1、技（jì）術背景　　傳統的球磨機（jī）、立磨機大（dà）都采用三相異步電動機、聯軸器、減速裝置以及（jí）齒輪結構進行驅動，導致球磨（mó）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）工業大學電機與控製技術研究所與河南红桃影视機電設備有限公司聯合設計研發的球（qiú）磨機、立磨機采用永磁直驅電（diàn）機,通（tōng）過將（jiāng）電動機與機械（xiè）結（jié）構進行機電一體化設計，取消動力傳輸的中間環節，做成直（zhí）驅方案，能直接滿足荷載的需求，省去傳統磨（mó）機的減速機，顯著提高了電機的效率與功率因數（shù），具有節能、起動轉矩大、過載能（néng）力強、係統免維護、自動化程度高等優（yōu）點。　　在控製（zhì）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，還相當於把一個大功率電機做成（chéng）了多個小功（gōng）率電（diàn）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（yā），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）和使（shǐ）用的變頻器容量（liàng），從而降低成本。每個模塊電機都（dōu）具有一套獨立的控製（zhì）係統，大大（dà）提升了電機控製的自（zì）由度，球磨（mó）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。　　在結構方麵，本產品電機的定子采用了一種自主設計研發的隨動式結構，將整圓（yuán）的定子分（fèn）成若幹個相互存在間隙的小（xiǎo）扇形塊，通過機械（xiè）結構設計，確定了一種無論（lùn）球（qiú）磨機轉筒是否震動或（huò）偏心，定子塊（kuài）始終跟隨轉筒運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，電機不會發生掃膛現象，因此電機的氣（qì）隙可以設計的比普通永磁（cí）直驅電機的小很多（duō），從而大幅降低電機永磁體用量，降低生產成本，節約稀土（tǔ）資源，節能用電量。當模塊發生故（gù）障時，直接拆卸故障電機，更換新的模塊電（diàn）機即可正常運行。使用本產品完全不（bú）會因電機發（fā）生故障而影響到生產工期。　　2、球磨機專用隨動（dòng）式永磁（cí）直驅電機（jī）概述　　本產品的隨動式定子結構構成一種“小車（chē）結構（gòu）”，滾筒就像公路，定子塊就像汽車。滾輪貼合滾筒（tǒng）旋轉（zhuǎn）相當於汽車在公路行駛，公路的起伏不影響車輪（lún）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，在球磨機因裝配誤差、軸承磨損、滾（gǔn）筒形變、重載震動等原因造成電機偏心、氣隙不均勻時，仍能（néng）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（gèng）小（xiǎo），減少永磁體用（yòng）量，並且因為隨動（dòng）式結構，電機不會發生掃膛（táng）現象。　　本產品電機的定子為隨動（dòng）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（lǐ）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間隙，定（dìng）子塊徑向（xiàng）外側設有與支撐框架相連的彈性機構。彈（dàn）性機構在球磨機滾筒不偏心時處（chù）於半壓縮（suō）狀態,如果球磨（mó）機滾筒向上波（bō）動，轉筒會向上頂定子塊上安裝的滾（gǔn）輪，進而帶動定子塊（kuài）向上移動，上方彈性機構繼續壓縮;下方定子塊在受到永磁體對其向上的吸引（yǐn）力的同時，定子塊（kuài）上的彈性機構將其向上頂，保證下方定子塊的滾輪依然貼合轉筒外表麵，使定子塊跟（gēn）隨轉筒波動而進行徑向與（yǔ）圓周方向（xiàng）的移動，從而保證定子、轉子之間（jiān）的間隙不（bú）變。球磨機滾筒向下複位或繼續向下波動，則上方定（dìng）子（zǐ）塊在（zài）受到永磁體對其向下的吸引力的同時，彈性機（jī）構將上方其向下壓,下方定子塊被轉筒向下壓。　　本產品彈性裝置的壓力大小可調（diào），對於不同位置的（de）定子塊設置不同的壓力,避（bì）免因彈性裝（zhuāng）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機，一台整圓電（diàn）機由（yóu）多台模（mó）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。相鄰隨動（dòng）式定子塊間設有（yǒu）固定在支撐框架上的擋板來對（duì）定子塊進行圓（yuán）周方向的（de）限位。球磨機滾筒的法蘭處銜（xián）接T型支撐板,用於支撐安裝電機轉（zhuǎn）子（zǐ）鐵（tiě）心及磁鋼。　　本（běn）產品的隨動式（shì）定子塊安裝拆（chāi）卸十分便捷，隻需要沿球磨機的徑（jìng）向依次（cì）拆卸密封外殼、彈性機構、彈性（xìng）機構（gòu）與定子塊之間的連（lián）接杆（gǎn）、彈性（xìng）機構支撐架，即可將定子塊沿徑向拉出，進行檢修或（huò）更換新的定子塊。　　3、采（cǎi）用本產品代替傳統磨機的電機驅動（dòng）係統的優（yōu）點　　現（xiàn）階段大多數的球磨機仍采用三相（xiàng）感應電動機、聯軸器、減速裝置以及齒（chǐ）輪結構進行驅動。永磁同步電機（jī）與感應電機相比優（yōu）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（sù），電機運行平（píng）穩，係統響應速度快，感應電（diàn）機則起動相（xiàng）對（duì）困難。這些也是近年（nián）來（lái）永磁電機應用越來越廣泛的原因（yīn）。　　采用（yòng）永磁直（zhí）驅，取消了中間的減速機、聯軸器（qì）、及齒輪的傳動環節，縮短係統的（de）傳動鏈，直驅係統的傳（chuán）動效率將提升至少20%。球磨（mó）機直驅係統的（de）傳動效率不僅（jǐn）得到大幅（fú）提升，而且直驅係統的故障率低，維護檢（jiǎn）修方便，還避免了傳統設備因漏油造（zào）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（dī）了加工，製造，運輸等難度，還相當於把一個大功率電機做成（chéng）了多個小功率電機。模塊化電機的控製（zhì）技術可以實現降（jiàng）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，模塊化電機采用多台小功率變頻器聯合供電。這樣設（shè）計降低（dī）了電機的供電電壓和使用的變頻器容（róng）量，從而降（jiàng）低成本。球磨機運行在輕載工況時,完（wán）全可以隻運行部分模塊電（diàn）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（xié）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（yùn）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（lì）的控（kòng）製係統，大大提升了電機控製的自由度,可以利（lì）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（chāi）卸（xiè）故障電（diàn）機更換新的模塊電機即可正常運行。模塊（kuài）化電機具（jù）有冗餘（yú）的模塊數，也可（kě）切（qiē）除故障子模（mó）塊而控製其餘正常子模塊降額運行。使用（yòng）本產品完（wán）全不會（huì）因電機（jī）發生故障而影響到生產工（gōng）期。　　球磨機因加工誤（wù）差、軸承磨損、滾（gǔn）筒形變或重載產生震動等因素（sù）會發生轉子偏心現（xiàn）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（ér）氣（qì）隙增大會導致永磁體（tǐ）用量增加，提高電機製（zhì）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（yǔ）轉子之間（jiān）的間（jiān）隙恒定，可將氣隙做的更（gèng）小，減少永磁體用量，電機不會發生掃膛現（xiàn）象，同（tóng）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（xiū）次數更少，工作時間更（gèng）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、永磁（cí）直驅立磨技術　　1、立（lì）磨直驅對比於傳統感（gǎn）應電（diàn）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（lì）差。遇到突發事件，調整磨鞮高（gāo）度來改變係統（tǒng）工作環（huán）境，係統（tǒng）反應速（sù）度慢。永磁同步電機采用變頻調速（sù），適應（yīng）工況能力強。遇到突發事件，除調整磨輾高度外，還（hái）增加了速度調節以（yǐ）快（kuài）速適應係統工作環境，係統反應速度更快（kuài）。　　(2）係統簡單,可靠性（xìng）高　　傳（chuán）統係統因三相感應電機（jī）無法在低速實現大轉矩輸出，需要額外的盤車係統滿足立磨（mó）的低速起動。為保證在電機（jī）起動過程（chéng）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，通過減速器（qì）滿足係統轉矩需要，整個係（xì）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）製係統控製永磁同步電機起動，轉矩特（tè）性滿足需要，無（wú）需盤車係統和減速器，輔助係統（tǒng）少，結構簡單。　　(3）變頻器軟起動，起動過程隨意設定　　傳統（tǒng）係（xì）統先（xiān）由低速盤車係統起動，待三相感應電機達到起（qǐ）動條件後，軟起動裝置起動三相感應電機，係統運行。係統控製複（fù）雜，低（dī）速無法實現（xiàn）過載輸出（chū）。在低速過程需要盤車係統，將轉速提高到三相感應電機（jī）起動條件。直驅係統直接變頻低速起動，係統直接運行，係統控製（zhì）簡單。變頻控製起動過程可根據實際工況進行（háng）調（diào）整，以滿（mǎn）足各種工況的需求。低速可過載輸出，滿足起動（dòng）需要（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（lì）磨減速器結（jié）構複雜需要（yào）經常（cháng）維護（hù），維護成本費用高。同時（shí）係統無（wú）法實現在（zài）低速運行的情況下進行係統維護（hù）。直驅係統構成單（dān）元簡單（dān），變頻器控製永磁同步電機直接驅動，控製（zhì）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（shí）現在電機低速運行（háng）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（jī）取代傳（chuán）統（tǒng）驅動係統年節電量達181萬（wàn）元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機直驅係統的優（yōu）勢與球（qiú）磨機直驅（qū）係統相（xiàng）同，這裏不再（zài）一—贅述。　　2、永磁直驅立磨（mó）結構示意圖　　本新型立磨（mó）結構采用永磁直驅（qū）電機驅動,提高了立磨（mó）效率。在立磨扶正軸承與壓力軸承上進行突破（pò），通過設計一種雙向載荷（hé）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（xiū），並降低成本,在工程實際中具有很（hěn）強（qiáng）的實用型。　　針對大、中、小型不同尺寸的立磨，分（fèn）別設計了三種立磨專用永磁電（diàn）機，代（dài）替（tì）傳統的減速機與三相異步電動機，永磁（cí）直驅電（diàn）機具有雙向載荷（hé）機構與不同的放置位置，均能（néng）達到扶（fú）正與承壓的作用，並且（qiě）方便製造、裝（zhuāng）配維護，節（jiē）省成本。均已申請專（zhuān） 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（liàn）冗長、效率低、機構（gòu）複雜、運行維護工作量大等問題。　　沈陽工業大學電（diàn）機與控製技術研究所與河南红桃影视（xīn）機電設備有限公司（sī）聯合設計（jì）研發（fā）的球磨機、立磨機采用（yòng）永磁直驅電（diàn）機,通過將電（diàn）動機與機械結構進行機電一（yī）體化設計，取消動力傳（chuán）輸的（de）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（zhuǎn）矩大、過載能力強、係統免（miǎn）維護、自動化程度高等（děng）優點。　　在控製（zhì）方麵,本產品電機定子采用了模（mó）塊化設計，不僅降（jiàng）低了加工（gōng）、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。模塊化電機的（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（diàn）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（duō）台小功率（lǜ）變頻器聯合供電，這樣（yàng）設計降低了（le）電機的供電電壓和（hé）使用的變頻器容量，從而降低（dī）成本。每個模塊電機都具有一套（tào）獨立的控製係統，大大提升了電機控製的自由（yóu）度，球磨機運行在（zài）輕載工況（kuàng）時，完（wán）全可以隻運行部分模塊電機驅動球磨機。　　在結構方麵，本產品電機的定子采用了一種自主（zhǔ）設計研發的隨動式結構，將整圓的定子分成若幹個相互（hù）存（cún）在間隙的小扇形塊，通過機械結構設計，確定了一種無論球（qiú）磨機轉筒是否震動或偏心，定子塊始終跟隨轉筒運動從（cóng）而保持（chí）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（jì）保證定子與轉子間的間隙恒定，電機不會發（fā）生掃膛現象，因此電機的氣隙可以設計的比普通永磁（cí）直驅電機的小很多，從而大幅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。當模塊發生故障時，直接拆卸故障電機，更換（huàn）新的模塊電機（jī）即可（kě）正常運行。使用本產品完全不會因電機發（fā）生故障（zhàng）而影響到生產工（gōng）期（qī）。　　2、球磨機專用隨動式永磁直（zhí）驅電機概述　　本產品的隨動式定子結構構成一（yī）種“小車結構”，滾筒就（jiù）像公路，定子塊就像（xiàng）汽車。滾（gǔn）輪（lún）貼合滾筒旋轉相當於（yú）汽車（chē）在公（gōng）路（lù）行駛，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（xiǎng）滾輪貼合滾筒（tǒng），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（yīn）造成電機偏（piān）心、氣隙不均勻時，仍能正常運轉（zhuǎn），保證磨機始終運行在性能狀態，不必停（tíng）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（liàng），並（bìng）且因為隨動式結構，電機不會發生（shēng）掃膛現象。　　本產（chǎn）品電機的定子為隨動式結構,基於模塊（kuài）化永磁（cí）直驅（qū）電機，采用（yòng）獨立的扇形定子塊結構，其（qí）隨動原理是在定子塊的軸向兩側安裝（zhuāng）滾輪且滾輪貼合滾筒（tǒng）來確定定子與轉子間的間隙，定子塊徑向（xiàng）外側設有與支撐（chēng）框架（jià）相連的彈性機構。彈性機構在球磨機滾筒不偏心（xīn）時處於半壓縮狀態（tài）,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（shàng）移動，上方（fāng）彈性機構繼續壓縮;下方定子塊在受到（dào）永磁體（tǐ）對其（qí）向上的吸引力的同時，定子塊上（shàng）的彈性機構將其向上頂（dǐng），保證下方定子塊的滾（gǔn）輪依然貼合轉筒外表麵，使定子塊（kuài）跟隨轉筒波動（dòng）而進行徑向與圓周方向的移動，從而保證（zhèng）定子、轉子之間的間隙不變。球磨機滾筒向（xiàng）下複位或繼續向下波動，則上方定子塊在受到永磁（cí）體對其向下的吸引力的同時，彈性機構將（jiāng）上方其向下壓,下方（fāng）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（diào），對（duì）於不同位置的定（dìng）子塊設置不同的（de）壓力,避（bì）免因彈性裝置設（shè）置的壓力過大造成滾輪或轉筒磨損較快。　　本產品將（jiāng）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（cǎi）用不同個數（shù）的隨動式定（dìng）子塊構成一（yī）台模塊電機（jī），一台整圓電機由（yóu）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。相鄰隨動式定子塊（kuài）間（jiān）設有固（gù）定在支撐框架上的擋板來對定子塊進行圓周（zhōu）方向的限位（wèi）。球磨機滾筒的法蘭處銜接T型支撐板（bǎn）,用於支撐安裝電機轉子鐵心及磁鋼。　　本產品的（de）隨動式定子塊安裝拆卸（xiè）十分便捷，隻需要沿球磨機的徑向依次拆卸（xiè）密封外殼、彈性機構、彈性機構與定子塊之間的連接杆、彈性機構支撐架，即可將定子塊沿徑向拉出，進行檢修或更換新的定子塊。　　3、采用本產品代替傳統磨機的電（diàn）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（chǐ）輪結（jié）構進行驅動。永磁同步電機與感應電（diàn）機相比優勢是它有（yǒu）較（jiào）高的效率和功率因（yīn）數，損耗大大（dà）降低，節約了能源。永磁電機通過變頻器進（jìn）行調速，電機（jī）運行平（píng）穩，係統響應速度快，感應電（diàn）機則（zé）起動相對（duì）困難。這些也是近年來永磁電機應用越（yuè）來（lái）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（de）傳動效率（lǜ）不僅得到（dào）大幅提升，而且直驅係統的故障率（lǜ）低，維護檢修方便，還避免了傳（chuán）統設（shè）備因漏油造成環境汙染。　　由於本產（chǎn）品電機定子（zǐ）采用了模（mó）塊（kuài）化設計（jì），不僅降低（dī）了加工（gōng），製造，運（yùn）輸等難度，還相當於把一個大功率電機做成了（le）多（duō）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（shū）入電壓，但（dàn）是不增加電機（jī）的輸（shū）入電流（liú），電機不必采用高等級絕緣，模塊化（huà）電機采用多台小功率變頻器聯合供電（diàn）。這樣設（shè）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。球磨（mó）機運行在輕載工況時,完（wán）全可以隻運行部分模塊電機驅動球（qiú）磨機（jī）。　　傳統電機故障時，會導致電機合成磁動勢發（fā）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（háng）。而本產品進行了模塊化（huà）設計，每個模（mó）塊電機都具有一（yī）套獨立的控製（zhì）係統，大大提升了電機控製的自由度（dù）,可以利用其多電機結構（gòu）和控製（zhì）靈活的（de）優（yōu）勢，在發生（shēng）故障時。可以直接拆卸故障電機更換（huàn）新的模塊電機即可正常運行。模塊（kuài）化電機具有冗（rǒng）餘的模塊（kuài）數，也可切除故（gù）障子模塊而控製其（qí）餘正常子模塊降額運行。使用本產品完全不會因電機（jī）發生故（gù）障而影響（xiǎng）到生產工期。　　球磨機因加工誤（wù）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，偏心嚴（yán）重時還會（huì）造成電機（jī）掃膛損壞電機，實際生產中常常通（tōng）過增加氣隙（xì）大小來預防掃膛，而氣隙增大（dà）會導（dǎo）致永磁（cí）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（diàn）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正常工（gōng）作，檢修次數更少，工作時間更長，大體（tǐ）積球磨機檢修複雜，降低檢修次數就是提高生產效率。　　4、隨動式球磨機裝配示（shì）意（yì）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（jī）的優點( 1）變頻調速控（kòng）製，實現負載工況多樣性　　傳統立磨速度單一（yī），工況適應能（néng）力差。遇到突發事件，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（cǎi）用變頻調速，適應工況能力強。遇到突發事件，除調整磨輾高度外（wài），還增加了速度調節以快（kuài）速適應係（xì）統工作環境，係（xì）統反應速（sù）度更（gèng）快。　　(2）係統簡單,可靠性（xìng）高　　傳統係統因三相感應電機無法在低速實現大轉矩輸出（chū），需要額外的盤車係統滿足立磨的低速起動。為保證（zhèng）在電機起動過程不對電網造（zào）成過大的（de）衝擊，需增加軟起動裝置。三相感應電機起動（dòng）後，通（tōng）過減速器滿足係統轉矩需要，整個係統（tǒng）構成複雜，係統運行的輔助設備很多（duō）。直驅係（xì）統由變頻控製係統控製永磁同步（bù）電機（jī）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）變頻器軟（ruǎn）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，待三相感應電機達到（dào）起動條件後，軟起動（dòng）裝置（zhì）起動三相（xiàng）感應電機，係統運行。係統控製複（fù）雜，低速無法實現過載輸出。在低速過程需要盤車係統（tǒng），將轉速提高到三相（xiàng）感應電機起動條（tiáo）件。直驅係統直接變頻低速起動，係統直接運行，係統控製簡單。變頻控製起動過程可根據實（shí）際工況（kuàng）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（jiǎn）速器（qì），維護成本更（gèng）低,維護次數少　　係統各構成單元均（jun1）需要（yào）時常檢查（chá）和定期維護，傳統係統構成單元（yuán）多。同（tóng）時（shí）立磨減速器結（jié）構複雜需要經常維護（hù），維護成本費用高（gāo）。同（tóng）時係統無（wú）法實現在低速運行的情況下進行係統維護。直驅係（xì）統構成單元簡單，變頻器控製永磁同步電機直接驅（qū）動，控製方便。係統內無減速器，無需額外進行（háng）維護，係統維護成本低（dī）。同（tóng）時（shí），係統可實現（xiàn）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（cí）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（yì）圖　　本新型立磨結構（gòu）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（tū）破，通過設計一（yī）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、裝配、維修，並降低成本,在工程實際中具有很（hěn）強的實用型。　　針對大、中（zhōng）、小型不同尺寸的（de）立磨，分別設計了三種立磨專用永磁電機，代替傳統的減速機與三相異步電動機（jī），永磁直驅電機具有雙向載（zǎi）荷機（jī）構與不同的放置位置（zhì），均（jun1）能達到扶正與承壓的作用，並且方便製造（zào）、裝（zhuāng）配維護，節省成本（běn）。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、減速裝置以及齒輪結構進行驅動，導致球磨機的傳動係統存在機（jī）械傳動鏈冗（rǒng）長、效率低、機構複雜（zá）、運行維護工（gōng）作量大等問題。　　沈陽工業（yè）大學電機與控製技術（shù）研究所與河南红桃影视機電設備有限公司聯合設計研發的球磨機、立磨機（jī）采用永磁直（zhí）驅電機,通過將電動機與機械結構（gòu）進行機電一體化設計，取（qǔ）消動力傳（chuán）輸的中間環節，做成直驅方案，能直接滿足荷載的需（xū）求（qiú），省去傳統磨機的減速機，顯著提高了電機的效（xiào）率（lǜ）與功率因數，具有節能、起動轉矩大、過載能力（lì）強、係統免維護（hù）、自動化程（chéng）度高等優點。　　在控（kòng）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（dù），還（hái）相當於把一（yī）個大功率電機做成了多個小功率電（diàn）機。模塊化電機的控製技術（shù）可以實現（xiàn）降低大功率電機的輸入電壓，但是不增加電機的（de）輸入電流，電機不必（bì）采用（yòng）高（gāo）等級絕緣。模塊化電機采用（yòng）多台小功率變（biàn）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（róng）量，從而降低成本。每個模塊電機（jī）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，球磨機運行在輕載工（gōng）況時，完全可以隻（zhī）運行部分模塊電機（jī）驅動球磨機。　　在結構方麵，本產品電機的定子采用了一種自（zì）主設計研發的隨動式結構，將整圓的定子分成若幹個相互存在間隙的（de）小扇形（xíng）塊，通過機械結（jié）構設計，確定了一種（zhǒng）無論球磨機（jī）轉筒是否震動或偏心，定子塊始終跟隨轉（zhuǎn）筒運動從而保持定子與（yǔ）轉子間隙恒定的結構。本產品通過（guò）機械結構設（shè）計保（bǎo）證定子與轉子間的間（jiān）隙（xì）恒定，電機不會發生掃膛現象（xiàng），因此電（diàn）機的氣隙可以設計的（de）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（yòng）量（liàng），降低生產成本，節約稀土資源，節能用電量。當模塊發生故障時，直（zhí）接拆卸故障電機，更（gèng）換新的模塊（kuài）電機即可正（zhèng）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、球磨機專（zhuān）用隨（suí）動式永磁直驅電機概述　　本產品的隨動式定（dìng）子結構構成（chéng）一種“小車結構”，滾筒就像公路（lù），定子塊就像汽車。滾輪貼合滾筒旋轉相（xiàng）當於汽車在公路行駛，公路的起伏（fú）不影響車（chē）輪與地麵貼合（hé），即滾筒偏（piān）心浮動不影響滾輪貼合滾筒，保證定子、轉子間隙恒（héng）定，在球磨機因裝配誤差、軸承磨損、滾（gǔn）筒形變、重載震動等（děng）原因造成電機偏心、氣隙不均勻時，仍能正常運轉，保證磨機始終運行在性能狀態，不必停機檢修。同時電機定（dìng）子與轉（zhuǎn）子間的間隙也（yě）可以做的更小，減少永磁體用量（liàng），並且因為隨動式結構，電機不會（huì）發生掃膛現象。　　本（běn）產品電機的定子為隨動式結構,基（jī）於模塊化永磁直驅電機，采用獨立的扇形（xíng）定子塊結構，其隨動（dòng）原理是在（zài）定子塊的軸向（xiàng）兩側安裝滾輪且滾輪貼合滾筒來（lái）確定（dìng）定子與轉子（zǐ）間的間（jiān）隙，定子塊（kuài）徑向外側設有與支撐框架相連的（de）彈性機構。彈（dàn）性機構在球磨機滾筒不（bú）偏心時處於半壓縮狀態,如果球磨機滾筒（tǒng）向上波動，轉筒會向上頂定子塊上安裝的（de）滾輪，進而帶動定子塊（kuài）向上（shàng）移動，上（shàng）方彈性機（jī）構繼（jì）續壓縮;下方定子塊在受到永磁體對其向（xiàng）上的吸引力的同時，定子塊上的（de）彈（dàn）性機構將其向上頂，保證下方定子塊的（de）滾輪依然貼合轉筒外表麵，使定子塊跟隨轉筒波動而進行（háng）徑向（xiàng）與圓周方向的（de）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，則上方定子塊在受到永磁體對其（qí）向下的吸引力的同時（shí），彈性機構將上（shàng）方其向下壓,下方定子塊被轉筒向下壓。　　本產品彈（dàn）性裝置的壓力（lì）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（dàn）性裝置設（shè）置的壓力過大造成滾輪或轉筒磨損較快。　　本產品（pǐn）將永磁電機采用模塊（kuài）化（huà）控製，根據不同功率（lǜ）的電機設（shè）計采用不同（tóng）個數的隨動式（shì）定子塊構成一台模塊電機，一台整圓電機由（yóu）多台模塊電（diàn）機構（gòu）成,多台模塊電機共用（yòng）同一個轉子，模（mó）塊電機包繞式安裝在球磨機滾筒上（shàng）。相鄰（lín）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（zǐ）塊進行（háng）圓周方向的限位。球磨機滾（gǔn）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（zhuāng）拆卸十分便捷，隻需要沿球磨機的徑向依次拆卸密封（fēng）外殼、彈性機構、彈性機構與定子塊（kuài）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，進行檢修或更換新的定子塊。　　3、采用本產品代替傳統（tǒng）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（dòng）機、聯軸器、減速（sù）裝置（zhì）以及齒輪結（jié）構進行驅動。永磁同步（bù）電機與感應電機相比優（yōu）勢（shì）是它（tā）有較高的（de）效率和功率因數（shù），損耗大大降（jiàng）低，節約了能源。永（yǒng）磁電機通過變頻器進行調速，電機運行平穩，係（xì）統響應速（sù）度快，感應電機則起動相對困難。這些也是近年來永磁電（diàn）機應用越來越廣泛的原因。　　采用永（yǒng）磁直驅，取消了中間的減速機、聯軸器、及齒輪的（de）傳動環節，縮短係統的（de）傳動鏈（liàn），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僅得到大幅提升，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。　　由於本產品電機定子采（cǎi）用了模塊化設計，不僅降（jiàng）低了加工，製造，運輸等（děng）難（nán）度，還相當於把一個大功率電機做成了多個小功率電機（jī）。模塊化電機的控製技術可以（yǐ）實（shí）現降（jiàng）低大功率電機的輸入電壓，但是不增加電機的輸入電流，電（diàn）機不必采用高等級絕緣（yuán），模塊化電機采（cǎi）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（yòng）的變頻器容（róng）量，從而降低成本。球磨機（jī）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。　　傳統電機故障時，會導致電機合成磁動勢發生畸（jī）變，諧波含量增加，平均（jun1）轉矩（jǔ）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（mó）塊（kuài）化（huà）設計，每個模塊電（diàn）機都具有一套獨立的控製（zhì）係（xì）統，大大提升（shēng）了電機控製（zhì）的（de）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。可以直接拆卸故障電機（jī）更（gèng）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（mó）塊而控（kòng）製其餘（yú）正（zhèng）常子模塊（kuài）降額運行。使用本（běn）產品完全不會因（yīn）電機發生故障而（ér）影響到生產工期。　　球磨機（jī）因加工誤差、軸承磨損、滾筒形變或重載產生震動等因素會（huì）發生轉子偏心現象，偏心嚴（yán）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（xiǎo）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（shì）定子結構的模（mó）塊電機，能在轉（zhuǎn）筒（tǒng）偏心時保（bǎo）證定子與轉子之間的（de）間隙恒定（dìng），可將氣隙做的更小，減少永磁體用量，電機不會發生掃膛現（xiàn）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，工作時間更長，大體積球磨機（jī）檢修複雜，降低檢修次數（shù）就是提高生產（chǎn）效率。　　4、隨動式球磨機裝配示意圖　　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（de）優點( 1）變頻調速控製，實現負載工況（kuàng）多樣性　　傳（chuán）統（tǒng）立磨速度單一，工況適應能力差。遇到突發事件（jiàn），調整磨鞮（dī）高度（dù）來改（gǎi）變係統工（gōng）作（zuò）環（huán）境（jìng），係統反應速度慢（màn）。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（jiàn），除調整磨輾高度外，還（hái）增加了速度調（diào）節以快速適應係統工作環境，係（xì）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在低（dī）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（diàn）機起動過程不對電網造成過大的衝擊，需增加軟（ruǎn）起動裝置。三相感應電機起動後，通（tōng）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（duō）。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（mǎn）足需要（yào），無需盤（pán）車係統（tǒng）和（hé）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（shè）定　　傳統係統先由低速盤（pán）車係（xì）統起動，待三相感應電機達到（dào）起動條件後，軟起動裝置起動三相感應（yīng）電（diàn）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（chéng）需要盤車係統，將轉速提高（gāo）到三相感應電機起動條件。直驅係統直接變頻低速起動，係統直接運行，係統（tǒng）控製簡單。變頻控製起（qǐ）動過（guò）程可根據實際工況進行調整，以滿足（zú）各種工況的需求。低速可過載（zǎi）輸出，滿足起動需要，取代盤車係統。　　(4）無減速（sù）器，維護成本更低,維護次數少　　係統各構成單元均需要（yào）時常（cháng）檢查和定期維護（hù），傳統係統構成單元多。同時立磨減速器結構複（fù）雜需要經常維護，維護（hù）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（tǒng）維護。直驅係統構成單元簡單，變頻器控（kòng）製永磁同步電機直接（jiē）驅（qū）動，控製方便。係統（tǒng）內（nèi）無減速器，無需額外進行維護，係統維護成本低。同時，係統可實現在電機低速運（yùn）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（diàn）機取代傳統驅動係統年節電量達181萬元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機直驅係統的優勢與球磨機直驅係統相（xiàng）同（tóng），這裏不（bú）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（dòng）,提（tí）高了立（lì）磨效率。在立磨扶（fú）正軸承與壓力軸承上進行突破，通過設計一種雙向載（zǎi）荷扇形模塊機構替代大直徑軸承，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的實用型。　　針對大（dà）、中、小型不同尺寸的（de）立磨（mó），分別設計了三種立磨專用永磁電機，代替傳統的減速機與三相異（yì）步電（diàn）動機，永磁直驅電機具有雙向載荷機構與不同的放置位置，均能達到扶正與承壓的作用（yòng），並且方便製造、裝（zhuāng）配維護，節省成本。均已（yǐ）申請專 利。

　　1、技（jì）術背景　　傳統的球磨機（jī）、立磨機大都采用三相異步電動機、聯軸器、減速裝置以及齒（chǐ）輪結構進行驅動，導致（zhì）球磨機（jī）的傳動係統存（cún）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（yè）大（dà）學電（diàn）機與控製技術研究所與河南红桃影视機（jī）電設備有（yǒu）限公司（sī）聯（lián）合（hé）設計（jì）研發的球磨機、立磨機（jī）采用永磁直（zhí）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（xiāo）動力（lì）傳輸的（de）中間環節，做成（chéng）直（zhí）驅方案，能直接滿足（zú）荷載的（de）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（jù）有節能、起動（dòng）轉矩大、過載能（néng）力強、係統免維護、自動化程度高等優點。　　在控製方麵,本產品電機（jī）定子采（cǎi）用了模（mó）塊化設（shè）計（jì），不僅降低了（le）加工、製造、運輸等難度，還相當於把一個大功率電（diàn）機做成（chéng）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電流，電（diàn）機不必采用高等級絕緣。模塊化電機采用多台小功率變（biàn）頻器聯合供電，這樣（yàng）設（shè）計降低了電機的供電電壓和使用的變頻器容量，從而（ér）降低成本（běn）。每個模塊（kuài）電機都具（jù）有（yǒu）一套獨立的控製係（xì）統，大大提升了電機控（kòng）製的自（zì）由度，球磨機運行在輕載（zǎi）工況時，完（wán）全（quán）可（kě）以隻運行部分模塊電機驅（qū）動球磨機。　　在結構方麵，本產品電機的定子采（cǎi）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互存在間隙的小扇形塊，通過機械結（jié）構設計，確定了一種無論（lùn）球（qiú）磨機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，節約稀土資源，節能用電量。當模塊發生故障（zhàng）時，直接拆卸故障電機，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生產（chǎn）工期。　　2、球（qiú）磨機（jī）專用隨動式永磁直（zhí）驅電機概（gài）述　　本產品的隨動式定子結構構成一種“小（xiǎo）車（chē）結構”，滾筒就像公路，定（dìng）子塊（kuài）就像汽車。滾輪貼（tiē）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（miàn）貼合，即滾筒偏心浮（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（wù）差、軸承磨損、滾筒形變、重（chóng）載震動等原因（yīn）造成電機（jī）偏心、氣隙不均勻（yún）時，仍能（néng）正常運轉，保證（zhèng）磨機（jī）始終運行在性能狀態，不必停機檢修。同時電機定（dìng）子與轉子間的間隙也可（kě）以做的更小，減少永磁體用量，並且因為（wéi）隨動式結構，電機不（bú）會發生掃膛現象。　　本產品電機的定子為隨動式（shì）結構,基於（yú）模塊化永磁直驅電（diàn）機，采用獨立的扇形定子塊結構，其隨動（dòng）原理是在（zài）定子塊的軸（zhóu）向兩側安裝滾輪且滾輪貼合滾筒來確定定子與轉子間的間隙（xì），定子塊徑向外側設有與支撐框架相（xiàng）連的彈性（xìng）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（jī）滾筒向上波動，轉筒會向上（shàng）頂（dǐng）定子塊（kuài）上安裝的滾輪，進而帶（dài）動定子塊向上移動，上方彈性（xìng）機構繼續壓縮;下方（fāng）定子塊在受到永磁體（tǐ）對其向上的吸引力的同時，定子塊（kuài）上的彈（dàn）性機構將其（qí）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（zǐ）塊跟隨轉筒波動（dòng）而進（jìn）行徑向與（yǔ）圓周方向的移（yí）動，從而保證定子、轉子之間的間（jiān）隙不變。球磨機滾（gǔn）筒向（xiàng）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（xià）的吸引力的同時，彈（dàn）性機構將上方其向下壓,下方定子塊（kuài）被轉筒向下壓。　　本產品彈性裝置的壓力大小可調（diào），對於不同位置的定子塊設置不同的壓力,避免（miǎn）因彈性裝置設置（zhì）的壓力過大造成滾輪或轉筒（tǒng）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設計采（cǎi）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（chéng）,多（duō）台模塊電機共用同（tóng）一個轉子，模塊電機包繞式安裝在球磨機滾（gǔn）筒上。相鄰（lín）隨動式定子塊間設有固（gù）定（dìng）在（zài）支撐框架上的（de）擋板來（lái）對定子（zǐ）塊進行圓周方向的限位。球磨機滾筒的法蘭處銜接T型支撐板,用於支撐（chēng）安裝（zhuāng）電機轉子鐵心及磁鋼。　　本產品的隨動式定子塊安裝拆卸十分便捷，隻需要沿球磨機的徑向依次拆（chāi）卸密封外殼、彈性機構、彈性機構（gòu）與定子塊之間的連接（jiē）杆、彈性機構支撐架，即可將（jiāng）定子塊沿徑向拉出（chū），進行檢修或更換新的（de）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（diǎn）　　現階段大多數的球磨機仍采用（yòng）三相感應電（diàn）動機（jī）、聯軸器、減速裝置以（yǐ）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，損耗大大降低，節（jiē）約了能源。永磁電機通過（guò）變頻器進行（háng）調速，電（diàn）機運行平穩，係統響應（yīng）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，取消了中間的（de）減速機（jī）、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（de）傳動效（xiào）率將提升至少20%。球磨機直驅係統的傳動效率不僅得（dé）到大幅提升，而（ér）且直驅係統的故障（zhàng）率低，維護檢修方便，還避免了傳統設備因漏油造成環境（jìng）汙染（rǎn）。　　由（yóu）於本產品電機定子采用了模塊化設計，不僅（jǐn）降低了加工，製造，運輸等難度，還相當於把一個大功（gōng）率電機做（zuò）成了多個小功（gōng）率電機。模（mó）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（shū）入電流，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。這樣設計降低了電機（jī）的供電電壓和使用的變頻（pín）器容量，從而降低成本。球磨機運行在輕載工況時,完（wán）全可以隻運行部分模（mó）塊電機（jī）驅（qū）動球磨機。　　傳統電機故障時，會導致電機合（hé）成磁動勢發生畸變（biàn），諧波含（hán）量增加，平均轉矩下降，轉矩（jǔ）波動顯著增加，無法繼續正常運行。而本產品進行了模塊化設計，每個模塊電機都具（jù）有一套獨立的控製（zhì）係統，大大提（tí）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（háng）。模塊化電機具有（yǒu）冗（rǒng）餘的模塊數，也（yě）可切除故（gù）障子模（mó）塊而控製（zhì）其餘正常子模塊降（jiàng）額運行。使用本產品完（wán）全（quán）不會因（yīn）電機（jī）發生故障而影響到（dào）生產工期。　　球磨機因加工（gōng）誤差、軸承磨損、滾筒形變或重載產生（shēng）震動等因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（jì）生產中（zhōng）常常通過增加氣（qì）隙大小來預防掃膛（táng），而氣隙增大會導致永磁（cí）體用量增加，提高電（diàn）機製造成本。隨動式（shì）定子結構的模塊電機，能在轉筒偏心時保（bǎo）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，電機不會發（fā）生掃膛現象，同時因為該隨（suí）動式定子結構在偏心時能繼續正常（cháng）工作，檢修次數（shù）更少，工作時間更長，大體積球磨機檢修（xiū）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（qū）立磨技術（shù）　　1、立磨直驅對比於傳（chuán）統感應電機的優點( 1）變頻調速控製，實現負載工況多樣（yàng）性　　傳統立磨速度單一，工況（kuàng）適應能力差。遇到（dào）突發（fā）事件，調整磨鞮高度來改變係統工（gōng）作（zuò）環境，係統（tǒng）反（fǎn）應速度慢。永（yǒng）磁同步電機采用變頻調速，適應工況能力強。遇到突發事（shì）件，除調整磨輾高度外，還增加了速度調節以快速適應係統工作環境，係統反應速度更快。　　(2）係統簡單,可靠性高　　傳統係統（tǒng）因三相感應電機無法在低（dī）速實現大轉矩輸出，需要額外的盤車係統滿足立磨（mó）的低速起動。為保證在電機起動（dòng）過程不對電網造成過大的衝擊（jī），需增加（jiā）軟起動裝置。三相感應電機起動後，通過（guò）減速器（qì）滿足係統轉（zhuǎn）矩需要，整個（gè）係統構成複雜，係統運行的輔助設備很多。直驅係統由變頻（pín）控（kòng）製係統控（kòng）製永磁同步電機起動，轉矩（jǔ）特性滿足需要，無需盤車係（xì）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（xiān）由低速盤車係統起動，待三相感（gǎn）應（yīng）電機達到起動條件後，軟起動裝置起動三相感應電機，係統運行。係統控製複雜（zá），低速無法實現過載輸（shū）出。在低速過程需要（yào）盤車係統，將轉速提高到三相感應電機起動（dòng）條（tiáo）件。直驅係統直（zhí）接變（biàn）頻低速（sù）起動，係統直接（jiē）運（yùn）行，係統控製簡單。變頻（pín）控製起動過程可（kě）根據實際工況進行（háng）調整，以（yǐ）滿足各種工況（kuàng）的需求。低速可過載輸（shū）出，滿（mǎn）足起動需要，取代盤車係統。　　(4）無（wú）減速器，維護成本更低,維護次數少　　係統各（gè）構成單（dān）元均需要時常檢查和定期維護，傳統係統構（gòu）成單元多。同時立磨減速器結構複雜需要（yào）經常（cháng）維護，維（wéi）護成本費用高。同時係統無法（fǎ）實現在低（dī）速運行的情況下進行係統維護。直驅係（xì）統構成單元簡單（dān），變頻器控（kòng）製永磁（cí）同（tóng）步電（diàn）機直接驅動，控製方便。係統內無（wú）減速器（qì），無需額外進行維護，係統維護成（chéng）本低。同時，係統（tǒng）可實（shí）現在電機低速運行情況下進行係（xì）統維護。　　(5）傳動效率高,節能效（xiào）果明顯　　綜上采用直驅永磁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（mó）機直（zhí）驅係統的（de）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（lì）磨（mó）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（yā）力軸承（chéng）上進行突破，通過設計一種雙向載荷扇形模塊機構替代大直徑軸（zhóu）承，方（fāng）便加工、生產、運輸、裝配、維修，並降低（dī）成本,在工程實際中具有很強的實用型。　　針對大、中、小型不同尺寸的立磨，分別設計了三種立磨專用永磁電機，代替傳統的減速（sù）機與三相異（yì）步電動機，永磁直驅電機具（jù）有雙向載荷機（jī）構與不同的放置位置，均（jun1）能達到（dào）扶正（zhèng）與承壓的作用，並且方便製造、裝配維護（hù），節省成本。均已申請專 利。

　　1、技術背（bèi）景　　傳統的球磨機、立磨機大都采用三（sān）相異步電動（dòng）機、聯軸器、減速裝置以（yǐ）及齒輪結構進行驅動（dòng），導致球磨機的傳動係統存在機（jī）械傳（chuán）動鏈（liàn）冗長、效率低、機構複雜、運行維護工作量大等問題。　　沈陽工（gōng）業大（dà）學電機與控製技術研究所與河南（nán）红桃影视機電設備有限公司聯合設計研發的球（qiú）磨機、立磨機采用永（yǒng）磁直驅電機,通（tōng）過將電動機與機械結構進行（háng）機電一（yī）體化設計，取消動力（lì）傳輸的中間環節，做成直驅方案（àn），能直接滿足荷載的需求，省去（qù）傳統磨機的（de）減速機，顯著提高了電機的效率（lǜ）與功率因數，具有節能、起動轉矩大、過（guò）載能力強、係（xì）統免維護、自（zì）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塊化設計，不僅降低了加工、製造（zào）、運輸等難度（dù），還相當於把一個（gè）大功率（lǜ）電機（jī）做成了多個小功率電機。模塊（kuài）化電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（bú）增加電機的輸入電（diàn）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。每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（jié）構方麵（miàn），本產（chǎn）品電機的（de）定子采用了一種自主設（shè）計研發的隨（suí）動式結構，將整圓的定子分成若幹個（gè）相（xiàng）互存在（zài）間隙的小扇形塊（kuài），通過機械結構設計，確定了一種無論球磨機轉筒（tǒng）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（zhuǎn）子間隙恒定的結構。本產品通過機械結構設計保證定子與轉子間的（de）間隙恒定，電機（jī）不會發（fā）生（shēng）掃膛現象，因此電機的氣隙可以設計的比普通永磁直驅電機（jī）的小很多，從（cóng）而大幅降低電機永磁體用量，降（jiàng）低生產成本，節約稀土資源，節能用電量。當模塊發生故障時，直接拆卸故障電機，更換新的模塊電機即可正常運行。使用本產（chǎn）品完全不會因電機發生故障而影響到生產工（gōng）期。　　2、球磨機專用隨動式永磁直驅電機概述　　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，定子塊（kuài）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（qǐ）伏不影響車輪（lún）與地（dì）麵貼合，即滾筒（tǒng）偏心浮動不影響（xiǎng）滾輪（lún）貼合滾筒（tǒng），保證定子、轉（zhuǎn）子間隙恒定，在球磨機因裝（zhuāng）配誤（wù）差、軸承磨（mó）損、滾筒形變、重載震動等（děng）原因造成電機偏心（xīn）、氣隙不均勻時，仍能正常運轉，保證磨機始終運行在性能狀態，不必停機檢（jiǎn）修。同時電機定子與轉子（zǐ）間的間（jiān）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（yú）模塊化永磁直驅電（diàn）機，采用（yòng）獨立的扇形定子塊（kuài）結（jié）構（gòu），其隨動原理是在定（dìng）子塊的軸向兩側安裝滾輪且滾輪（lún）貼合滾筒來確定定子與（yǔ）轉子間（jiān）的（de）間隙，定（dìng）子塊徑向外側設有（yǒu）與支撐框架相連的彈性機構。彈性（xìng）機構在球磨機滾筒（tǒng）不（bú）偏心（xīn）時處（chù）於半壓縮狀態,如果球（qiú）磨機滾筒向上波（bō）動，轉筒會（huì）向上頂定（dìng）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;下方定子塊在受到永磁體（tǐ）對其向上的吸引（yǐn）力的同（tóng）時（shí），定子塊上的彈性機構（gòu）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，使定子塊跟隨轉筒波動而進行徑（jìng）向（xiàng）與圓周方向的移動，從而保證定子、轉子之間的間隙（xì）不（bú）變。球磨機滾筒向下複位或繼續（xù）向下波動，則上方（fāng）定（dìng）子塊（kuài）在受（shòu）到永（yǒng）磁體對其向下的（de）吸引力的（de）同時，彈性機構將上方其向下壓（yā）,下方定子塊被轉筒（tǒng）向下壓。　　本產品彈性（xìng）裝置的壓力大（dà）小可（kě）調，對（duì）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成滾（gǔn）輪或轉筒磨（mó）損較快。　　本產品（pǐn）將永（yǒng）磁電機采用模塊化控製，根據不同功率的電機設計（jì）采用不同個數的隨動式定子塊（kuài）構成（chéng）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（diàn）機包繞式安裝在球磨機滾筒上。相鄰隨動式定子塊間設有固定在支撐框（kuàng）架上的擋板來對定子塊進行圓周（zhōu）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（chēng）安裝電機轉（zhuǎn）子（zǐ）鐵心及磁鋼。　　本（běn）產品的隨（suí）動式定子塊安裝拆卸十（shí）分便（biàn）捷，隻需要沿球（qiú）磨機的徑向依（yī）次拆卸（xiè）密封（fēng）外（wài）殼、彈性機構（gòu）、彈性機構與定子塊之間的連接杆（gǎn）、彈性機構支撐架，即可（kě）將（jiāng）定子塊沿徑向拉（lā）出，進（jìn）行檢修或更換新的定子（zǐ）塊。　　3、采用本（běn）產品代替傳統磨機的電機驅動係統的優點　　現階段大多數的球磨機仍采用三（sān）相感應電動機、聯軸（zhóu）器、減速（sù）裝置以及齒輪結構進行驅動。永磁同（tóng）步電（diàn）機與感應電（diàn）機相（xiàng）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（pín）器進行（háng）調速，電機運行平穩，係（xì）統響應速（sù）度（dù）快，感應電機則起動相對困難。這些也是近（jìn）年來永磁電機應用越來越廣泛的原因。　　采用永磁直驅（qū），取消了中間的（de）減速機、聯軸器（qì）、及齒輪的傳動環（huán）節，縮短係統的傳動（dòng）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（dòng）效率不僅得（dé）到大（dà）幅提升，而且直驅係統的故障（zhàng）率低（dī），維護（hù）檢（jiǎn）修方便（biàn），還避免了（le）傳統設備因漏油造成環境（jìng）汙染。　　由於（yú）本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，還相當於把一個大功率電機做成了多（duō）個小功（gōng）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（jī）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（duō）台小功率（lǜ）變（biàn）頻器（qì）聯合供（gòng）電。這樣設計降低了電機（jī）的供（gòng）電電壓和使用的變（biàn）頻器容量，從（cóng）而降低（dī）成本。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磨（mó）機（jī）。　　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（xià）降，轉矩波動顯著增加，無法繼（jì）續正常運行。而本產品進行了模塊化（huà）設計，每個模塊電機都具有一套獨立的控製係統，大大提（tí）升了（le）電機控製的（de）自由度,可（kě）以利（lì）用其多（duō）電機結構和控製靈活的優（yōu）勢，在發生（shēng）故障時。可以直接拆卸故障電機更換新（xīn）的模塊電機即可正（zhèng）常（cháng）運行。模塊化電機具有冗餘的模塊數，也可（kě）切除故障子（zǐ）模塊而控製其（qí）餘正常子模（mó）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（chǎn）工期。　　球磨機（jī）因加工誤（wù）差、軸承磨損、滾（gǔn）筒（tǒng）形變或重載產生震（zhèn）動等（děng）因素會發生轉子偏心現象，偏心嚴重時還會造成電機掃膛（táng）損壞電機，實際生產中（zhōng）常常通過增加氣隙大小（xiǎo）來預防（fáng）掃膛，而氣隙增大會導致永磁體用（yòng）量增加，提高電機製造成本。隨動式定子結（jié）構的模（mó）塊電機，能在轉（zhuǎn）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（sǎo）膛現象，同時因為該隨動式定子結構（gòu）在偏心時能繼續正常工作（zuò），檢修次數更少（shǎo），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（dòng）式球磨機（jī）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的優點( 1）變頻調速控製，實現負載工況多（duō）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（gāo）度來（lái）改變係（xì）統工作環境，係（xì）統反應速度慢。永磁（cí）同步電機采用變（biàn）頻調速，適應（yīng）工況能力（lì）強。遇（yù）到突發事件（jiàn），除調（diào）整磨輾高度外，還增加了速度調節以快速適應係統工作環境，係統反（fǎn）應速度更快。　　(2）係統簡單,可靠性高　　傳統係（xì）統因三相感應電機無法在低（dī）速實現大轉矩輸出，需要（yào）額外（wài）的盤車係統滿足立磨的低速起動。為保證在電（diàn）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（zhì）。三相感應電機起動後，通過減速器滿（mǎn）足係統轉矩需要（yào），整個係統構成複雜，係統運行的輔助設備很多（duō）。直驅係統（tǒng）由變頻控製係統控製永（yǒng）磁同步（bù）電機起動，轉矩特性滿（mǎn）足需要，無需盤車係統和減速器，輔（fǔ）助係統少，結構簡（jiǎn）單。　　(3）變頻器軟（ruǎn）起動，起動過程隨意設定　　傳統係統先由低速盤（pán）車係統起動（dòng），待三相感（gǎn）應電機達到起動條件後，軟起動裝置起動（dòng）三相感應電機，係（xì）統運行。係統控製（zhì）複雜（zá），低速無法實現（xiàn）過載輸出。在低速過程需要盤車係統，將轉速提高到三相感應電機起（qǐ）動條件。直驅係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據實際工況進行調（diào）整，以滿足各種工況的需求。低速（sù）可過載（zǎi）輸出，滿足（zú）起動需要，取代盤車係統。　　(4）無減速器（qì），維護成本更低,維護次數（shù）少　　係統各構成單元（yuán）均需要時常檢查和定期維護，傳統係統構（gòu）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。同時係統無法實現在低速運行的情況下進（jìn）行係統維護。直驅係（xì）統構成單元簡單，變頻器控製永磁同步電機直接驅（qū）動（dòng），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（sù）運行情況（kuàng）下進行係（xì）統維護。　　(5）傳動效率高,節（jiē）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（shì）鯤磨機直驅係（xì）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（gāo）了立磨效率。在（zài）立磨扶正軸承與壓力軸承（chéng）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直（zhí）徑軸承，方便（biàn）加工、生產、運輸、裝配（pèi）、維修，並降低成本（běn）,在（zài）工程（chéng）實際中具有很（hěn）強的實用型。　　針對大、中、小型不同尺寸的立（lì）磨，分（fèn）別設（shè）計（jì）了三種（zhǒng）立磨專（zhuān）用永磁電機，代替（tì）傳統的減速機與三相異步（bù）電動機，永磁直驅電機具有雙向載荷機（jī）構與不同的放置位置，均（jun1）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。

　　1、技（jì）術背景　　傳統的球（qiú）磨（mó）機（jī）、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（gōng）作量（liàng）大等問題。　　沈（shěn）陽工業大學電機與控製技（jì）術研究所與河南红桃影视機（jī）電設備有限公司聯合設計研發的球磨機、立磨機采用永（yǒng）磁直（zhí）驅電機,通過將電動機與機械結（jié）構進行機電一體化設（shè）計，取消動力傳輸的中間環節，做成（chéng）直驅方案，能（néng）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（lǜ）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，還相當（dāng）於把一個大（dà）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（shí）現降低大功率電機（jī）的輸入電壓，但（dàn）是不增（zēng）加（jiā）電機的（de）輸入電流，電（diàn）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，這樣設計降低了電機的供電電壓和使用的變頻（pín）器（qì）容（róng）量，從而（ér）降低成本（běn）。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度（dù），球磨機運行在輕載（zǎi）工況（kuàng）時（shí），完全可以隻運行部分模塊電機驅動球（qiú）磨機（jī）。　　在結構方麵，本產品電機的定子采用了（le）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互存在間（jiān）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動從（cóng）而保（bǎo）持定子與轉子間隙恒定的（de）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，電機不（bú）會發生掃膛現象，因（yīn）此電機的氣隙可以設計的（de）比普通永磁直（zhí）驅電機（jī）的小很多，從而大幅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。當模塊發生故障時，直接拆卸故障電機，更換新的模塊（kuài）電（diàn）機即可正常運行。使用本產品完全不會因電（diàn）機發（fā）生故障（zhàng）而影（yǐng）響到生產工期。　　2、球磨機專用隨動（dòng）式永磁直驅電（diàn）機概述　　本產品的隨動式定子結構構成一種“小車結構”，滾筒（tǒng）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，公路的起伏不影響車輪與地麵貼合，即滾筒偏心浮動不（bú）影響滾輪貼合滾筒，保證定子、轉子間隙恒定，在球磨機因裝配誤差、軸承（chéng）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，保（bǎo）證磨機始終（zhōng）運行在性能狀態，不必停機檢（jiǎn）修。同時電機（jī）定子與轉子間的間隙也可（kě）以做的更小，減少永磁體用量，並且因為隨（suí）動式結構，電機不會發生掃膛（táng）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（lì）的扇形定子塊結構，其隨動原理是在定子塊的軸向兩側安裝滾輪（lún）且滾輪（lún）貼合（hé）滾筒來確定定子與轉子間（jiān）的間隙，定子塊（kuài）徑向外側（cè）設有與支撐框架相連的彈性機構。彈性機構在球（qiú）磨機（jī）滾筒不偏心時處於半壓縮狀態,如果球磨機滾（gǔn）筒向上波動，轉筒會（huì）向上頂定子塊上安裝的滾輪，進而帶動定子塊向上移動，上方彈性機構繼續壓縮;下方定子塊在受到永磁體對其向上的吸引力的同時，定子塊上的彈性機構將其向上頂，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（zhuǎn）筒波動而進行徑向與圓周方（fāng）向的移動（dòng），從而保證定子、轉子之間的間隙不變。球磨機滾筒向（xiàng）下複（fù）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（xià）的吸引力的同時，彈性機構將上方其向下（xià）壓,下方（fāng）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（zhì）的定子（zǐ）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（gǔn）輪或轉筒磨損較快。　　本產品將永磁電機采用模塊化控製，根據不同功率的電（diàn）機（jī）設計采用不同個數的隨動式定子塊構成一台模塊電機（jī），一台整圓電機由多台模塊電機構成,多台模塊電（diàn）機共用同一個轉子，模塊電機包繞（rào）式安裝在球磨（mó）機滾（gǔn）筒上。相鄰隨（suí）動式（shì）定子塊間設有固（gù）定在支撐框架（jià）上的擋板來對定（dìng）子塊進行圓周方向的限位。球磨機滾筒的法蘭處銜接T型支撐板（bǎn）,用於支撐安裝電機轉子鐵心及磁鋼。　　本產品的隨動（dòng）式定子塊安裝拆卸十分便捷（jié），隻需要沿（yán）球磨機的徑向依次拆卸密封（fēng）外殼、彈性機構、彈性機構與（yǔ）定子塊之間的連接杆、彈性機構支撐架，即可將定子（zǐ）塊沿徑（jìng）向拉出，進（jìn）行檢修或更換新的（de）定子塊。　　3、采用本產品代替傳統（tǒng）磨機的電機驅（qū）動係統的（de）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（qū）動。永磁同步電機與感應電機相比（bǐ）優勢（shì）是它有較高的效率和功率因數，損耗大大降低，節（jiē）約了能源。永磁（cí）電機通過變頻器進行調速，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（yǒng）磁電機應用越來越廣泛的（de）原因。　　采（cǎi）用（yòng）永磁直（zhí）驅，取消了中間的減速（sù）機、聯軸器、及齒輪的傳動環（huán）節，縮短係統的傳動鏈，直驅係統的傳動（dòng）效率將提升至少20%。球磨機（jī）直驅係統的傳動效率不僅得到大幅（fú）提升，而且直驅係統的故障率低，維護檢修（xiū）方（fāng）便，還避免了傳（chuán）統設（shè）備因漏油造成環境汙（wū）染。　　由於本產（chǎn）品電（diàn）機定子采用了模塊化設計，不僅降低了（le）加工，製造（zào），運輸等難度（dù），還相當於把一（yī）個大功率電機做成了多個小功率電機。模塊化電機的控製技術可以實現（xiàn）降低大功率電機的輸入電壓，但是不（bú）增加電機的輸入電流，電機不必采用高等級絕（jué）緣，模塊化電（diàn）機采用多台小功率變頻器聯合供電。這樣設（shè）計降低了電機（jī）的供電電壓和使用的變頻器容量，從而降低成本。球磨機運行在輕載（zǎi）工（gōng）況時,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（zhuǎn）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（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由度,可以利用其多電機結構和控製靈活的優勢，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額（é）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）因加工誤差、軸承磨損、滾筒形變或重載產生震動等因素會發生轉子偏心現象，偏心嚴重時還會造成電（diàn）機掃膛損壞電機，實際生產中常（cháng）常通（tōng）過增加（jiā）氣隙大小來預防掃膛，而氣隙增大會導致（zhì）永磁體用量增加，提高電機製造（zào）成本（běn）。隨動式定子結構的模（mó）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，減少永磁體用量，電機不會發生掃膛現象，同時（shí）因為該隨動式定子結構在偏心（xīn）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（fù）雜（zá），降（jiàng）低檢修次數就是提高（gāo）生產（chǎn）效率。　　4、隨動式球磨機裝配示意圖　　二、永（yǒng）磁直驅立磨技術　　1、立磨直驅對比於傳（chuán）統感應電機的優（yōu）點( 1）變頻調速控製，實（shí）現負載工況多樣性　　傳（chuán）統立磨（mó）速度單一，工況適應能力差。遇到突發事件，調整（zhěng）磨鞮（dī）高度來改變係統工作環境（jìng），係（xì）統反（fǎn）應速度慢。永磁同步電機采用變頻調速，適應工況能（néng）力（lì）強。遇到突發事件，除（chú）調整磨輾高度（dù）外，還增（zēng）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,可靠性高　　傳統（tǒng）係統因三相感應電機無法在低速實現大轉（zhuǎn）矩輸出，需（xū）要額外的盤車係統滿足立磨的低（dī）速（sù）起動（dòng）。為保證（zhèng）在電機起動過（guò）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（jī）起動後，通（tōng）過減速器滿足係統轉矩（jǔ）需要，整個係統構成複雜，係統（tǒng）運行的（de）輔助設（shè）備很多。直驅係（xì）統由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（xì）統和減（jiǎn）速器，輔助係統少，結構（gòu）簡單。　　(3）變頻器軟起動，起動過程隨意設定　　傳統係統（tǒng）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（ruǎn）起動裝置起動三相感應電機，係統運行。係（xì）統控製複雜，低速無法（fǎ）實（shí）現過（guò）載輸出。在低速過程需要盤車係統，將轉速提高到三相感應（yīng）電機起動條件。直驅係統直接變頻低速起動，係（xì）統直接運行，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，以滿足各種工況的需求。低速可過（guò）載輸（shū）出，滿足起動需要，取代盤車係統（tǒng）。　　(4）無減速器，維護成本更低,維護次數（shù）少　　係統各構（gòu）成單元均需要（yào）時常檢查和（hé）定期維護，傳統（tǒng）係統構成單元多（duō）。同時立（lì）磨減速器結構複雜需要經常維護，維護成本費用高。同時係（xì）統無法實現在低速運行的情況下進（jìn）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驅動，控（kòng）製方便（biàn）。係統（tǒng）內無減速器，無（wú）需額外進行維護（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統維護。　　(5）傳動效率（lǜ）高,節能效果明顯　　綜上采（cǎi）用直驅永磁電（diàn）機取代傳統驅動係統年節（jiē）電量達181萬元。（按（àn）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（gòu）示意圖　　本新型立磨結構采（cǎi）用永磁直驅電機（jī）驅動,提（tí）高了立磨效率。在立磨扶正軸承與壓力軸承上進行（háng）突破，通過設計一種雙向載荷扇形模塊機構替代大直徑軸承，方便加（jiā）工、生（shēng）產（chǎn）、運輸、裝配、維（wéi）修，並降（jiàng）低成本,在工程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，分別設計（jì）了三種立磨專用永磁電機，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同的放置位置，均能達到（dào）扶（fú）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。