1、技術背景　　傳統的球磨機、立磨機大都采用三相異步電（diàn）動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進行驅動，導致球磨機的傳動係統存在（zài）機械傳動鏈冗（rǒng）長、效率低、機構複雜（zá）、運行維護工作量大等問題。　　沈陽工業大學電機與控製技術研究所與河（hé）南全（quán）新機電設備有限公司聯合設計研發（fā）的（de）球（qiú）磨機、立磨機采用永磁直驅電機,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，能直接滿足荷載的需求（qiú），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（miǎn）維護（hù）、自動化程度高等優點。　　在控製方麵,本產品電機定子采用了模塊（kuài）化設計，不（bú）僅降低（dī）了加工、製造、運輸等難度，還相當（dāng）於把一個（gè）大功（gōng）率電機做成了多個小功率電機。模塊化電機的（de）控製技術可以實現降低（dī）大功率電機的輸入電壓（yā），但是不增加電機的輸入電流，電機不（bú）必采用（yòng）高等（děng）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電壓（yā）和（hé）使用的變頻器容量，從而（ér）降低成本。每個模塊（kuài）電機都（dōu）具有一套獨立的控製（zhì）係統，大大提升了電（diàn）機控製的自由度，球磨（mó）機運行在輕載工況時，完全可以隻運行部分（fèn）模塊電（diàn）機驅（qū）動球（qiú）磨機。　　在結構方麵，本產（chǎn）品電機的定子采用了一種自主設（shè）計研發的隨動式（shì）結構，將整圓的定子分成若幹個相互存在間隙的小扇形塊，通過機械結構設計，確定了一種無論球磨（mó）機轉筒（tǒng）是否震動或偏心，定子塊始（shǐ）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（pǐn）通過機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，因此電機的氣隙可（kě）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（yòng）量，降低生產成本，節（jiē）約稀土資源，節（jiē）能用電（diàn）量。當模塊發生故障時（shí），直接拆卸故障電機，更換新的模（mó）塊（kuài）電機即可正常運行。使用（yòng）本產（chǎn）品完全不會因電機發（fā）生故障而影響到生（shēng）產工期。　　2、球磨機專用隨動式永磁（cí）直驅電機概（gài）述（shù）　　本（běn）產品（pǐn）的隨動式定子結（jié）構（gòu）構成（chéng）一種“小車結（jié）構”，滾筒就像（xiàng）公路，定子塊就像汽車。滾輪貼合滾筒（tǒng）旋轉相當於汽車在公路行（háng）駛（shǐ），公路（lù）的起伏不影響車輪（lún）與地麵（miàn）貼合，即滾筒偏（piān）心（xīn）浮動不影響滾（gǔn）輪貼（tiē）合滾筒，保證定子、轉子間（jiān）隙恒定，在球（qiú）磨機因裝配誤（wù）差、軸承磨損、滾筒形變、重載震動等（děng）原（yuán）因造（zào）成電機偏心、氣隙不均勻（yún）時，仍能（néng）正常運轉，保證（zhèng）磨機始終運行（háng）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（yǐ）做的更小，減少永磁體用量，並且因為隨動（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（gòu）,基（jī）於模塊化永磁（cí）直驅電機，采用獨立的扇形定子（zǐ）塊結構，其隨動原理是在定子塊的軸向（xiàng）兩側（cè）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撐（chēng）框架（jià）相連的彈性機構。彈性機（jī）構在球磨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，轉筒會向上頂定（dìng）子塊上安裝的滾（gǔn）輪，進而（ér）帶動定子（zǐ）塊向上移動，上（shàng）方彈性機構繼續壓縮;下方定子塊在受到永磁體對其（qí）向（xiàng）上的吸引力的同時，定子塊上的彈（dàn）性機（jī）構將其向上頂，保證下（xià）方定子塊的滾輪依（yī）然貼合（hé）轉（zhuǎn）筒外表麵，使定（dìng）子塊跟隨轉筒波動而進行徑向與圓周方（fāng）向的移動，從而保證定子、轉子之間的間隙不（bú）變。球（qiú）磨機滾（gǔn）筒向下複位或繼續向下波動，則上方定子塊在受（shòu）到永磁體對其向下的吸引力的同時，彈性機構將上方其向下（xià）壓,下方定子塊被轉筒向下（xià）壓。　　本產品彈性裝置的壓（yā）力大小可調，對於不同位置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（zào）成滾輪或轉筒磨損較快。　　本（běn）產品將永磁電機采用模塊化控製，根據不同功（gōng）率（lǜ）的電機（jī）設計采用（yòng）不同（tóng）個數的隨動式定子塊構（gòu）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（mó）塊電機（jī）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（dòng）式定子（zǐ）塊間設有固定在支撐（chēng）框架（jià）上的擋板（bǎn）來對定（dìng）子塊進行（háng）圓（yuán）周方向的限位。球磨機滾筒的法蘭處銜接T型支撐板,用於（yú）支撐安裝電機轉子鐵心及磁鋼（gāng）。　　本產品（pǐn）的隨動式定子塊安裝拆卸十分便捷，隻需要沿（yán）球磨機的徑（jìng）向依次拆卸密封外殼、彈（dàn）性機構、彈性機構與定子塊之間的連接杆、彈性機構支（zhī）撐架，即可將定子塊沿徑向拉出，進行檢修或更換新的定子塊。　　3、采用本產品代替（tì）傳統磨機的電機驅動係統的優點（diǎn）　　現階段（duàn）大多數的球磨機仍采用三相感應電動機、聯軸器、減（jiǎn）速裝置以及齒輪結構進行驅動。永磁同步電機與感應電機相比優勢是它（tā）有較（jiào）高的（de）效率和功率因數，損耗大（dà）大降低，節約了（le）能源。永磁電機通（tōng）過變頻器進（jìn）行調速，電機運（yùn）行平穩，係統響應（yīng）速度快，感應電機則起（qǐ）動相（xiàng）對困難。這些（xiē）也是近年來永磁電機（jī）應用越來越廣泛的原因。　　采用永磁直驅，取消了中間的減速（sù）機、聯軸器（qì）、及齒輪（lún）的傳動環節，縮短係統（tǒng）的傳動鏈，直驅係（xì）統的傳動效率（lǜ）將提升至少20%。球磨機直驅係統的（de）傳動效率不僅得（dé）到大幅提升，而且直驅係統的故（gù）障率（lǜ）低，維護檢修方便，還（hái）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（cǎi）用了模塊化設（shè）計，不僅（jǐn）降低了（le）加工，製造，運輸等難度，還相當於把一個大功（gōng）率電機做成了多個小（xiǎo）功率電機。模塊化電機的控製技術可以實現降低大功率電機的輸入電（diàn）壓，但是不增加電機的輸入電流，電機不必采用（yòng）高等級絕緣，模塊化電機采用多台小（xiǎo）功率變頻器聯合供電。這樣設計降（jiàng）低了電機的供電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（zǎi）工況時（shí）,完全可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（zhì）電機合成磁動勢發生畸變，諧波含量增加，平均轉矩下降，轉矩波動顯著增加，無法繼續正常運行。而本產品進行了模塊化設計，每個模塊電機都（dōu）具有一套獨立的控製係統，大大提（tí）升（shēng）了電（diàn）機控製的自由度,可以利用其多電機（jī）結構和控製靈活的優勢，在發生故障時。可以（yǐ）直接（jiē）拆卸故障（zhàng）電（diàn）機更換新的模塊電機即（jí）可正常運行。模塊化（huà）電機具有冗餘的模塊數，也可切除故障子模（mó）塊（kuài）而控製其（qí）餘正常（cháng）子模塊降（jiàng）額運行。使用本產品完全不會因電機（jī）發生故障而影響（xiǎng）到生產工期。　　球磨機因加工誤差、軸承磨損、滾筒（tǒng）形變（biàn）或重載產（chǎn）生震動等因素會發生轉子偏心現象，偏心嚴重時（shí）還會造成電機（jī）掃膛損（sǔn）壞電機，實際生產中常常通過增加氣隙大小（xiǎo）來預防掃膛，而氣隙增大會導（dǎo）致永（yǒng）磁體用量增加，提高電機製造成（chéng）本。隨動式定子結構的模塊電機，能在（zài）轉筒偏心時保證定子與轉子之間（jiān）的間隙恒定，可將氣隙做的更小，減少永磁體用量，電機（jī）不會發生掃膛現象（xiàng），同時（shí）因為該隨（suí）動式（shì）定（dìng）子（zǐ）結構在偏（piān）心時能繼續正常工（gōng）作，檢修次數更少，工作（zuò）時間更（gèng）長，大體積球磨機（jī）檢修複雜，降低檢修（xiū）次數就是提高生產效率。　　4、隨動式球磨機裝（zhuāng）配示意圖　　二（èr）、永磁直驅立磨技術　　1、立磨直驅對比於傳統感應電機的優點（diǎn）( 1）變頻（pín）調速控製，實現負載工（gōng）況多樣性　　傳統立（lì）磨速度單一，工況適應能力差。遇到突發事件，調整磨鞮高度來改變（biàn）係統（tǒng）工（gōng）作環境，係統反應速度慢。永磁同步電機采用變頻（pín）調速，適應工況（kuàng）能力強。遇到突發事件，除調（diào）整磨輾高度外，還增加了速度調節以快速適應（yīng）係統工作環境，係統反應速度更快。　　(2）係（xì）統（tǒng）簡單,可靠性高　　傳統（tǒng）係統因三相感應電機無法（fǎ）在低速實現大轉矩輸出，需要額外的盤車係統滿足立磨的低速起動。為保證在電機起動過程不對電網造成過大的衝（chōng）擊，需增加軟起動裝置（zhì）。三相感應電機起動後，通（tōng）過減速器滿足（zú）係統轉矩需要，整個係（xì）統構成複雜（zá），係統（tǒng）運行的輔助設備很多。直驅係（xì）統由（yóu）變頻控製係統控製永磁同步電機起動，轉（zhuǎn）矩特性滿足需要，無需盤車係統和減速器，輔助係統少（shǎo），結構簡單。　　(3）變頻器軟起動，起動過程隨意設定　　傳統係統先由低速盤車係統起動，待三相（xiàng）感應電機達到起動條件後，軟起動裝置（zhì）起動（dòng）三相感應（yīng）電機，係統運行。係統控製複雜，低速無法實現過（guò）載輸出。在低速過程需要盤車（chē）係統，將轉速提高到三相感應電機起動（dòng）條件。直驅（qū）係統直接變頻低速（sù）起動，係統直接運行，係（xì）統控製簡單。變頻（pín）控製起動過程（chéng）可根（gēn）據實際工況（kuàng）進行調整（zhěng），以滿足各種工況的需求。低速可過載輸出，滿足（zú）起動需要，取代盤車係統。　　(4）無減速器，維護成本更（gèng）低,維護次數少（shǎo）　　係統（tǒng）各（gè）構成單元均需要時（shí）常檢查（chá）和定期維護，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（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（xì）統維護。直驅（qū）係統構成單元簡單（dān），變頻器控製永磁同步電機直接驅動，控製方便。係統內無減速器，無需額外進行維護，係統維（wéi）護（hù）成本（běn）低（dī）。同時，係統可實（shí）現在電機低速運行情況下進行係（xì）統維護。　　(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（chuán）統驅動係統年節（jiē）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（yǔ）球磨機直驅（qū）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（cí）直驅（qū）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（háng）突（tū）破，通（tōng）過設計一種雙向（xiàng）載荷扇形模塊機構替代大直徑軸承，方便加工（gōng）、生產（chǎn）、運輸、裝配、維修，並降低（dī）成本,在工程（chéng）實際中具有很強的實用型。　　針對大（dà）、中、小（xiǎo）型不同尺寸的立磨，分別（bié）設計了三種立磨專用永磁電機，代替傳統的減速機與（yǔ）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，均能達到扶正（zhèng）與承（chéng）壓（yā）的作用，並且方便（biàn）製造、裝配維護（hù），節省成本。均已申請專 利。

　　1、技術背景　　傳統的球磨機、立磨機大都采用三相異步電動機、聯軸器、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（tǒng）存在機械傳動鏈冗長、效率低、機構複雜、運行維護工作量大等問題。　　沈陽工業大學電機與控製技術研究所與河（hé）南全（quán）新機電設備有限公司聯合設計研發的球磨機、立磨（mó）機（jī）采用永（yǒng）磁直驅電機,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（chuán）輸的中間環節，做成（chéng）直驅方案，能直接（jiē）滿足荷（hé）載的需求（qiú），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（qǐ）動轉矩大、過載能力強（qiáng）、係統免維護、自動化程度高等優點。　　在控製方麵,本產品（pǐn）電（diàn）機定子采用了模（mó）塊化設計，不僅降低了加工、製造、運輸等難度，還相當於把一個大功（gōng）率電機做成了多個小功率電機。模塊化電機（jī）的（de）控製技術（shù）可以實現降低大功率電機的輸入電壓，但是不增加電（diàn）機的輸入電流，電機不必采用高等（děng）級絕（jué）緣。模塊化電機采用多台小功率變頻（pín）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（liàng），從而降低成本（běn）。每個（gè）模塊電機都具有一套獨立（lì）的控製係統，大大（dà）提升了電機控製的自由度（dù），球磨機（jī）運行在輕載工（gōng）況時，完全可以隻運行部（bù）分模塊電（diàn）機驅動球磨機。　　在結構方麵，本產（chǎn）品電機（jī）的定子采用了一種自主設計研發的隨動式結構，將整圓的定子分成若幹個相（xiàng）互存在間（jiān）隙的（de）小扇形塊，通過機械結構設計，確定了一種無論球磨（mó）機轉筒（tǒng）是否震（zhèn）動或偏心（xīn），定子（zǐ）塊始終跟隨轉筒運動從而保持定子與轉子間隙（xì）恒定的結構。本產品通過機械結構（gòu）設計保證定子（zǐ）與轉子間（jiān）的間隙恒定，電機不會發生掃膛現象，因此電機（jī）的氣隙可以設計的比普通永磁直驅電機（jī）的小很多，從而大幅降低電機永磁體用量，降低（dī）生產成本，節約稀土資源（yuán），節（jiē）能用電量。當模塊發（fā）生故障時，直接拆卸故障電機，更換新的模塊電（diàn）機即可正常運行。使用本（běn）產品完全不會因電（diàn）機發生故障而影響到生產工期。　　2、球磨機（jī）專用隨動（dòng）式永（yǒng）磁直驅電機概述（shù）　　本產品的隨動式定子（zǐ）結（jié）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（yǐng）響車輪與地麵貼合（hé），即滾筒偏心浮動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）誤差（chà）、軸承磨損、滾（gǔn）筒形變、重載震動等原因造成電機偏心、氣隙不（bú）均勻時，仍能正常運（yùn）轉，保證磨機始終運行在性（xìng）能狀態，不必停機檢修。同時電機定子與轉子間的間隙也（yě）可（kě）以做的更（gèng）小，減少永磁體用量，並且因為隨動式結構，電機不會發生掃膛現象。　　本產品電機的（de）定子為（wéi）隨動式結構,基於模塊化永磁（cí）直驅電機，采用獨（dú）立的扇形定子塊結（jié）構，其隨動原理是在定（dìng）子塊的軸向（xiàng）兩側安裝滾輪（lún）且滾輪貼合滾筒來確定定子與轉子間的間隙，定子塊（kuài）徑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於半壓縮狀態,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輪，進而帶動定子（zǐ）塊向上移動，上方彈性機構繼續（xù）壓縮;下方定子塊在受到（dào）永磁體對其向（xiàng）上（shàng）的吸引力的同時，定子（zǐ）塊上的彈性機構將其（qí）向上頂，保證（zhèng）下方定子（zǐ）塊的滾輪依（yī）然貼合轉筒外表麵，使定子塊跟隨轉筒波動而進行（háng）徑向（xiàng）與圓周方向的移動，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續向下波動，則上方定子（zǐ）塊在（zài）受到永磁體對其向下的吸引力的同時，彈性機構將上方其向下壓,下方定（dìng）子（zǐ）塊被轉筒向（xiàng）下壓。　　本產品彈性裝置的壓力大小可調，對於不同位置的定（dìng）子塊設置（zhì）不同的壓力,避（bì）免因彈性裝置設置的壓力過大造成（chéng）滾輪或轉（zhuǎn）筒磨損較快。　　本產品將永磁電機采用模塊化控製（zhì），根據（jù）不同功率的電機設計采用不同個數的隨動（dòng）式定（dìng）子塊構成一（yī）台模塊電機，一（yī）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機滾筒上（shàng）。相鄰隨動式定子塊間設有固定在支撐框架上的（de）擋板來對定子塊進行圓周方向的（de）限位。球磨（mó）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（cí）鋼。　　本產品的隨動式定子塊安裝（zhuāng）拆卸（xiè）十分便捷，隻需要沿球磨機的徑向依（yī）次拆卸（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（gòu）支撐架，即可將定子塊沿徑向拉出，進行檢修或更換（huàn）新的定子（zǐ）塊。　　3、采用本產品代替傳統磨機的電機驅動（dòng）係統的優點　　現階段大多數（shù）的（de）球磨機仍采用三相感（gǎn）應電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進行驅動。永磁同步電機與感應電機相比（bǐ）優勢（shì）是它有較高（gāo）的效率和（hé）功率因數，損耗大（dà）大降低，節約了能源。永磁電機通過（guò）變頻器進行調速，電機運行平穩，係統（tǒng）響應速度（dù）快，感（gǎn）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。　　采用永（yǒng）磁直驅，取消了中間的減速機、聯軸器、及齒輪（lún）的傳動環節，縮短（duǎn）係（xì）統（tǒng）的傳動鏈，直驅係統的傳動效率將提（tí）升至少（shǎo）20%。球磨機直驅係統的傳（chuán）動效率（lǜ）不僅得到大幅提升，而且直驅係（xì）統的故障率低，維護檢修方便，還（hái）避免（miǎn）了傳統設備因漏油造（zào）成環境汙染。　　由（yóu）於本產品電機定子采用（yòng）了模塊化設計，不僅降低了加（jiā）工，製造，運輸等難度，還相當（dāng）於把一個大功率電機做成了多個小功率電機。模塊化電機的控製技術可以實現降低大功率電機的輸入電壓，但是不（bú）增加電機（jī）的輸入電流（liú），電機不必采用高（gāo）等級絕緣（yuán），模塊化（huà）電機采用多（duō）台小功（gōng）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（cóng）而降低成本。球磨機運行在輕載工況時,完全可以（yǐ）隻運行部分模塊（kuài）電機（jī）驅動球磨機。　　傳統電機（jī）故障時（shí），會導致電機合成磁（cí）動勢發（fā）生畸變，諧波含（hán）量增加，平均轉矩下降，轉（zhuǎn）矩波（bō）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（jì），每個模塊電機都具有一套獨立的（de）控製係統，大大提升了電機控製的自由（yóu）度,可以利用其多（duō）電機結構和控製靈活的優勢，在發生故障時。可（kě）以直接拆卸故障電（diàn）機（jī）更換新的模塊電機即可正（zhèng）常運行。模塊化電機具有（yǒu）冗（rǒng）餘的模塊數，也可切除故障子模塊而控製其餘正常子模塊降額運行。使用（yòng）本產（chǎn）品完全（quán）不會因電機發生故障而影響到生產工期。　　球磨機因加（jiā）工誤差、軸承磨損、滾筒形變或重載產生震動等因（yīn）素會發生轉子偏心現象，偏心嚴重時還會造成電機掃膛損壞電機，實際生產中常常通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（zhèng）定子與轉子之間（jiān）的間隙恒定，可（kě）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（xiàng），同時因為該隨（suí）動式定子結構在偏心（xīn）時能繼續正常（cháng）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（zá），降低檢修次數就（jiù）是提高生產效率。　　4、隨（suí）動（dòng）式球磨機裝配示意圖　　二、永磁直驅立磨技術　　1、立（lì）磨直驅對（duì）比於傳統感應電機的優點( 1）變頻調速控製（zhì），實現（xiàn）負載工況多樣性（xìng）　　傳統立磨（mó）速度單（dān）一，工況適應能力差。遇到突發事（shì）件（jiàn），調整磨鞮高度來改變係統工作環境，係統反應速度（dù）慢。永磁同步電機采用變頻調速，適應工（gōng）況能力強。遇到突發事件，除調整磨輾高（gāo）度外，還增加了速度調節以快速適應係統工作環境，係統反（fǎn）應速度更快。　　(2）係統簡單,可靠（kào）性高　　傳統係統因三相感（gǎn）應電（diàn）機無法在低速實現大轉（zhuǎn）矩輸（shū）出，需要額外的（de）盤車係統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的衝（chōng）擊，需增加軟起（qǐ）動（dòng）裝置。三相感應（yīng）電機起動後（hòu），通（tōng）過減速器滿足係統轉矩需要，整個係統構成複雜（zá），係（xì）統運行的輔助（zhù）設備很多（duō）。直驅（qū）係統由變頻控製係統控（kòng）製永磁同步電機（jī）起動（dòng），轉矩（jǔ）特性滿足需要，無需盤車係統和減速器（qì），輔助係統少，結構簡單。　　(3）變頻器軟起動，起動過（guò）程隨意設定　　傳統係統先由低速（sù）盤車係統起動，待（dài）三相感應電機達到起動條件後，軟起動裝置起動三相感應（yīng）電機，係統運行。係統（tǒng）控製複雜，低速無法實現過載輸出。在低速（sù）過程需要盤車（chē）係統，將轉速提（tí）高到三（sān）相感應電機起動條件。直驅係（xì）統直接變頻低速起動，係統直接運行，係統控製簡單。變頻控製起動過程可根（gēn）據實際工況進行調整，以滿（mǎn）足各（gè）種工況的需求。低速可過載輸出，滿足起動（dòng）需要，取代盤車係統。　　(4）無減速器，維護成本更低,維護（hù）次數少　　係統（tǒng）各構（gòu）成單元均（jun1）需（xū）要時常檢查和定期維護，傳統係統構成單元（yuán）多。同時立（lì）磨減速器結構複（fù）雜需要經常維護，維護成本費用（yòng）高。同時係統無法實現在低速運行的情（qíng）況下進行係（xì）統維護。直驅係統構成（chéng）單元（yuán）簡單，變頻器控製永磁同步電機直接驅動，控製方便（biàn）。係統內無減速器，無需額外進行維護，係統維護成本低。同時，係統可實現在電機低速運行情況下進（jìn）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。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機（jī）直驅係統的（de）優勢與球磨機直驅係統相同，這裏不再一（yī）—贅述。　　2、永磁直驅（qū）立磨結構示意圖　　本新型立磨結（jié）構采用永磁直驅電（diàn）機驅動,提高了（le）立磨效率。在立磨扶正軸承（chéng）與壓力軸承上進行突（tū）破，通過設計一種雙向載荷扇形模塊機構替代大（dà）直徑軸承，方便加工、生產、運輸、裝配、維修，並降低成本,在工（gōng）程實際中具有很強的實用（yòng）型。　　針對大、中、小型不（bú）同尺寸的立磨，分別設計了三（sān）種立磨專用永磁電機，代替傳統的減速機與三（sān）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，均能達到（dào）扶正與承壓的作用，並且方（fāng）便製造（zào）、裝配維護，節省成本。均已申請專 利。

　　1、技（jì）術背景　　傳統的球磨機、立磨機大都（dōu）采用三相異步（bù）電動機、聯軸（zhóu）器、減（jiǎn）速裝置（zhì）以及齒輪結構進行驅動，導致球磨機的傳動係統存（cún）在機械傳動鏈冗長（zhǎng）、效率低、機（jī）構複雜、運行維護工（gōng）作量大等問題。　　沈陽工業大學電機與控製技術研究所與河南全新機電設備有限公司聯合設（shè）計研發的球磨機、立磨機采用永磁直驅電（diàn）機,通過將電動機與機械（xiè）結構進行機電（diàn）一體化設計，取消動力（lì）傳輸的中間（jiān）環節，做成直驅方案，能直接滿足荷載的需求（qiú），省去傳統磨機的減（jiǎn）速機，顯（xiǎn）著提高了電機的效率與（yǔ）功（gōng）率（lǜ）因數，具有節能、起動轉矩大、過載能力強、係統免維護、自（zì）動化程（chéng）度高等優點。　　在控製方麵（miàn）,本（běn）產品電機定子采用了模塊化設計，不（bú）僅降低了加工、製造、運輸等難度，還（hái）相當於把一個大功率電機做（zuò）成（chéng）了（le）多個小（xiǎo）功率電機。模塊化電機的（de）控製技術可（kě）以實現降低大功率電機的輸入電壓，但是不（bú）增加（jiā）電機的輸入電流，電（diàn）機不必采用高等級（jí）絕緣。模塊化電機采用多台小功率變頻器聯合供電，這樣（yàng）設計降低（dī）了電機（jī）的（de）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（jī）都具有（yǒu）一套獨立的控製係統，大大提升了電機控製的自由度，球磨（mó）機運行（háng）在輕載工況（kuàng）時，完全可以隻運行部分（fèn）模塊電機驅動球磨機。　　在結（jié）構方麵，本產品電機的定子采用了一（yī）種自主設計研發的隨動式結構，將整圓的定子分成（chéng）若幹個（gè）相互存在間隙的（de）小扇形塊，通過機（jī）械結構設計（jì），確定了一種無論（lùn）球磨機轉筒是否震動或（huò）偏心，定子塊始終跟隨轉筒運（yùn）動從而保持定子與轉（zhuǎn）子間隙恒定的結構。本產品通過機械（xiè）結構設（shè）計保證定子（zǐ）與轉子間的間隙恒定，電機不會發生掃膛現象，因此電機的氣隙可以設計（jì）的比普通永磁（cí）直驅電機的（de）小很（hěn）多，從而大幅（fú）降低電機永磁體用量，降低生產成本，節約稀土資源，節能用電量。當模塊發生故（gù）障時（shí），直接拆卸故障（zhàng）電機，更換新的（de）模塊電機即可正常運行。使用本（běn）產（chǎn）品完全不會因（yīn）電機發生故障而影響到生產工期。　　2、球磨（mó）機專用隨動式永磁直驅電機概述　　本產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（zǐ）塊就像汽車（chē）。滾輪貼合滾（gǔn）筒旋轉相當於汽車在公路行駛，公路的（de）起伏不（bú）影響車輪（lún）與（yǔ）地麵貼合，即（jí）滾筒偏心浮（fú）動不影響滾輪貼合滾筒，保證定（dìng）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（chóng）載震動等原因造（zào）成電機偏心、氣隙不均勻（yún）時，仍能正常運轉，保證磨機始（shǐ）終運行在性能狀（zhuàng）態，不必停機檢修。同時（shí）電機定子與轉子間的（de）間隙也可以做的更小，減少（shǎo）永磁（cí）體用量，並且因為隨動式結構，電機不會發生掃膛現象。　　本產品電機的定子（zǐ）為隨（suí）動式結構（gòu）,基於模塊化（huà）永磁直驅（qū）電機，采用獨立（lì）的扇（shàn）形（xíng）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確定定子與轉子間的（de）間隙，定子塊徑向外側設有與支撐（chēng）框架相連的彈性機構。彈性機構在球磨機滾筒不偏心時處於半（bàn）壓縮狀態,如果球磨機滾（gǔn）筒向上波動，轉筒會向（xiàng）上頂定子塊上（shàng）安裝的滾（gǔn）輪，進（jìn）而（ér）帶動定子塊向上移動，上方彈性機構繼續（xù）壓縮;下方定子塊在受到永磁體對其向上的吸引力（lì）的同時，定子塊上的彈性機構將其向上頂（dǐng），保證下方（fāng）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（xiàng）與圓周方向（xiàng）的移（yí）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續向下波動，則上方定子塊在受（shòu）到永磁體對其向下的吸（xī）引力的同（tóng）時，彈性（xìng）機構將上方其向下壓,下方定子塊被轉（zhuǎn）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設置不同的壓力（lì）,避免因彈性裝置設置的壓力過大造成滾輪或轉筒磨（mó）損較快。　　本產品將永磁電機采用模塊化控製，根據（jù）不同功率的電機設計采用不同個數的（de）隨（suí）動式定子塊構成一台（tái）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（ān）裝（zhuāng）在球磨機滾筒上。相（xiàng）鄰隨動式定（dìng）子塊間設有固定在支撐（chēng）框架上的擋板來（lái）對定子塊進（jìn）行圓周方向的限位。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（jí）磁鋼。　　本產品的隨（suí）動式定子塊安裝拆卸十分便捷（jié），隻需要沿球磨機（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杆、彈性機構支撐架，即可將定子塊沿徑向拉出，進（jìn）行檢修或更換新的定子（zǐ）塊。　　3、采用本產品代替傳統磨（mó）機（jī）的電機驅動係統的優點　　現階段大多數的球磨機（jī）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（dà）降低，節約了能源。永（yǒng）磁電（diàn）機通過變（biàn）頻器進行調速，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（jī）應用越來越廣泛的原因。　　采用（yòng）永磁直驅（qū），取消了中間的減速機、聯軸（zhóu）器、及齒輪的傳動環節（jiē），縮短係統的傳動鏈，直驅係統的傳動效率將提升至少20%。球磨機直驅係統的傳動（dòng）效（xiào）率不僅（jǐn）得到（dào）大（dà）幅提升，而且直驅係統的故障率低，維護檢修方便，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（dìng）子采用了模塊化設計，不僅降低（dī）了加工，製（zhì）造（zào），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。模塊化電機的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（rù）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器聯合（hé）供電。這樣設計（jì）降低了電機的（de）供電電壓和使用的變頻（pín）器容量（liàng），從而降低成本。球磨（mó）機運行（háng）在輕載工況時,完全可以隻（zhī）運行部分模塊電機（jī）驅動球磨機。　　傳統電機故（gù）障時，會導致電機合成磁動勢發生畸變，諧波含量增加，平（píng）均轉矩下降，轉矩（jǔ）波動顯著增加，無法繼續正常運行。而本產（chǎn）品進行了模塊化設計，每個模（mó）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（zhì）的自由度,可以利用其多電機結構和控製靈（líng）活的優勢，在發生故障時。可以直接拆卸故（gù）障電機更（gèng）換新的模塊（kuài）電機即可正（zhèng）常運行。模塊化電機（jī）具有冗餘的模塊數，也可切除故障子模塊而控製其（qí）餘正常子模塊降額運行。使用本產品完（wán）全不會因電機發生故障而影響到生產工期。　　球磨機因加（jiā）工誤差、軸承磨損、滾筒形變或重載產生震動等因素（sù）會發生轉子（zǐ）偏心現象，偏心嚴重時還會造成電機掃膛損壞電機（jī），實（shí）際生（shēng）產中常（cháng）常通過（guò）增加氣隙大小來預（yù）防掃膛，而氣隙增（zēng）大會導致永磁體用量增加，提高電（diàn）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（jiān）隙恒定，可將氣隙做的更小，減少永磁（cí）體用量，電機不會發生掃膛現象，同時因（yīn）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（cì）數就是提高生產效率。　　4、隨動（dòng）式球磨機裝配示意圖（tú）　　二、永磁直驅立磨技術　　1、立磨直驅對比於傳統感應（yīng）電機的優點( 1）變頻調速控製，實現負載工（gōng）況多樣性　　傳統立磨速度（dù）單一，工況適應能力差。遇到突發事件，調整磨鞮（dī）高度來改變係統工作環境，係（xì）統反（fǎn）應速度慢（màn）。永磁同步電機采用變頻調速，適應工況能力強。遇到突（tū）發事件，除調整磨輾高度外，還增加了速（sù）度調節以快（kuài）速適應係統工作環境，係統（tǒng）反應速度（dù）更快。　　(2）係統簡單,可靠性高　　傳（chuán）統係統因三相感應電機無法在低（dī）速實現大（dà）轉矩輸出，需要額外的盤（pán）車係統滿足立磨的低（dī）速起（qǐ）動。為保證在電機起動過程不對電網造（zào）成過大的衝擊，需（xū）增加軟起動裝（zhuāng）置。三相感應電機起動後，通過減（jiǎn）速器滿足係統轉矩需要，整個係統構成複雜，係統運行的輔助設備很多。直驅係統由變頻控製係統控製永磁同步電機起動，轉矩特性滿足需（xū）要，無需盤車係統和（hé）減速（sù）器，輔（fǔ）助係統（tǒng）少，結構簡單。　　(3）變頻器（qì）軟起動，起動過程隨意（yì）設定　　傳（chuán）統係統先由低速盤車係統起（qǐ）動，待三相感（gǎn）應電機達到起動條件（jiàn）後，軟起動裝置起（qǐ）動三相感應電機，係統運行。係統控製複雜，低速無法實現過載輸出。在（zài）低速過程需要盤車係統，將轉速（sù）提高到三相感應電機起動條件。直（zhí）驅（qū）係統直接變頻低速起動，係統直（zhí）接運行，係統控製簡單。變頻控製起動過程可根據（jù）實（shí）際工況進行（háng）調整，以滿足（zú）各種工況的需求。低速可過載輸出，滿足起動（dòng）需（xū）要（yào），取代盤車係統。　　(4）無減速器，維護成本更低,維護次數少　　係統各構（gòu）成單（dān）元均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（jié）構複雜需要（yào）經常維護，維護成本費用高。同時（shí）係統無法實現在低速運行的情況下進行係統維護。直（zhí）驅係統構成單元簡單（dān），變頻器控製永磁同步（bù）電（diàn）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,節能效果（guǒ）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。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機（jī）直驅係統（tǒng）的（de）優勢與球磨（mó）機直驅係統相同，這（zhè）裏不再一—贅述。　　2、永磁（cí）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（shuāng）向（xiàng）載荷扇形模（mó）塊機構替代大直徑軸承，方便（biàn）加工、生產、運輸、裝配、維修，並降低成（chéng）本（běn）,在工程（chéng）實（shí）際中（zhōng）具有很強的（de）實用（yòng）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（jī），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荷機構（gòu）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（zhuāng）配維護，節省成本。均已申請專 利（lì）。

　　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（dòng）機、聯軸（zhóu）器、減速裝置以及齒輪結構進行驅動，導致球磨機的傳動係統存在機械傳動鏈冗長（zhǎng）、效率低、機構複雜、運行維護工作量大等問題。　　沈陽（yáng）工業大學電機（jī）與控（kòng）製技術（shù）研究所與河南全新機電設備有限公司聯（lián）合（hé）設計研發的球磨機、立磨機采用永（yǒng）磁直驅電機,通過將電動機與機械結構進行機電一體化設計，取（qǔ）消動力傳輸（shū）的中間環（huán）節，做成直驅方案，能直（zhí）接（jiē）滿足（zú）荷載的需求，省去（qù）傳統磨機的減（jiǎn）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（dù）高等優點。　　在控（kòng）製方（fāng）麵,本產品電機定子（zǐ）采用了模塊（kuài）化設計，不僅降低了加工、製造（zào）、運（yùn）輸等（děng）難度，還相當於把一個大功率電機做成（chéng）了多個小功率電機。模塊（kuài）化電機的控製技術（shù）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（liú），電機不必采用高等級絕（jué）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（jī）的供電電壓和使用的變頻器容（róng）量，從而降低成本。每個模塊電機都具有一套獨立的控製係統，大大提升（shēng）了電機控（kòng）製的自由（yóu）度，球磨機運行（háng）在輕（qīng）載工況時，完全可以（yǐ）隻運行部分模塊（kuài）電（diàn）機驅動球磨機。　　在結構方麵，本產品電機的定子采用（yòng）了（le）一種自（zì）主設計研（yán）發的隨動式結構，將（jiāng）整圓的定子分（fèn）成若幹個相互存在間隙的小扇形塊，通過機械結構設計，確定了一種無論球磨機轉筒是否震動或偏心，定子塊始終跟隨轉筒運（yùn）動從而保持定（dìng）子與轉子間（jiān）隙恒定的結構（gòu）。本產品（pǐn）通過機械結構設計保（bǎo）證定子與轉子間的間隙恒定，電機不會發生掃膛現象，因此電機的氣隙可（kě）以設計的比普（pǔ）通永磁直驅（qū）電機（jī）的小很多，從而大幅降低電（diàn）機永磁體用量，降（jiàng）低生產成本（běn），節約稀土資源，節（jiē）能用電（diàn）量。當模塊發生故障時，直接拆卸故障電（diàn）機，更換（huàn）新的模塊電（diàn）機即可正（zhèng）常運行。使用本產（chǎn）品完全不會因電機發生（shēng）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（gǔn）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與地麵貼合，即滾筒偏（piān）心浮動不（bú）影響滾輪貼合滾筒，保證定（dìng）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、氣隙不均（jun1）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，並且因為隨動式結構，電（diàn）機不會發生掃膛現（xiàn）象。　　本產品（pǐn）電（diàn）機的定子為隨動式結（jié）構,基於模塊化永磁直驅（qū）電機，采（cǎi）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）兩側安裝滾輪且（qiě）滾（gǔn）輪貼（tiē）合滾（gǔn）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性機構（gòu）。彈（dàn）性機構在球磨機滾筒不偏心（xīn）時（shí）處於半壓（yā）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（ér）帶動定子塊向上移動，上方彈性機構繼續壓（yā）縮;下方定子塊在受到永磁體對其向上（shàng）的吸引力的同時，定子塊（kuài）上的彈性機構將（jiāng）其向上頂，保（bǎo）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動而進行徑向與圓周方向的移動，從而（ér）保證定子、轉子之間的（de）間隙不變。球磨（mó）機滾筒向下複位或（huò）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力的同時，彈性機（jī）構將上（shàng）方其向下壓,下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（bú）同位置（zhì）的定子塊設置不同的壓力,避免（miǎn）因彈性裝置設置的壓力過大造成（chéng）滾輪（lún）或轉筒磨（mó）損較快。　　本（běn）產品將永磁電機采用（yòng）模塊化（huà）控製，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（yī）台（tái）模塊電機，一台整圓電機由多台模塊電機構成（chéng）,多（duō）台模塊電機共用同一個轉子，模塊電機包繞式安（ān）裝（zhuāng）在（zài）球磨機滾筒上。相鄰隨動式定子塊間設有固（gù）定在支撐框架上的擋板（bǎn）來對定子塊進行圓周方向的限（xiàn）位。球磨機（jī）滾（gǔn）筒的法蘭處銜接T型支撐（chēng）板,用於支撐安裝電機轉子鐵心及（jí）磁鋼。　　本產品（pǐn）的隨動式定子塊安裝（zhuāng）拆卸十（shí）分便（biàn）捷，隻需要沿球磨機的徑向（xiàng）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杆、彈性機構支撐架，即可將定子塊沿徑（jìng）向拉出，進（jìn）行檢（jiǎn）修或更換新的定子塊。　　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（jī）、聯軸器、減速（sù）裝置以及齒輪結構進行驅動。永磁同步電（diàn）機與感應電機（jī）相比（bǐ）優勢是它有較高的效率和功率（lǜ）因數，損耗（hào）大大（dà）降低，節約了（le）能源。永磁電機通過變頻器（qì）進行調速，電機運行平穩，係統響應速度（dù）快（kuài），感應（yīng）電機則起動相對困難。這些也是近年來永磁電機應用越（yuè）來越廣泛的原因。　　采用永磁直驅，取消了中間的減速機、聯軸器、及齒輪的傳動環節，縮（suō）短係統的傳動鏈，直（zhí）驅係（xì）統（tǒng）的傳動效率（lǜ）將提升至少（shǎo）20%。球磨（mó）機直驅係統的傳動效率不僅得到（dào）大幅提升，而且直驅係統的故障率低，維護檢（jiǎn）修方便，還避免了傳統設（shè）備因漏油造成環境汙染。　　由於本產品電機定（dìng）子采用了模塊（kuài）化設計，不僅降低了加工，製造，運輸等難度，還（hái）相（xiàng）當於把（bǎ）一個大功率電機做成了多個（gè）小功率電機。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，但是不增加（jiā）電機的輸入電流，電機不必采（cǎi）用高等級絕緣，模塊化（huà）電機采用多台（tái）小功率變頻器聯合供電。這樣設計降低（dī）了電機的供（gòng）電電壓（yā）和使用的變頻器容量，從而降（jiàng）低成本。球磨機運行在（zài）輕載工況時,完全可以（yǐ）隻運行部分模（mó）塊電機驅動球磨機。　　傳統（tǒng）電機故障時，會導致電（diàn）機合成磁動勢發生畸變，諧波含（hán）量增加，平均轉矩下降，轉（zhuǎn）矩波動（dòng）顯著增加，無法繼（jì）續正常運行。而本（běn）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（kòng）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製靈活的優勢，在發（fā）生（shēng）故障時。可以直（zhí）接拆卸故障電機更換新的模（mó）塊電機即可正（zhèng）常運行。模塊化電機具（jù）有冗餘的模（mó）塊數（shù），也可切除故障子模塊而控製其餘正常子模塊降額運行。使用（yòng）本產品完全不會因電機發生故障而影響到生產工期。　　球磨機因加工誤（wù）差（chà）、軸承磨損（sǔn）、滾筒形變或重載產生震動等因（yīn）素會發生（shēng）轉子（zǐ）偏心現象，偏心嚴重時還（hái）會造成電機掃膛損壞電機，實際生產中常常通過增（zēng）加（jiā）氣隙大小來預防掃膛，而（ér）氣隙增大會（huì）導致永磁體用量增加，提高電機製造成（chéng）本。隨動式定（dìng）子結構的模塊電機，能在轉筒偏心（xīn）時保證定子與轉子之間的間隙恒定，可將氣隙（xì）做的更小，減少永磁體用量，電機不會發生掃膛（táng）現象（xiàng），同時因為（wéi）該隨動式定子結構在偏心時能（néng）繼續正常工作，檢修次數更（gèng）少（shǎo），工（gōng）作時間更長，大體積球磨機檢（jiǎn）修複雜，降低檢修次數就是提高生產（chǎn）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（zhí）驅對比於傳統感應電機的優點( 1）變頻調（diào）速控製，實現（xiàn）負載工況多樣（yàng）性　　傳統立磨速度單一，工況（kuàng）適（shì）應能力差。遇到突發（fā）事件，調整磨鞮高（gāo）度來改變係統工作環境，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。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速適應係（xì）統工作環境，係統反應速度更快。　　(2）係統簡單,可靠性高　　傳統係統因三相感應電機無法（fǎ）在（zài）低速（sù）實現大轉矩輸出，需要（yào）額外的盤（pán）車係（xì）統（tǒng）滿足立磨（mó）的低速起動。為保證在電機起動過程不（bú）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（qǐ）動後，通過（guò）減速器滿足係（xì）統轉矩需要，整個係統（tǒng）構成複雜，係統運行的輔助設備很（hěn）多。直驅（qū）係統由變頻（pín）控（kòng）製係統控製永磁同（tóng）步電機起動，轉矩特性滿足需要（yào），無需盤車係（xì）統和減（jiǎn）速器，輔助係統少，結構簡單。　　(3）變頻器軟起動，起動過程隨意設定　　傳統係統先由低速盤（pán）車係統（tǒng）起動，待三相感應（yīng）電機達到起動條件後，軟起動裝置起動三相感應電機（jī），係統運行。係統控製（zhì）複（fù）雜，低速無法實現過（guò）載輸出。在（zài）低速（sù）過程需要盤車係統，將轉速提（tí）高到三相感應電機起動條件（jiàn）。直驅係統直接變頻低速起動，係統（tǒng）直接（jiē）運行，係（xì）統控製簡單。變頻控製起動過程可根據實際工況進行調整，以滿足各種工（gōng）況的（de）需求。低速可過載輸出，滿足起（qǐ）動需（xū）要，取代盤車係統。　　(4）無減速器，維護成本更低,維護次數少　　係統各構成單元均需要時常檢查和定期維護，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（fǎ）實現在低速運行的情況下進行係統維護（hù）。直驅係統構成單元簡單，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（wú）需額外進行維護，係統維（wéi）護成本低。同時，係統可實現在電機低速（sù）運行情況下（xià）進行係統維護（hù）。　　(5）傳動效率高,節能效（xiào）果明顯　　綜上采用直驅永磁電機取代傳統驅（qū）動係統年節電量達181萬元。（按照5000h,0.6元/kWh）立（lì）式鯤磨機直驅係統的優勢與球磨機（jī）直驅係統相同（tóng），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,提高了立磨效率。在立磨扶正軸承（chéng）與壓力軸承上進行突破，通過設計一種雙向載荷扇形模塊機（jī）構替（tì）代大直徑軸（zhóu）承，方（fāng）便加工、生產、運輸、裝配（pèi）、維修，並降低（dī）成本,在工程實（shí）際中具有很強的實（shí）用型。　　針對大、中（zhōng）、小型不同（tóng）尺（chǐ）寸的（de）立磨，分別設計了三種立（lì）磨專用永磁電機，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荷機構與不（bú）同的放置（zhì）位（wèi）置（zhì），均能達到扶正與承壓的（de）作用（yòng），並且方便製（zhì）造（zào）、裝配維護，節省成本（běn）。均已申請專 利。

　　1、技術（shù）背景　　傳統的球磨機、立磨機（jī）大都采用三相異步電動機、聯軸器（qì）、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冗長（zhǎng）、效率低（dī）、機構複雜、運行維護工（gōng）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（nán）全新機電設備有限公司聯合設計研發的球（qiú）磨機、立（lì）磨機采用（yòng）永磁直驅電機,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，能直接滿足荷載（zǎi）的需求，省去傳統磨機的減速機，顯著提高（gāo）了電機的效率與功率因（yīn）數，具有（yǒu）節能、起動轉矩大、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）,本產品電（diàn）機定子（zǐ）采用了模塊化設計，不僅降低了加工、製造、運輸等難度（dù），還相當於把一個大功率電機做成了多個小功（gōng）率電機。模塊化電機（jī）的控製技術可（kě）以實現降低大功（gōng）率電機的輸入電壓，但是不增（zēng）加電機的輸（shū）入電（diàn）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，這樣設計降低了電機（jī）的供電（diàn）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（jù）有一套獨立的控製係統，大大提升了電機控製的自由度，球磨機運行在輕載工況時，完全可以隻運行部分模塊電機驅動（dòng）球磨機。　　在結構方麵，本產品電機的定（dìng）子采用（yòng）了一種自（zì）主設（shè）計研發（fā）的隨動（dòng）式結構，將整圓的定子分成若幹個相互存在間隙的小扇（shàn）形塊（kuài），通過機（jī）械結構設計，確定了一種無論球磨機（jī）轉筒是否震動或偏心，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（de）結（jié）構。本產（chǎn）品通過機械結構設計保證定子與轉子間的間隙（xì）恒定，電機不會發生掃（sǎo）膛（táng）現象，因此電機（jī）的氣隙可以設計的（de）比普（pǔ）通永（yǒng）磁直驅電機的小很多，從而大（dà）幅降低電（diàn）機永磁體用量，降低（dī）生產成本，節約稀土資源，節能用電量。當模塊發生（shēng）故障時，直接拆（chāi）卸故障電（diàn）機，更換新的模塊（kuài）電機即可正常運行。使用本產品完全不會因電（diàn）機發生故障而影響到生產工期（qī）。　　2、球磨機專用隨動式永磁直驅電機（jī）概述　　本產（chǎn）品的隨動式定子結構構成一種“小（xiǎo）車結構”，滾筒就像公路，定子塊就像汽車（chē）。滾輪貼（tiē）合滾筒（tǒng）旋轉相當於汽車在（zài）公（gōng）路行駛，公路的起伏不影響車輪與地（dì）麵貼合，即滾筒偏心浮（fú）動不影（yǐng）響滾輪貼合滾筒，保證定子、轉子間隙（xì）恒定，在球磨機因裝配誤差、軸承磨損、滾筒形變、重（chóng）載震動等原因造成電機偏心、氣隙不均勻時，仍能正常運轉（zhuǎn），保證磨機始終運行在（zài）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,基於模塊化永磁直驅（qū）電機，采用獨立的扇形定（dìng）子塊結構，其隨動原理是在定子塊的軸向兩側（cè）安裝（zhuāng）滾輪且滾輪貼合滾筒來確定定子與轉子間（jiān）的間隙，定子塊徑向外（wài）側設有與支撐框架相連的彈（dàn）性機（jī）構。彈性機構在球磨機滾筒（tǒng）不偏心時處於半壓縮狀態,如果球磨機滾筒向上波動，轉（zhuǎn）筒會向上頂定子塊上安裝的滾輪，進而（ér）帶動定（dìng）子塊向（xiàng）上移動（dòng），上方彈性機構繼續壓縮;下方定子塊在受到永磁體（tǐ）對其向上的（de）吸引力的同時，定子塊上的彈（dàn）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動而進行徑向與圓周方向（xiàng）的移動，從而保證（zhèng）定子、轉子之間的間隙不（bú）變。球磨機滾筒向下複位（wèi）或繼續向下（xià）波（bō）動，則上方（fāng）定子塊在受到永磁體對其向下的吸引力的同時，彈性機構將上方其向下壓,下方定子塊被轉筒向下壓。　　本產品彈性裝置的壓力大（dà）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（zhì）設置的壓力（lì）過大造（zào）成滾輪（lún）或轉筒（tǒng）磨損較快。　　本（běn）產（chǎn）品將永磁電機采用模塊化（huà）控（kòng）製，根據不同功率（lǜ）的電（diàn）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（tái）模塊電機構成,多台模塊電機共用同一個轉子，模塊電機（jī）包（bāo）繞式安裝在球磨機滾筒上。相（xiàng）鄰隨（suí）動（dòng）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（xiàn）位。球磨機滾筒的法蘭處銜接T型支撐板,用（yòng）於支撐安裝電（diàn）機轉（zhuǎn）子鐵心及磁鋼。　　本（běn）產品的（de）隨動式定子塊安裝（zhuāng）拆卸（xiè）十分便捷，隻需要沿球磨機的徑向依次拆卸密封外殼、彈性機構、彈性機構（gòu）與定子塊之間的連接杆、彈性機構支撐（chēng）架（jià），即可將定子塊沿徑向拉出，進行（háng）檢修或更換新的定子塊（kuài）。　　3、采用本產品代（dài）替傳統磨（mó）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（jiǎn）速（sù）裝置以及齒輪結構進行驅動。永（yǒng）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（shù），損耗大大降低，節約了能源。永磁電機通過變頻（pín）器進行（háng）調速，電機運行平穩，係統響應（yīng）速度快，感應電機則起（qǐ）動（dòng）相對困難。這些也是近年來永磁電機應用（yòng）越來越廣泛（fàn）的原因。　　采用（yòng）永（yǒng）磁直驅，取消（xiāo）了中間的減速機、聯軸器、及齒輪的傳動環節，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（jī）直驅係統的傳（chuán）動效率不（bú）僅得到大幅提升（shēng），而且直驅係統的故障率低，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（běn）產品電機定子采用了模塊化設計（jì），不（bú）僅降低了加工，製造，運輸等（děng）難度，還相（xiàng）當於把一個大（dà）功率電機做成了多個小（xiǎo）功率電機。模塊化電機的控製技術（shù）可以實現降低大（dà）功率電機的輸入電壓，但（dàn）是不增加電機的輸入電流，電機不必采用高等級絕緣，模塊化電機采用多台小功率變頻器聯合供電。這（zhè）樣設（shè）計降低了電（diàn）機的供電電壓和使用的變頻器容（róng）量，從而降低成本。球磨機運行在輕（qīng）載工況時（shí）,完全可（kě）以隻運（yùn）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，諧波含量增加，平均轉矩下降，轉矩波動顯著增加（jiā），無法繼續正常運行。而本產（chǎn）品進行了模塊化設計，每（měi）個模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（zì）由度,可以利用其多電機（jī）結構和控製靈活的（de）優勢，在（zài）發生故障時。可以直接（jiē）拆卸故障電（diàn）機更換新的模塊電機即可正常運行。模塊化電機具有冗餘的模塊數，也可切除故障子模塊而控製（zhì）其餘正常子模塊降（jiàng）額運行。使（shǐ）用本產品完全（quán）不會因電機發生故障（zhàng）而影響到生產工期。　　球磨機因加工誤差、軸承（chéng）磨損、滾筒形變（biàn）或重載產生震動等因（yīn）素會發生轉子偏心現象，偏心嚴重時還會造成（chéng）電機掃膛損（sǔn）壞電機，實際生產中常常通過（guò）增加氣隙（xì）大小來預防（fáng）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（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（gōng）作時間更長，大體積球（qiú）磨機檢修複（fù）雜，降低檢修次數就是提（tí）高生產效率。　　4、隨動式（shì）球磨機裝配示意（yì）圖　　二（èr）、永磁直驅立磨技（jì）術　　1、立磨直驅對比於傳統感應電機的優點( 1）變頻調速控製（zhì），實現負載工況多樣性　　傳統立磨速度單（dān）一，工況適應能力差（chà）。遇到突發事件，調整磨鞮高度來改（gǎi）變係統工作環境（jìng），係統反應速度（dù）慢。永（yǒng）磁同步電機采用變頻調速，適應工況（kuàng）能力強。遇到突（tū）發事件，除調整磨輾高度外，還增加了速度調節以（yǐ）快速適應係統工作環境，係統反應速（sù）度更快。　　(2）係統簡單（dān）,可靠性高　　傳統係統因三相感應電機無（wú）法（fǎ）在低速實現大轉矩（jǔ）輸出，需要額外的盤車係統滿足立磨（mó）的低速起動。為（wéi）保（bǎo）證在電機起動過程不對電網造成過大的（de）衝擊，需增加軟起動裝置。三相感應電機起動後，通過減速器滿足係統轉矩需要，整個係統構成複雜，係統運行的輔助設備很多。直驅係（xì）統由（yóu）變頻控製係統控製永磁同步電機（jī）起動，轉矩（jǔ）特性滿足（zú）需要，無需盤車係統和減速器，輔助係統少，結構簡單。　　(3）變頻器軟起動，起（qǐ）動過程隨意設定　　傳統係統先由低速盤車係（xì）統起動，待三相感應電機達（dá）到起動條件後（hòu），軟（ruǎn）起動裝置起動三相感應（yīng）電機（jī），係統運行。係統控製複雜，低速無法實現過載輸出（chū）。在低速過程需要盤車（chē）係統，將轉速提高到三相感應電機起動條（tiáo）件。直驅係統（tǒng）直接變頻低速起動，係統（tǒng）直接（jiē）運行，係統控製簡單。變頻控製起動過程可根（gēn）據（jù）實際工況進（jìn）行調整，以滿足各（gè）種工況的需求。低（dī）速可過（guò）載輸出，滿足起動需要，取代盤車係統（tǒng）。　　(4）無減速器，維（wéi）護成本（běn）更（gèng）低,維護次數少　　係統各構成單元均需要時常（cháng）檢查和定期維護，傳統係統構成單元多。同時立磨減速器結構複雜需要（yào）經（jīng）常維護，維護成本費（fèi）用高。同時係統無法實現在低速運行的情況（kuàng）下進行係統維護。直驅係統構成單元簡單（dān），變頻器（qì）控製永磁同步電機直接驅動，控製方便。係（xì）統內無減速器，無需額外進行維護，係統維護成本低（dī）。同時（shí），係統可實現在電機低速運（yùn）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（cí）電機取代傳統驅動係統年節電（diàn）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（qiú）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（běn）新型立（lì）磨結構采用永磁直驅電機驅動,提高了立（lì）磨效率。在立（lì）磨扶正軸（zhóu）承與（yǔ）壓力軸承上進行突（tū）破，通過設計一種雙向載荷扇形模塊機構替（tì）代大直徑軸承，方便加工、生（shēng）產、運輸、裝配、維修，並降低成本,在工（gōng）程實際中具（jù）有很強的實用（yòng）型。　　針對大、中、小型不同尺寸（cùn）的（de）立磨，分別設（shè）計了（le）三種（zhǒng）立磨專用永磁電機，代替傳統的減（jiǎn）速機與三相（xiàng）異步電動機，永磁直驅電機具有雙向載荷機構與不同（tóng）的（de）放置位置（zhì），均能達到扶正與（yǔ）承壓的作用（yòng），並且方便製造、裝配維護，節省成本。均已申請專 利。

　　1、技術背景　　傳統的球磨機、立磨機大都采用三相異（yì）步（bù）電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結（jié）構（gòu）進行驅動，導致球磨機的傳動係統（tǒng）存在機械傳動（dòng）鏈冗長、效率低、機（jī）構複雜、運行維護工作量大等（děng）問題。　　沈陽工（gōng）業大學（xué）電機與控製技術研（yán）究所與河南全新機電（diàn）設備有限公司聯合（hé）設計研發的球磨機、立磨機（jī）采用永（yǒng）磁直驅電機,通過將電動機與機械結構進行機電一（yī）體（tǐ）化設計，取消（xiāo）動力傳輸的中間環節，做成直驅方案（àn），能直接滿足荷載（zǎi）的需求，省去傳統（tǒng）磨機的減速機，顯著（zhe）提高了電（diàn）機的效率與功率因數，具有節能、起動轉矩大、過載（zǎi）能（néng）力強、係統免維護、自動化程度高等（děng）優點。　　在控製方麵（miàn）,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（yùn）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。模塊化電機的控製技術可以實現降低大功率電（diàn）機的輸入（rù）電壓，但（dàn）是不增加電機的輸入電流，電機不必（bì）采用高等級絕緣。模塊化電機采用多台小功率變頻器聯合供電，這樣（yàng）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（běn）。每個模塊電機都具（jù）有一套獨立的控製係統，大（dà）大提升了電機控（kòng）製的自由度，球磨機運行在輕載（zǎi）工況時，完全可以隻運行部分模塊電機驅動球（qiú）磨機。　　在結構方麵，本產品電機的定子采用（yòng）了一種自主設計研發的（de）隨動式結構，將整圓的定子分成若幹個相互存在間隙的小扇形塊，通過機（jī）械結構設計，確定了一種無（wú）論（lùn）球磨機轉筒是否震動或偏心，定子（zǐ）塊始終（zhōng）跟隨轉筒運動從而保持定子與轉子間隙（xì）恒定的結構。本產品通過機械結構（gòu）設計保證定子與轉子（zǐ）間的間隙恒定，電機不會發生掃膛現象，因此電機（jī）的氣隙可以設（shè）計的比普通永磁直驅電機的小很多，從而大幅降低電（diàn）機永磁體用量，降（jiàng）低生產成本，節約稀土資源，節能用電量。當模塊發（fā）生故障時，直接拆卸故障電（diàn）機，更換（huàn）新的模塊電機即可（kě）正（zhèng）常運行。使用本產品完（wán）全不會因電機發生故障而影響到生產工期。　　2、球磨機（jī）專用隨動式永磁直（zhí）驅（qū）電（diàn）機概述　　本產品的隨動式定子結構構成一種“小車結（jié）構”，滾筒就（jiù）像公路，定子塊（kuài）就像汽車。滾輪貼合滾筒旋轉相當於汽車在公（gōng）路行駛（shǐ），公路的起伏不影響車輪與地麵貼合，即滾筒偏心浮動不影響滾輪貼合滾筒，保證定子、轉子間隙恒定，在球磨機因裝配（pèi）誤差、軸承磨（mó）損、滾筒形變、重載（zǎi）震動等原因造成電機偏心、氣隙不均勻時，仍能正常運（yùn）轉，保證磨機始終運行在（zài）性能狀態，不（bú）必停機檢修。同時（shí）電（diàn）機定（dìng）子與轉子間的間隙也可以做的更小，減少永（yǒng）磁體用量，並且因為隨動式（shì）結構，電機不會發生掃（sǎo）膛現象。　　本產（chǎn）品電機的定子為隨動式結構,基於模塊（kuài）化（huà）永磁直驅電機，采用獨（dú）立（lì）的扇形（xíng）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貼合滾筒來確（què）定定（dìng）子與轉（zhuǎn）子間的間（jiān）隙，定子塊徑向外側設有與（yǔ）支撐框架相（xiàng）連的彈性（xìng）機構。彈性機構在球磨（mó）機（jī）滾筒不偏心時處於半壓縮狀態,如果球磨機滾筒向（xiàng）上波動（dòng），轉筒會向上頂定子塊上安裝（zhuāng）的（de）滾輪，進而帶動定子塊向（xiàng）上移動，上方彈性機構繼續壓縮;下方（fāng）定子塊在受到永磁體對其向上的吸引（yǐn）力的同時，定子塊上的彈性機構（gòu）將其（qí）向上頂，保（bǎo）證下方（fāng）定子（zǐ）塊的滾輪依然貼合轉筒（tǒng）外表麵，使（shǐ）定（dìng）子塊跟隨轉筒波動而進行徑向與圓周方向的移動，從而保證定（dìng）子、轉子之間的間隙不變。球磨（mó）機滾筒向（xiàng）下複位或繼續向（xiàng）下（xià）波動，則（zé）上方定子塊在受到永磁（cí）體對其向下的吸引力的同時，彈性機（jī）構將上方其向下壓,下方（fāng）定（dìng）子塊被轉（zhuǎn）筒向下壓。　　本產品（pǐn）彈性（xìng）裝置（zhì）的壓力大小可（kě）調，對於不同位置的定子塊設置不同（tóng）的壓力,避（bì）免因彈性裝置設置的壓力過大造（zào）成滾輪或轉筒磨損較快。　　本產品將永磁電機采（cǎi）用模塊化控製，根據不同功率的電機設計采用不同個數的隨動式定子塊（kuài）構成一台（tái）模（mó）塊電機，一（yī）台整圓電機由多台（tái）模塊電機構成,多台（tái）模（mó）塊電機共用同一個轉子，模塊（kuài）電機包繞式安裝在（zài）球磨（mó）機滾筒上（shàng）。相鄰隨動式定子（zǐ）塊間設有固定在支撐框架上的擋板來對定子塊（kuài）進行圓周方向的限位。球磨機（jī）滾筒的法蘭處銜接T型支撐板,用於支撐安裝（zhuāng）電機轉子鐵心及磁鋼。　　本產品的隨動（dòng）式定子塊安（ān）裝拆卸十分便捷（jié），隻需要沿球磨機的（de）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接杆、彈性（xìng）機（jī）構支撐架，即（jí）可將定子塊沿徑向拉出，進行檢修或更換新的定（dìng）子塊。　　3、采用本（běn）產品代（dài）替傳統磨機的電機驅（qū）動係統（tǒng）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（sù）裝置以（yǐ）及齒輪結構進行驅（qū）動。永磁同步電機與感（gǎn）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（dī），節（jiē）約了能源。永磁電機通過（guò）變（biàn）頻器進行調速，電機運行平穩，係統響應速度快（kuài），感應電機（jī）則起動相對困難。這些也是近年來永磁電機應用（yòng）越來越（yuè）廣泛的原因。　　采用永磁直驅，取消了中間的減速機、聯軸器、及齒輪的（de）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%。球磨機直驅係統的傳動效率不（bú）僅得到大幅提升，而且直驅係統的故障率低，維護檢修方便，還避免了傳統設備因漏油造成環境汙染（rǎn）。　　由於本產品電機定子采用了模塊化設計，不僅降低了（le）加工，製造，運（yùn）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（jī）的控製技術可以實現降低大功率電機（jī）的輸入電壓，但是不增（zēng）加電機的輸入電流，電機不必采用高等級絕緣，模塊化電機采（cǎi）用多（duō）台（tái）小功率變頻器聯合供電。這（zhè）樣設計降低（dī）了電機的供電電壓和使用的變頻器容量，從而降（jiàng）低成本。球（qiú）磨機運行在輕載工況時,完全可以隻運行部（bù）分模塊電機驅動球磨機。　　傳統電機故障時，會導（dǎo）致電機合成磁動勢發生畸變（biàn），諧波含量增加，平均轉矩下降，轉矩波動（dòng）顯著增加，無法繼續正常運行。而本產（chǎn）品進行了模塊（kuài）化設計，每個模塊電機都具有一套獨立的控製（zhì）係（xì）統，大大提升了電機控製的自由度,可以利用其多電機（jī）結構和控製靈（líng）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。模塊化電機具有冗餘（yú）的模塊數，也可切除故障子模塊而控製其餘正常子模塊降（jiàng）額運行。使用（yòng）本（běn）產品完全不會因電（diàn）機發生故障而影響到生（shēng）產工（gōng）期。　　球磨（mó）機因加（jiā）工誤差、軸承磨損、滾筒形（xíng）變或（huò）重載產生震動等因素（sù）會發生轉子偏心現象，偏（piān）心嚴重時還會造（zào）成電機掃膛損壞電機，實際生產中常常通過（guò）增加氣隙大小來預防掃膛，而氣隙增大會導致永磁（cí）體用（yòng）量增加，提高電（diàn）機製造成本。隨動式定（dìng）子結構的模塊電機（jī），能在轉筒偏心（xīn）時保證定子與轉子之間的間隙恒定，可將（jiāng）氣隙做的更小，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子（zǐ）結構在偏心（xīn）時能（néng）繼續正常工作，檢修次數更少，工作時（shí）間更長，大體積（jī）球磨機檢修複雜（zá），降低檢修次數就是提高生產效率。　　4、隨動式球磨機裝（zhuāng）配示意圖　　二、永磁直驅立磨技術　　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（dào）突發事（shì）件，調整磨鞮高度來改變係統工作環境，係統反應速度慢（màn）。永磁同步電機采用（yòng）變頻調速，適應工況能力強。遇到突發（fā）事件，除調整（zhěng）磨輾高度外（wài），還增加了速度調節以快速適應係統工作環境，係統反應速度更快。　　(2）係統簡單,可靠性（xìng）高　　傳統係（xì）統因三相感應電機無法在（zài）低速實現大轉矩（jǔ）輸出（chū），需要額外的盤車係統滿足立磨的低速（sù）起動。為保證在電機起（qǐ）動過程不對電（diàn）網造成過大的衝擊，需增加軟起動（dòng）裝置。三相感（gǎn）應電（diàn）機起動後，通過減速器滿足係統轉矩需要，整個係統構成複雜，係統（tǒng）運（yùn）行的（de）輔助設備很（hěn）多。直驅（qū）係統由變頻（pín）控製係統控製永磁同步電機起動，轉矩特性滿足（zú）需要，無需盤車係統和減速器，輔助係統少，結構簡單。　　(3）變頻器軟起動，起動過程隨意設定　　傳統係統先由（yóu）低速盤車係統起動，待三相感應電機達到起動條件後，軟起動裝置起動三（sān）相感應電機，係統運行。係統（tǒng）控製複雜，低（dī）速無（wú）法（fǎ）實現過載輸出（chū）。在低（dī）速過程需要盤車係統，將（jiāng）轉速提高到三相感應電機起（qǐ）動條（tiáo）件。直驅係統直接變頻低速起動（dòng），係（xì）統直接運行，係統控製簡單。變頻控製（zhì）起動（dòng）過程可根據實際工況進行調整，以滿足各種工況的需求。低速可過載輸出（chū），滿足起動需要，取代盤車係統。　　(4）無減速器，維護成本更（gèng）低,維護次數少　　係統各構成單（dān）元均需要時（shí）常檢（jiǎn）查和定期維護，傳統係統構成單元多。同時立磨減速器結構複雜（zá）需要經常維（wéi）護，維護成本費（fèi）用高。同時係（xì）統無法（fǎ）實現在低速運行的情況下進（jìn）行係統維護。直驅係統構成單元簡單，變頻器控製永磁同步電機直接驅動，控製方便。係統內無減速（sù）器，無需額外進行維護，係統維護成本低（dī）。同時，係統可實現在電機低速運行（háng）情況下進行係統維護。　　(5）傳動效率（lǜ）高,節能（néng）效（xiào）果明顯　　綜上采用直驅（qū）永磁電機取代傳統（tǒng）驅動係統年節電量達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（mó）結構采用永磁直驅電機驅動,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，通過設計一種雙向載荷扇形模塊機構替（tì）代大直徑軸承，方便加工、生產、運輸、裝配、維修，並（bìng）降低成本,在工（gōng）程實（shí）際中具（jù）有很強的實用型。　　針對大、中、小型（xíng）不同尺寸的（de）立磨（mó），分別設計了三種立磨專用永（yǒng）磁電機，代替（tì）傳統的減速（sù）機與（yǔ）三相異步電動機，永磁直驅（qū）電機具有雙向載（zǎi）荷機構（gòu）與不同的（de）放置位（wèi）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。