měi）個模塊（kuài）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（de）自由度，球磨機運行（háng）在輕載工況時，完全可以隻運行部分模（mó）塊電機（jī）驅動球磨機。　　在結構方麵，本產品（pǐn）電機的定子采用了一種（zhǒng）自主設計研發的隨動式（shì）結（jié）構（gòu），將整（zhěng）圓的定子分成（chéng）若幹個相互存在間（jiān）隙的小扇形塊，通過（guò）機械結構（gòu）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（zhuǎn）筒運動從而保持定子與轉子間隙恒（héng）定的結構。本（běn）產品通（tōng）過機械結構設計保證（zhèng）定（dìng）子與轉子（zǐ）間的間隙恒定，電機不會發生掃膛現象（xiàng），因此電機（jī）的氣隙可以設計的比普通永磁直（zhí）驅電機的小很（hěn）多，從而大幅降低電機永磁體用（yòng）量，降低生產成本，節約稀土資源（yuán），節（jiē）能用電量。當模塊（kuài）發生故障時，直接拆卸故障電機，更（gèng）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（xiǎng）到生產工期。　　2、球磨機專用（yòng）隨動式永磁直驅（qū）電機概述　　本產品的（de）隨動式定子結（jié）構構成一種“小車結構”，滾筒就像公路，定子塊就像汽車（chē）。滾輪貼合滾筒旋轉相當於汽（qì）車在公路行駛，公路的起伏不影（yǐng）響車輪（lún）與地麵（miàn）貼（tiē）合，即滾筒偏（piān）心浮動不影響滾輪貼合滾筒，保證定（dìng）子、轉子間（jiān）隙恒定，在球磨機因裝配誤差（chà）、軸承磨損、滾筒形變、重載震動等原（yuán）因造成電（diàn）機偏心、氣隙不均（jun1）勻時，仍能正常運轉，保證（zhèng）磨機（jī）始終運行在（zài）性能狀態，不必停機檢修。同時電機定子（zǐ）與轉子間的間隙也可以做的更小，減少永磁體（tǐ）用（yòng）量，並且因為隨動式結構，電機不會（huì）發生掃膛現象。　　本產品電（diàn）機的定子為隨動式結構,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（zhóu）向兩側安裝滾輪且滾輪貼合滾筒來確定定（dìng）子與轉子間的間隙，定（dìng）子（zǐ）塊徑向（xiàng）外側設有與支撐框架（jià）相連（lián）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（tài）,如果球磨機滾筒向上波動，轉筒（tǒng）會向上頂定子塊上安裝的滾（gǔn）輪（lún），進而帶動定子塊向上移動，上方彈性機構繼續壓縮;下方定子塊在受到永磁（cí）體對其向上的吸引力的同時，定子塊上的彈（dàn）性機構（gòu）將其向上頂（dǐng），保證（zhèng）下方定子塊（kuài）的滾輪依然貼合轉筒外表麵，使定子塊跟隨轉筒波動而進行徑向與圓周方向的移動，從而（ér）保證定子、轉子之（zhī）間的間隙不變。球磨機（jī）滾筒向下複位或繼續向下（xià）波動，則上方定子塊在受到永磁體對其向下的（de）吸引力的同時（shí），彈性機（jī）構將上方其向下壓,下方定子塊（kuài）被轉筒向下（xià）壓。　　本產品彈性裝置的壓力大（dà）小可（kě）調，對於不同位（wèi）置（zhì）的定子塊設置不同的壓（yā）力,避免因彈性裝置設（shè）置的壓力過大造（zào）成滾輪或轉（zhuǎn）筒磨損較（jiào）快。　　本產品將永磁電機采用模塊化控製，根據不同功率的電機（jī）設計采用不同個數（shù）的隨（suí）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,多台模塊電機共用同一個轉子，模塊電機包繞式安裝在球磨（mó）機滾筒上。相鄰隨動式定子（zǐ）塊間設有固（gù）定在支撐框架上的擋板來對（duì）定子塊進行圓周方（fāng）向的限位（wèi）。球磨機滾筒的法（fǎ）蘭處銜接T型支撐板,用於支（zhī）撐安裝電機（jī）轉子鐵心及磁鋼。　　本產品的隨動式定子塊安裝拆（chāi）卸十（shí）分便捷，隻（zhī）需（xū）要沿球磨機的徑向依次拆卸（xiè）密封外殼、彈性機構、彈性（xìng）機構與定子（zǐ）塊之間的連接杆、彈性機構支撐架，即可將定子塊沿（yán）徑向拉出，進行檢修（xiū）或更換（huàn）新的定子塊。　　3、采用本產品（pǐn）代替傳統磨機的電機驅動係統（tǒng）的優點　　現階段大多數的球（qiú）磨機（jī）仍采（cǎi）用三相感應電動機、聯軸器、減速裝置以及（jí）齒輪結構進（jìn）行驅（qū）動。永磁同步電機與感應電機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（néng）源。永磁電機通過變頻器進行（háng）調速，電機運行平穩，係統響應速度（dù）快，感應（yīng）電機則起（qǐ）動相對困難。這些也是（shì）近年（nián）來永磁電機應用越來越廣泛的原（yuán）因。　　采用永磁直驅（qū），取消了中（zhōng）間的減速機、聯軸器、及齒輪的傳動（dòng）環（huán）節，縮短係統的（de）傳動鏈，直驅係統的傳動（dòng）效率將提升（shēng）至少20%。球磨機直驅係統的傳動效率不僅得（dé）到大幅提升，而且直驅係統的故障率低，維護檢修方便，還避免（miǎn）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（le）模塊化設計，不僅降（jiàng）低了加工，製造（zào），運輸等難度，還（hái）相當於（yú）把一個大功率（lǜ）電（diàn）機做成（chéng）了多個小功（gōng）率電機。模塊化電機的控製技術可以實現降低大功（gōng）率（lǜ）電機的輸入電壓，但是不增加電機的輸入電流，電機不必（bì）采用高等級絕緣，模塊化（huà）電（diàn）機（jī）采（cǎi）用多台小功率變頻器聯合供電。這樣設計（jì）降低了電機的（de）供電電（diàn）壓和（hé）使用的變頻器容量，從而降（jiàng）低成本（běn）。球磨機運行在輕載工況時,完全（quán）可以（yǐ）隻運行部分模塊（kuài）電機驅動球磨機。　　傳（chuán）統電機（jī）故障時，會導致電機合成磁動勢（shì）發生畸變，諧（xié）波含量增加，平均轉矩下降，轉矩波動顯（xiǎn）著增加，無法繼續正常運行。而本產品進行了模塊化設計，每個（gè）模塊電機都具有一套獨立的控製（zhì）係統，大大提升了電機控（kòng）製的自由（yóu）度,可以利用其多電機（jī）結構和控製靈活的優勢，在發生故（gù）障時。可以直（zhí）接拆卸故障電（diàn）機更換新的模塊電機即可正常運行。模塊化電（diàn）機具有冗餘的模（mó）塊數，也可切除故障（zhàng）子模塊（kuài）而控製其餘正常子模塊降額運行。使用本產（chǎn）品完全不會因電機（jī）發生故障而影響到生產（chǎn）工期。　　球磨機因加工誤差、軸承磨損、滾筒（tǒng）形（xíng）變（biàn）或重載產生震動等因素會（huì）發生轉子偏心現象，偏心嚴重時（shí）還會（huì）造（zào）成電機掃膛損（sǔn）壞電機，實際生產中常常通過增加氣隙（xì）大小來（lái）預防（fáng）掃膛，而（ér）氣隙增大會導致永磁體用量增加，提高電機製造成本。隨動式定子結構（gòu）的模塊（kuài）電機（jī），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（zuò）的更小，減少永磁體用量，電機不會發生掃膛現象，同時因為該隨動式定（dìng）子結構在偏心時能繼續正常工作，檢修次數更少，工作時間更長，大體積球磨機檢修複雜，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（yǒng）磁直（zhí）驅立磨技（jì）術　　1、立磨直驅對比於傳統感應電機的優（yōu）點( 1）變頻調速控製，實（shí）現負載工況多（duō）樣性（xìng）　　傳統（tǒng）立磨（mó）速度單一，工況適應能（néng）力差。遇到突發（fā）事件，調整磨鞮高度來改變（biàn）係統工作環境（jìng），係統反應速度慢（màn）。永（yǒng）磁同步（bù）電（diàn）機采（cǎi）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（le）速度調節以快（kuài）速適應（yīng）係統工作環境，係統反應速度更快。　　(2）係統簡單,可（kě）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（pán）車係統滿足立磨的低速起動。為保證在電機起動過程不對電網造成過大的衝擊，需增加軟起動裝置。三相感應電機起動後（hòu），通過減速器滿足係統轉矩需要，整個係統構成複雜，係（xì）統運行（háng）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（tè）性滿足需要，無需盤車係統和減速（sù）器，輔助係統少（shǎo），結構簡單。　　(3）變頻器軟起動，起動（dòng）過程隨意設定　　傳統係統先由低速盤車係統起動，待三相感應電機（jī）達到起（qǐ）動條件後，軟起動裝置起動三相感應電機（jī），係統運行。係統控製複（fù）雜，低（dī）速無法實現過載輸出。在低速過程需要盤車係統，將轉（zhuǎn）速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（tǒng）直接運行，係統控製簡單。變頻（pín）控製起動過程（chéng）可根據實際工況進行調整，以滿足各種工況的需求（qiú）。低速可過載輸出，滿（mǎn）足起（qǐ）動需要，取代盤車係統。　　(4）無減速器，維護成本更低,維護次（cì）數少　　係統各構成單（dān）元均需要時常檢查和定期維護，傳統係統構成（chéng）單元多。同時立磨減速器結構複雜需要經常維（wéi）護，維護（hù）成本費用高。同時係統無法實現（xiàn）在低速運行的情況下進行係統（tǒng）維護。直（zhí）驅（qū）係統構成單（dān）元簡單（dān），變頻器控製永磁同（tóng）步電機直接驅動，控製方便。係（xì）統內（nèi）無減速器，無需額外進行維護，係統維護成本低。同時，係統可實現在電（diàn）機低速運行情況下（xià）進行（háng）係統（tǒng）維護。　　(5）傳動效率高（gāo）,節能效果明顯　　綜（zōng）上采用（yòng）直驅（qū）永磁電機取代傳統驅動係統年節電（diàn）量達181萬（wàn）元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機（jī）直驅係（xì）統的優勢（shì）與球磨機直驅係統相同，這裏不再一—贅述（shù）。　　2、永（yǒng）磁直驅立磨結構（gòu）示意圖　　本新型立磨結構采用永磁直（zhí）驅（qū）電機驅動,提高了立磨效率。在（zài）立磨扶正軸承與壓力軸承上進行突破，通過設計一種（zhǒng）雙向載荷扇形模塊機構替（tì）代大直徑軸承，方便加（jiā）工、生產、運輸、裝配、維修，並降低成本,在工程實際中具有很強的實用型。　　針對大、中、小型不（bú）同尺寸的立磨，分別設計了三種立磨專用永磁（cí）電機，代替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，均能達到扶正與承壓的（de）作用，並且方（fāng）便製造、裝配維護，節省（shěng）成本。均已申請專 利。

　　1、技術背景　　傳統的球磨（mó）機、立磨機大都采用三相異步電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進行驅動，導致（zhì）球磨機的傳動係統存（cún）在機（jī）械傳動鏈冗長、效率低、機構複雜、運行維護工作量大等問題（tí）。　　沈陽工業大（dà）學電機與控製技術研究（jiū）所與河南全新機電設備（bèi）有限公司聯合設計研發的球磨機、立（lì）磨機采用永磁直驅電機（jī）,通過將電動機與機械結構進行機電一體化設計（jì），取消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，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（huà）程度（dù）高等優點。　　在控製方麵,本產品電機定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（gè）大功率電機（jī）做成了多個（gè）小功率電機（jī）。模塊化電機的控（kòng）製技術可以實現降（jiàng）低大功率電機的輸入（rù）電壓（yā），但是不增（zēng）加電機的輸入電（diàn）流，電（diàn）機不必采用高等級絕（jué）緣。模塊化電機采用多台小功率變（biàn）頻器聯（lián）合供電，這樣設計降低了電機的供電電壓和（hé）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（lì）的控製係統，大大提升了電機控製的自由度，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動球磨機。　　在結構方麵，本產品電（diàn）機的定子采用了一種自主設計研發的隨（suí）動式結構，將整（zhěng）圓的定子分（fèn）成若（ruò）幹個相互存在間隙的小扇（shàn）形塊，通過機械（xiè）結構設計，確定了一（yī）種無論球磨機（jī）轉筒是否震動或偏心，定子塊（kuài）始終跟隨轉筒（tǒng）運動從而保持定子與轉子間隙恒定的結（jié）構。本產品通過機（jī）械結構設計保證定子與轉子間的間隙恒定，電機不會發生掃膛現象，因此電機的（de）氣隙可以（yǐ）設計的比普通永（yǒng）磁直驅電（diàn）機的小很多，從而大幅降低電機永磁體用量，降低生產成本（běn），節（jiē）約稀土資源，節能用電量。當模塊發（fā）生故（gù）障時，直接拆卸故障電（diàn）機，更（gèng）換新的（de）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生（shēng）產工期。　　2、球磨機專用隨動式永磁直驅電機概（gài）述　　本產品（pǐn）的隨動式定子結構構成一種“小車結構”，滾筒就像公路，定（dìng）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（yǐng）響車輪與地麵貼合，即滾筒偏心浮動（dòng）不影響滾輪貼合滾（gǔn）筒，保證定子、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心、氣隙（xì）不均勻（yún）時，仍能正（zhèng）常運轉，保證磨機始終運行在性能狀態（tài），不必停機檢修。同時電機定子與轉子間（jiān）的間隙也可以做（zuò）的更小，減（jiǎn）少永磁體用量，並且因為隨動式結構，電機不（bú）會發（fā）生掃膛現象。　　本產品電機的定子為隨動式結構,基於模塊化永磁直驅電機，采（cǎi）用獨（dú）立的扇形定子塊（kuài）結構，其隨動原理是在定子塊的軸向兩側安裝滾輪且滾（gǔn）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（shè）有與支撐框架相連的彈（dàn）性機構。彈性機（jī）構在球磨（mó）機滾筒不偏心時處於半壓縮狀態,如果球磨機滾筒向上波動，轉（zhuǎn）筒會向上頂定（dìng）子塊（kuài）上安裝（zhuāng）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（kuài）在受到永（yǒng）磁體對其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（dìng）子塊的滾輪依然貼合轉筒（tǒng）外表麵，使定子塊跟隨轉（zhuǎn）筒波動（dòng）而進行徑向與圓周方向的移（yí）動，從而保證定子（zǐ）、轉子之間的間隙不變。球磨機滾筒（tǒng）向下複位或繼續向下波動，則上方定子塊在受到永磁體對其向下的吸引（yǐn）力的同時，彈性（xìng）機構將上方其向下壓,下方（fāng）定子塊（kuài）被轉（zhuǎn）筒向下壓。　　本產品彈性裝（zhuāng）置的壓力大小可調，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（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（kòng）製，根據不同功（gōng）率的電機設計采用（yòng）不同個數的隨動式定子（zǐ）塊（kuài）構成一台（tái）模塊電機，一台整圓電機由多（duō）台模塊（kuài）電機構成,多台模塊電機共用同一個（gè）轉子，模塊電（diàn）機包繞式安裝在球磨機滾筒上。相鄰（lín）隨（suí）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周方向的限位。球磨機滾筒的法蘭處銜接T型支（zhī）撐板,用於支撐安裝電（diàn）機轉子鐵心及磁鋼。　　本產品（pǐn）的隨（suí）動式（shì）定子塊安裝拆卸十分便捷，隻（zhī）需要沿球磨機的徑向依次拆卸密封外殼、彈性（xìng）機構、彈性機構與定子塊之間的連（lián）接（jiē）杆、彈性機構支撐架，即可將定子（zǐ）塊沿徑向拉出（chū），進行檢修（xiū）或更換新的定子塊。　　3、采用本產品代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相感應電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進行驅動。永磁（cí）同（tóng）步電機與感應電機相比優勢是它有較高的效率和功率因數，損耗大大（dà）降低，節約了能源。永磁電機（jī）通過變頻（pín）器進行調速，電機（jī）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（cí）電機應用越來越廣泛（fàn）的原因。　　采用永磁直驅，取消了中間的減速（sù）機、聯軸器、及齒輪的傳動環節，縮短係統的傳（chuán）動鏈，直驅係統的傳動效率將提升至少20%。球磨機直驅係統（tǒng）的傳動效率不僅得到大幅提升，而且直驅係統的故障率低，維護檢（jiǎn）修方便，還（hái）避免了傳（chuán）統設（shè）備因漏（lòu）油造成環境汙染。　　由於本產品電機定子采用（yòng）了模塊化（huà）設計，不僅（jǐn）降低了加工，製造，運輸等難度，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（shí）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，電機不必采用高等級絕緣，模塊化電（diàn）機采用多台小功率變頻器聯合供電（diàn）。這樣設計降低了電機的供電電壓和使用的（de）變頻器容量，從而降低成（chéng）本（běn）。球磨機運行在輕載工況時,完全可以隻運行（háng）部分模塊電機驅動球磨機。　　傳統電機故障時，會導致電機合（hé）成磁動勢（shì）發生畸（jī）變，諧（xié）波含量增加，平均轉矩下降，轉矩波動顯著增加（jiā），無法繼續正（zhèng）常運行。而（ér）本產品進行了模塊化設計，每個模塊電機都具有一套獨立的控製係統，大大（dà）提升了電機控（kòng）製的自（zì）由度,可以利用其（qí）多電機結（jié）構和控製靈活的優勢，在發生故障時。可以直接拆卸故（gù）障電機更換新的模塊電機即可正常運行。模塊化電機具有冗餘的模塊數，也可切除故障子模塊（kuài）而控製其餘正常子模塊（kuài）降額運行。使用（yòng）本產（chǎn）品完全不會因（yīn）電機發（fā）生故障（zhàng）而影響（xiǎng）到生產工期。　　球磨機因加工誤差、軸承磨損（sǔn）、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（xīn）嚴重時還會造成電機掃膛損壞電機，實際生產中（zhōng）常（cháng）常通（tōng）過增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（de）更小，減少永磁體用量，電機不（bú）會發生掃（sǎo）膛現象，同時（shí）因（yīn）為該隨動式定子結構在偏心時（shí）能繼續正常工作，檢修次數更少，工作時間更長，大體積球磨機（jī）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　　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（chuán）統立磨速度單一（yī），工（gōng）況適應能力差。遇到突發事件，調整磨鞮（dī）高度來改變係統工作環境，係統反應速度慢。永磁同步電（diàn）機采用變頻調速（sù），適應工況能力強。遇到突發事件，除調整（zhěng）磨輾高度外，還增加了（le）速（sù）度調節以（yǐ）快速適應係統工作環境，係統反（fǎn）應速度更快。　　(2）係（xì）統簡單（dān）,可靠性高　　傳統係（xì）統因（yīn）三相（xiàng）感應電機（jī）無法在（zài）低速實現大轉矩輸出，需要額外的盤車係統（tǒng）滿足立磨的低速起動。為保證在電機起（qǐ）動過（guò）程不對電網造成過大（dà）的衝（chōng）擊，需增加軟起動裝（zhuāng）置。三相感應電機（jī）起動後，通過減速器滿足係統轉（zhuǎn）矩需要，整個係統構成複雜，係統運行的輔助設備很多。直驅係統由變頻控（kòng）製係統控製（zhì）永磁（cí）同步電機起動，轉矩特性滿足（zú）需要，無需盤車係（xì）統和減速器，輔（fǔ）助係統少，結構簡單。　　(3）變頻（pín）器軟起動，起動（dòng）過程隨意設定　　傳統係統（tǒng）先由低速盤車係統起（qǐ）動，待三相感應電機（jī）達到起（qǐ）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）載輸出。在低（dī）速過程需要盤（pán）車（chē）係統，將轉速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（dòng），係統直接運行，係統控製簡單。變頻控製起動過程可根據實際（jì）工況進行調整，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（dài）盤車係統。　　(4）無減速器，維護成（chéng）本更（gèng）低,維護次數少　　係（xì）統各構成單元均需（xū）要時常檢查和定期維護，傳統係統（tǒng）構成單元（yuán）多（duō）。同時立磨減速器結構複雜需要經常維（wéi）護，維護成（chéng）本費用高（gāo）。同時係（xì）統無（wú）法實（shí）現在低速運行的情況下進行係統維護。直驅係統構（gòu）成單元簡單，變（biàn）頻器控製永磁同（tóng）步電機直接驅動，控製方便。係統內無減速器，無需（xū）額外進行維護，係（xì）統維護成本低（dī）。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傳統驅動係統年節電量達181萬元。（按（àn）照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機直驅係（xì）統的優（yōu）勢（shì）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（tú）　　本新型立磨結構采用永（yǒng）磁（cí）直驅電機驅動,提高了立磨效率。在立（lì）磨扶正軸承與（yǔ）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（gòu）替代大直徑軸承，方便加工、生產、運輸、裝配、維修，並降低成本,在工程實際中具有很強（qiáng）的實用型（xíng）。　　針對大、中、小型不同尺寸的立磨，分別設計了三種立磨專（zhuān）用永磁電機，代替傳統的減速機與三相異步電（diàn）動機，永磁直驅電機具有雙向（xiàng）載荷機構與不同的放置位置，均能達到扶正與承壓的作用，並且方便製造、裝配維護，節省（shěng）成本。均（jun1）已申請專 利。