1、技術背景　　傳統的球磨機（jī）、立磨機大都（dōu）采用三相異步電動機、聯（lián）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（dòng）鏈冗長、效率低、機構複雜、運行維護工作（zuò）量大等問題。　　沈陽工業大學電機與控製技術研究所與河南（nán）九幺免费版機電設（shè）備有限公司聯合設計研發（fā）的球磨機、立磨（mó）機（jī）采用永磁直驅電機（jī）,通過將（jiāng）電（diàn）動（dòng）機與機械結構進行機電一體化設計，取消動力傳輸的中（zhōng）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（de）減速（sù）機，顯著提高了電機的效率與功率（lǜ）因（yīn）數，具有（yǒu）節（jiē）能、起動（dòng）轉矩大、過載能力強、係統免維護、自動化程度高等優點。　　在控（kòng）製方麵,本產品電機定子采用了模塊化設（shè）計，不僅降低（dī）了加工、製（zhì）造、運輸等難度，還相（xiàng）當於（yú）把一個大功率電機做成了多個（gè）小功率電機（jī）。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（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和使用的變頻器（qì）容（róng）量，從而降低成本（běn）。每個模塊電機都具有（yǒu）一套獨立的控製係統，大大提升（shēng）了電機控製的自由度，球磨機（jī）運行在輕載（zǎi）工況時，完全可以隻運行部分模塊電機驅（qū）動球磨機。　　在（zài）結構方麵（miàn），本產品電機的定子采用了一種自主設計研發（fā）的隨動（dòng）式結（jié）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（guò）機械結構設計，確定了一種無論球磨機轉筒是否（fǒu）震（zhèn）動或偏心，定（dìng）子塊始終跟隨轉筒運動從而保（bǎo）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（zǐ）與轉子間的間隙（xì）恒定（dìng），電機不會發（fā）生掃膛（táng）現象，因此（cǐ）電機的氣隙可以設計（jì）的比普通永磁直驅電機（jī）的小很多，從而（ér）大幅降低電機永磁體用（yòng）量，降（jiàng）低（dī）生（shēng）產成本，節約稀土資源，節能用電量。當模塊（kuài）發生故障時，直接（jiē）拆卸故障電機，更（gèng）換新的模塊電機即可正（zhèng）常運行。使（shǐ）用本（běn）產品完全不會因電機發生故障（zhàng）而影響到生產工期。　　2、球磨機專用隨動式永磁直驅電（diàn）機概述　　本產品的（de）隨（suí）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。滾輪貼合滾筒旋轉相（xiàng）當（dāng）於汽車在公路行駛，公路的起（qǐ）伏不影（yǐng）響車輪（lún）與地麵貼合，即滾（gǔn）筒偏心浮動不影響滾（gǔn）輪貼（tiē）合滾筒，保（bǎo）證（zhèng）定子、轉子間隙恒定，在球磨機（jī）因（yīn）裝配誤差、軸承磨損、滾筒形變（biàn）、重載震動等（děng）原因造（zào）成電機偏心、氣隙不均勻（yún）時，仍能正常運（yùn）轉，保（bǎo）證磨機始（shǐ）終運行在性能狀態（tài），不必停機檢修。同時電機定子與轉（zhuǎn）子間的間隙也可（kě）以做（zuò）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（táng）現象。　　本產品電機的定子為隨（suí）動（dòng）式結構,基於模塊化永磁直驅（qū）電機，采用（yòng）獨立的扇形定（dìng）子塊結構，其隨動原理是（shì）在定子塊的軸向兩側安裝滾輪（lún）且滾（gǔn）輪貼合滾（gǔn）筒來確定定子與（yǔ）轉子間（jiān）的間隙，定子塊徑向外側設有與支撐框架相（xiàng）連的彈性機構。彈性機構（gòu）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，轉筒會向上頂定子塊上安裝（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;下方定子塊在受到永磁體對其向上（shàng）的（de）吸引力（lì）的同時，定子塊上的彈性機（jī）構將其向上頂，保證下方定子塊的（de）滾輪（lún）依然（rán）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（cóng）而保證定子（zǐ）、轉子之間的間隙不變。球磨機滾筒向下複位（wèi）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，彈性機構（gòu）將上方其向下壓,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，對於不同位置的定子塊設置不同（tóng）的壓（yā）力,避免因彈性裝置設置的壓力過大造成滾輪或轉筒（tǒng）磨損較快。　　本產（chǎn）品將永磁電機采用模（mó）塊化控製（zhì），根據不（bú）同功率的電機設（shè）計（jì）采用不同個數的隨（suí）動式定（dìng）子塊構成（chéng）一台（tái）模塊電機，一台整圓電機由（yóu）多台模塊電機構成,多台模塊（kuài）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。相鄰隨動式定子塊間設有（yǒu）固定（dìng）在支撐框（kuàng）架上的（de）擋板來（lái）對定子塊進行圓周方向（xiàng）的限位。球磨機滾筒的法蘭處銜接T型（xíng）支撐（chēng）板,用於支撐安裝電機轉子鐵心（xīn）及磁鋼。　　本產（chǎn）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（yán）徑向拉出，進（jìn）行檢修或（huò）更換新的（de）定子塊。　　3、采用（yòng）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（shù）的球磨（mó）機仍采用三相感應電動機（jī）、聯軸器、減速裝置以及齒（chǐ）輪結構進行驅動。永磁同（tóng）步電機與感應電機相比優勢是它有（yǒu）較高的效率和功率因數，損耗大大降低，節約了能源。永（yǒng）磁電機（jī）通過變頻器（qì）進行（háng）調速（sù），電機運行平穩，係（xì）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（lái）越廣泛的原因。　　采用永磁直驅，取消了中間的減速機、聯（lián）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（shǎo）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用了模塊化設（shè）計，不僅降（jiàng）低了加工，製造，運輸等難度，還相當於把一個大功率電機（jī）做成了多個小功率電（diàn）機。模塊化電機的控製技術可以實現降低大（dà）功率電機的輸入電（diàn）壓，但是不增（zēng）加電（diàn）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。這樣設計降低了電機的供電電（diàn）壓和（hé）使用的變頻器容量（liàng），從而降低成本。球磨機運行在輕載工況（kuàng）時,完全可以隻運行部分模塊電（diàn）機驅動球磨機。　　傳（chuán）統電機（jī）故（gù）障時，會導致電機合成磁動勢發生畸變，諧波含（hán）量增加（jiā），平均轉矩下降，轉矩波動顯著（zhe）增加（jiā），無法（fǎ）繼續正常運行。而本產品進行了模塊化設計，每個模（mó）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）,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塊電機即（jí）可（kě）正常運行。模塊化電機具（jù）有冗餘的模塊數，也可切除故障子（zǐ）模塊（kuài）而控（kòng）製其餘正常子模塊降額運行。使用本產品（pǐn）完全不會因電機（jī）發生故障而影響到生產工期。　　球磨機因加工誤差、軸承磨損、滾筒形變（biàn）或重載產（chǎn）生震動等因素會（huì）發生轉（zhuǎn）子偏心（xīn）現象，偏心嚴重時還會造成電機掃膛損壞電機，實際生產中（zhōng）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（yòng）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，可將氣隙做的更小，減少永磁體用量，電機不會（huì）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（zhèng）常工（gōng）作，檢（jiǎn）修（xiū）次（cì）數更（gèng）少（shǎo），工作時間更長，大體積球磨機檢修複雜，降低（dī）檢（jiǎn）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）比於傳統感應電機的優點（diǎn）( 1）變頻調速控製，實現負載（zǎi）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，調整磨鞮高度來（lái）改變係（xì）統工作環（huán）境，係統反應速度慢。永磁同步電機（jī）采用變頻（pín）調（diào）速，適應工況能力強（qiáng）。遇（yù）到突發事件，除調整磨輾（niǎn）高（gāo）度外（wài），還增加了速度調節以快速適應係統工作環（huán）境，係（xì）統反應速度更快。　　(2）係統（tǒng）簡單,可靠性高　　傳（chuán）統係統因三相感應電機無法（fǎ）在低速實現大轉矩（jǔ）輸出，需要額外的（de）盤車係統滿足立磨的低速起動。為保證在電機起動過（guò）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（qǐ）動後，通過減速器滿足係統轉矩需要，整（zhěng）個係統構成複雜，係統運（yùn）行的輔助（zhù）設（shè）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（xìng）滿足需要，無需盤車係統和（hé）減（jiǎn）速器，輔助係統少，結構簡單。　　(3）變頻器軟起動（dòng），起動過程隨意設定　　傳統係統先由低速盤車係統起動，待（dài）三相感應電機達到起動條件後（hòu），軟（ruǎn）起動裝置起動三相感應電機，係（xì）統運行。係統控製複雜（zá），低速無法實現過載輸出。在低速過程需要盤車係統，將轉速提（tí）高到三相感應電機起動條件。直驅係統直（zhí）接變頻低速起動，係統直接運行，係統控（kòng）製簡單。變頻控製起動過程可根據實際工況進行調整（zhěng），以滿足（zú）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（qì），維護成本更低,維護（hù）次數少　　係統（tǒng）各構（gòu）成單元均（jun1）需要時常檢查和定期維護，傳統係統構成單元多（duō）。同時立磨減速器結構複雜需要經（jīng）常（cháng）維護，維護成本費用（yòng）高。同時係統無法實現在低（dī）速運行（háng）的情況下進行係統（tǒng）維護。直驅係統構（gòu）成（chéng）單元簡（jiǎn）單，變頻（pín）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）護成本低。同時，係統可實現在（zài）電機低速運行情（qíng）況下進行係統維護。　　(5）傳動（dòng）效率高,節（jiē）能（néng）效果明顯（xiǎn）　　綜上采（cǎi）用直驅永磁電機取（qǔ）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）直驅係統的優勢與球磨機直驅係統相（xiàng）同，這裏不再（zài）一（yī）—贅（zhuì）述。　　2、永磁直驅立磨結構示意圖　　本新型立磨結（jié）構采（cǎi）用永（yǒng）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（chéng）上進行突破，通（tōng）過設計一種雙向載荷（hé）扇形模塊機構替代大直徑軸承，方便加工、生產、運輸、裝（zhuāng）配、維修，並降低成本,在工程實際中具有很強的（de）實用型。　　針對大、中、小型不同尺寸的立磨，分別設計（jì）了三種立磨專用永磁（cí）電機，代替傳統（tǒng）的減速機與三相異（yì）步電動（dòng）機，永磁直驅電（diàn）機具有雙向載（zǎi）荷機構與不同的（de）放置位置，均能達到（dào）扶正與承（chéng）壓的作用，並且方便（biàn）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（dōu）采用三相異步電動機、聯軸器、減速（sù）裝置以及齒輪結構（gòu）進行（háng）驅動，導致球磨機的傳動係統存在機械傳動鏈冗長、效率低、機構複雜、運行維護工作量大等問題。　　沈陽工業（yè）大學電機與控製技（jì）術研究所與（yǔ）河（hé）南九幺免费版機電設備有限公司聯合（hé）設計研發的球（qiú）磨機（jī）、立磨機采用永磁直驅（qū）電機（jī）,通過將電動（dòng）機（jī）與機械結構進行機電一體化設計，取消（xiāo）動力傳輸的中間環節（jiē），做（zuò）成直驅方案，能（néng）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（jiē）能、起動轉（zhuǎn）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（hái）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電（diàn）流，電機不必采用高等級絕緣。模（mó）塊（kuài）化電機采用多台小功率（lǜ）變頻器聯合供電，這樣設計降低了電（diàn）機的供電（diàn）電壓和（hé）使用的變頻器（qì）容（róng）量，從而降低成（chéng）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（yóu）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（qū）動球磨（mó）機。　　在（zài）結構方（fāng）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（jiāng）整圓的定子分成若幹個相互存在間隙的（de）小扇形塊，通過（guò）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而保持定子與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（de）間隙恒定，電機不會發生掃膛現象（xiàng），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（zhàng）時，直接拆卸（xiè）故障電機，更換新的模塊電機即（jí）可正常運行。使用本產品（pǐn）完全不會（huì）因電機發生故障而影響到生產工期。　　2、球磨機專用隨動式永磁直驅電機概述　　本（běn）產品的隨動式定子（zǐ）結構構成一種“小車（chē）結構”，滾（gǔn）筒就像公（gōng）路，定子塊就像（xiàng）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（yǔ）地麵（miàn）貼（tiē）合，即滾筒（tǒng）偏心浮動（dòng）不影響滾輪貼（tiē）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（dòng）等原因造成電（diàn）機偏心、氣隙不均勻時，仍（réng）能正常運轉，保證（zhèng）磨機始終（zhōng）運行在性（xìng）能（néng）狀態，不必停機檢修。同（tóng）時電機定子與轉（zhuǎn）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，電機不會發生掃膛現象。　　本產品電機的定子為隨（suí）動式結構,基（jī）於模塊化永磁直驅電機，采（cǎi）用（yòng）獨立的扇形定子塊結構，其隨動原理是在定（dìng）子塊（kuài）的軸向兩側安（ān）裝滾輪且滾輪貼合滾筒來（lái）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連的彈性機構。彈（dàn）性機構在球磨機滾筒不偏心（xīn）時處於半壓縮狀態,如果球磨機（jī）滾筒向上波動，轉筒會向上頂定子（zǐ）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（xià）方定子塊（kuài）在受到永磁體對其向上（shàng）的吸引力的同時，定子塊上（shàng）的彈性機構將其向上頂（dǐng），保（bǎo）證下方定（dìng）子塊的滾輪（lún）依（yī）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（dòng），從而保證定子、轉子之間的間隙不變。球磨機滾筒向下複（fù）位（wèi）或繼續向下波動，則上方定子塊在受（shòu）到（dào）永（yǒng）磁體對其向下的吸引力的同時（shí），彈性機（jī）構將上（shàng）方其向下壓（yā）,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，對於不同位（wèi）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（guò）大（dà）造成滾輪或轉（zhuǎn）筒磨損較快（kuài）。　　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（qiú）磨（mó）機滾筒（tǒng）上。相鄰隨動式定子塊間設有（yǒu）固（gù）定在支撐（chēng）框架上的擋板來對定子塊進行圓周（zhōu）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（zhī）撐安（ān）裝電機轉子鐵心（xīn）及（jí）磁鋼（gāng）。　　本（běn）產品的（de）隨動式定子塊安裝拆卸十分便捷，隻需要沿球（qiú）磨機的（de）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（jī）構支撐架，即可將定子塊沿徑向拉出，進行檢修或（huò）更（gèng）換新的定子塊。　　3、采用本產品代替傳統磨機（jī）的電（diàn）機驅（qū）動係統的優點　　現階（jiē）段（duàn）大多數（shù）的球磨機仍（réng）采用三相感應電動機、聯軸器、減速（sù）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優勢是（shì）它（tā）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）器進行調速，電機運行平穩，係統響應速度快，感應電機則（zé）起動相對困難。這（zhè）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（le）中間的減速機、聯軸器、及齒輪的傳動環節，縮短係統的傳動（dòng）鏈（liàn），直（zhí）驅係統的傳動效率將提升（shēng）至少20%。球磨機直（zhí）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，維護檢（jiǎn）修方便，還避免了傳統設備因漏油造成環境汙染。　　由（yóu）於本產（chǎn）品電機定子（zǐ）采（cǎi）用了模（mó）塊化設計（jì），不僅降（jiàng）低了加工，製造，運輸等難（nán）度，還相當於把一個大功率電機（jī）做成了多個小功率電機。模塊化電機的控製技（jì）術可以實現降低大功率（lǜ）電機的輸入電壓，但（dàn）是不增加電機（jī）的輸入電流，電機（jī）不必采用高等級絕緣，模塊化電機采（cǎi）用（yòng）多台小功率變頻器聯合供（gòng）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，從而降低成本。球磨機運行在輕載工況時,完全可以隻運行部分模塊電（diàn）機驅動球（qiú）磨機。　　傳統電機故障（zhàng）時，會導致電機合成磁動勢發（fā）生畸變，諧（xié）波含（hán）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（ér）本產品進行了模塊化（huà）設（shè）計，每個模塊電機都具有一套獨立的控製係統（tǒng），大大提升了（le）電（diàn）機控製的自由度,可以利用其多電機結構和控製（zhì）靈活（huó）的優勢，在（zài）發生故障時。可以直接拆卸故障電機更換新的（de）模塊電機即可（kě）正常運（yùn）行。模塊化電機（jī）具有冗餘的模（mó）塊數（shù），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生故障而影響到生產工期。　　球磨機因加工誤差、軸承磨損（sǔn）、滾筒形變或重（chóng）載產生震動等因素會發生轉子偏心現（xiàn）象，偏心嚴重時還會造成電機掃膛損壞電機，實（shí）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（gāo）電機製造成本。隨動式定子結構的模塊電機，能（néng）在轉（zhuǎn）筒偏（piān）心時保證定子與轉（zhuǎn）子之間的間隙恒定，可將氣隙做的更小，減少永磁體用量，電（diàn）機不會發生掃膛現象，同時因（yīn）為（wéi）該隨動式定子結構在偏心時能繼（jì）續正常工作，檢（jiǎn）修次數更少，工作時間更長，大體積球磨機檢修複雜（zá），降低檢修次數就是提高生產效率。　　4、隨動式（shì）球磨機裝配（pèi）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（kòng）製（zhì），實現負載工況多樣性　　傳統立磨速（sù）度單一，工況適應能力差。遇到（dào）突（tū）發事件，調整磨鞮高度來改變係統工作環境（jìng），係統反應速度（dù）慢。永磁同步電機采（cǎi）用變頻調速，適（shì）應（yīng）工況能力（lì）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適（shì）應係統工作環境，係統反應速度更快。　　(2）係統簡單,可靠性高　　傳統係統因三相感應電機無法在低速實現大轉（zhuǎn）矩輸出，需要額外的盤車係（xì）統滿足立（lì）磨的低速起動（dòng）。為保證在電機起動過程不對電網造成過大的（de）衝擊，需增（zēng）加軟起動裝置。三（sān）相（xiàng）感應（yīng）電機起動後，通過減速器滿足係統轉矩需要，整個（gè）係（xì）統構成複雜（zá），係統運行的輔助設備很多（duō）。直驅係統由變頻（pín）控製係統控製永磁同步電（diàn）機起動，轉矩特性滿足需要，無需（xū）盤車係統和減速器，輔助（zhù）係統少，結構簡單。　　(3）變（biàn）頻器軟起動，起動過程隨意設定　　傳（chuán）統係統先由低速盤車係統（tǒng）起（qǐ）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（yùn）行。係統控製複雜，低速無法實現（xiàn）過載輸（shū）出。在低速過程需要盤車（chē）係（xì）統，將轉速提（tí）高（gāo）到三相感應電（diàn）機起動條件。直驅係（xì）統直（zhí）接（jiē）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（háng）調整，以滿足各種工況的需求。低速可過載輸出，滿（mǎn）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　　係統各構成單元（yuán）均需要時常檢查和定期維（wéi）護，傳（chuán）統係統構成單元多（duō）。同時（shí）立磨減速器結構複雜需要（yào）經常維護，維護（hù）成本費用高。同時係（xì）統無法實現在低速運行（háng）的情況下進行係統維護（hù）。直驅係（xì）統構成單元（yuán）簡單，變頻器控製永磁同步電（diàn）機直接驅動，控製方便。係統內無減速器，無需額外（wài）進行維護，係統維護成本（běn）低。同時（shí），係統可實現（xiàn）在電（diàn）機低速（sù）運行情況下進行係統維護（hù）。　　(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）立式鯤磨機直驅係統的（de）優勢與球磨機直驅係統相同，這裏不再一—贅述。　　2、永磁（cí）直驅立磨結構示意圖（tú）　　本新型立磨結構采用（yòng）永磁直驅電機（jī）驅動（dòng）,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（zhǒng）雙向載荷扇形（xíng）模塊機構替代大直徑軸承，方便加工（gōng）、生產、運輸、裝配、維（wéi）修，並降低成本,在工程實（shí）際（jì）中具有很強（qiáng）的（de）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（jiǎn）速機（jī）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（zhì）位置，均能達到扶正與（yǔ）承壓（yā）的作用，並且方（fāng）便製（zhì）造、裝配維護，節省成本。均已申請專 利。

　　1、技術背景　　傳（chuán）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冗長、效率（lǜ）低、機（jī）構（gòu）複雜、運行維護工作量大等（děng）問題。　　沈陽工業大學電機（jī）與控製技術研究所（suǒ）與（yǔ）河（hé）南九幺免费版機電設備有限公司（sī）聯合設計（jì）研發的球磨機、立磨機采用永磁直驅電機,通（tōng）過將電（diàn）動機與機械結構進行機電一（yī）體化設計，取消動力傳輸的（de）中間環節，做（zuò）成直驅方案，能直接滿足（zú）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（xiào）率與功率（lǜ）因數，具有節能、起動（dòng）轉矩大、過載能力強、係統（tǒng）免維護、自動化程度高等優點。　　在控製方麵,本產品電機定（dìng）子采用了模塊化設計，不僅降低了加工、製造、運輸等難度，還相當（dāng）於把一個大功率電機做成了多個（gè）小功率電機（jī）。模塊化電機的控製技術（shù）可以實現降（jiàng）低大功率電機的輸入電壓，但是（shì）不（bú）增加電機的輸入電流，電機不必采（cǎi）用（yòng）高（gāo）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（jī）的供電電壓和使用的變頻器（qì）容量，從（cóng）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（dù），球（qiú）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球磨機。　　在結構方（fāng）麵，本產品電機（jī）的（de）定子采用了一種自主設計研發（fā）的隨動式結構，將整圓的定子分成若（ruò）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（kuài）始（shǐ）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（shè）計保證定子與轉子間（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（de）比普（pǔ）通永磁直驅電機的小很多，從而大幅降低電機永（yǒng）磁體用量（liàng），降低生（shēng）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（gù）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（gù）障而影響（xiǎng）到生產（chǎn）工期。　　2、球磨（mó）機專（zhuān）用隨動式（shì）永磁直（zhí）驅電機概述　　本產品（pǐn）的隨動（dòng）式定子結構構成一種“小車結構”，滾（gǔn）筒（tǒng）就像公路（lù），定子（zǐ）塊（kuài）就像汽車。滾輪貼合滾筒旋轉相當於汽車在公路行駛（shǐ），公路的起伏不（bú）影（yǐng）響車輪與地麵貼合，即滾筒（tǒng）偏心浮動不影（yǐng）響滾輪貼合滾筒，保（bǎo）證（zhèng）定子、轉子間隙恒定，在球磨（mó）機因裝配誤差、軸承磨損、滾筒形變、重載震動等原因（yīn）造成電機偏心、氣（qì）隙不均勻時，仍能正常（cháng）運轉，保證（zhèng）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（dòng）式結構，電機不會發生掃膛現象（xiàng）。　　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，采用獨立的扇形（xíng）定子塊結構，其隨動原理是在定子塊的軸向兩側安裝（zhuāng）滾輪且滾輪貼（tiē）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壓（yā）縮狀態,如果（guǒ）球磨（mó）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（dòng），上方（fāng）彈性（xìng）機構繼續壓縮（suō）;下方定子塊在受到永磁體對其向上（shàng）的吸引力的同時，定子塊上的（de）彈性機構將其向上頂，保證下方定（dìng）子塊的滾輪依然（rán）貼合轉筒（tǒng）外表麵，使定子（zǐ）塊跟隨轉筒波動而進行（háng）徑向與圓周方向的（de）移動，從而保證定子、轉子之間的間（jiān）隙不變。球磨機滾筒向下（xià）複位或繼續向（xiàng）下波動，則上方定（dìng）子塊在受到永磁體對其向下的吸引力（lì）的同時，彈性機構將上方（fāng）其向下壓（yā）,下方定子塊被轉筒向下壓（yā）。　　本產品彈性裝置的壓力大小可調（diào），對於不同位置的定子（zǐ）塊設置不同的（de）壓力,避免因彈（dàn）性裝（zhuāng）置設置的壓（yā）力（lì）過大造成滾輪或轉筒磨損較快。　　本（běn）產品將永磁（cí）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（jī）共用同一個轉子，模塊（kuài）電機包繞式安裝在球磨機滾筒上。相（xiàng）鄰隨動式定子塊間設有固定在（zài）支撐框架上的擋板來對定子塊進行圓周方向的限（xiàn）位。球（qiú）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。　　本產品的隨動式定子塊安裝拆（chāi）卸十分便捷，隻需要沿球磨機的徑向依次（cì）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、彈性機構支撐架，即可將（jiāng）定子塊沿徑向拉出，進行檢修或（huò）更換新的定子（zǐ）塊。　　3、采用本產品代替（tì）傳統磨機的電機驅動（dòng）係（xì）統的優點　　現階段大多數（shù）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，節約了能源。永（yǒng）磁電機（jī）通過變頻器（qì）進（jìn）行調速，電機運行平穩，係統響應速度快，感應電機則（zé）起動（dòng）相（xiàng）對困難。這些也是近年來永磁電機應用越來越廣（guǎng）泛的原因。　　采用永磁直（zhí）驅，取消了中間的減速機、聯軸器（qì）、及齒（chǐ）輪的傳動環節，縮短（duǎn）係統（tǒng）的傳動鏈，直驅係統的傳動效率將提（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，而且直驅係（xì）統的故障率低，維護檢修方便，還（hái）避免了（le）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塊化設計（jì），不僅降低了加工，製造，運輸等難度，還相當於把（bǎ）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（jì）術可以實現降（jiàng）低大功率電機的輸入電壓（yā），但是不增加電機的（de）輸入電流，電機不必采用高等級絕緣，模塊（kuài）化電機采用多台小功率變頻器聯（lián）合供電（diàn）。這樣（yàng）設（shè）計降低了電機的供電電壓（yā）和使用的變頻器容量，從而降低成本。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（jiàng），轉矩波動顯（xiǎn）著增加，無法繼續正常運行。而本產品進行（háng）了模塊化設（shè）計（jì），每（měi）個模（mó）塊（kuài）電機都具有一套獨立（lì）的控製係（xì）統，大大提升了電機控製的自由度,可以利用其（qí）多電機結構和控製靈活的優勢，在發生故障時。可（kě）以（yǐ）直接拆卸故障電機更（gèng）換新的模塊電機即可（kě）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（zǐ）模塊而控製其餘正常子（zǐ）模塊降額運行。使（shǐ）用本產品完全（quán）不會因電機發生故障而影響到（dào）生產工期。　　球磨機因加工誤差、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（xīn）嚴重時還會造成電機掃膛損壞電機，實際生產中常常通過（guò）增加氣隙（xì）大小來預防掃膛，而氣隙增大（dà）會導致永磁體用量增加，提高電機製造成本。隨動式定子（zǐ）結構的模塊電機，能在轉（zhuǎn）筒偏心（xīn）時保證定子與（yǔ）轉子（zǐ）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（huì）發生掃膛現象，同時因為該隨動（dòng）式定子結構在偏心時（shí）能繼續正常（cháng）工作（zuò），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（jiǎn）修次數就是提（tí）高生產效率。　　4、隨動式球磨（mó）機裝（zhuāng）配示意圖　　二、永磁直驅立磨技術（shù）　　1、立磨直驅對比（bǐ）於傳統感（gǎn）應電機的優點( 1）變（biàn）頻調速控製，實現負載工況多樣性　　傳統立磨速度單（dān）一，工（gōng）況適應能（néng）力差。遇到（dào）突發事件，調整磨鞮高度來改變係統工作環境，係統反應速度慢。永磁同（tóng）步電（diàn）機采用變頻調速，適應工況能（néng）力強。遇到突發（fā）事件，除調整磨輾高度外，還增加了（le）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（xìng）高　　傳統係統（tǒng）因三相感（gǎn）應電機無法在低速實現大轉矩輸出，需（xū）要（yào）額外的（de）盤車係統滿足（zú）立磨的低速（sù）起動。為保證在電機（jī）起動過程不對電網造成過大的衝擊，需（xū）增加（jiā）軟起動裝置。三相感應（yīng）電機起動後，通過減速器（qì）滿足（zú）係統轉矩需要，整個係（xì）統構成複雜，係統運行的輔（fǔ）助設備很多（duō）。直驅係統由（yóu）變頻控製係統控製永磁同步電機起動，轉（zhuǎn）矩（jǔ）特性滿足需要，無（wú）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（yì）設定　　傳統係統先由低速盤車係統起動，待三相感應電（diàn）機達到起動條件後，軟起動裝置起（qǐ）動三相感應電（diàn）機，係統運行。係（xì）統控製複雜，低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（sān）相（xiàng）感應電機起動條件。直驅係統直接變頻低速（sù）起動，係統直接運行，係統控製簡單（dān）。變頻控製起動過程可根據實際工況進行調整，以滿足各種工況的需求。低（dī）速（sù）可過載輸出，滿足起動需要，取代盤車（chē）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時常檢查和（hé）定期維護，傳統係（xì）統構成單元多。同時立磨減速器（qì）結（jié）構複雜需要經常維護，維護成本費用高。同時係（xì）統無法實（shí）現在低速運行的情況下進行係統維護。直驅係統構成單元（yuán）簡單，變頻器（qì）控製永磁（cí）同（tóng）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（hù），係統（tǒng）維護成本（běn）低。同（tóng）時，係統（tǒng）可實（shí）現在電機低速運行情（qíng）況下進行係統維護。　　(5）傳動效（xiào）率高（gāo）,節能效果明顯　　綜上采用直（zhí）驅永磁電機取代傳統驅動係統年節電量（liàng）達（dá）181萬元。（按照5000h,0.6元（yuán）/kWh）立式鯤磨機直驅係統的優勢（shì）與球（qiú）磨機直驅係統相同，這裏不再一—贅述。　　2、永（yǒng）磁（cí）直（zhí）驅立磨結構示意圖　　本新型（xíng）立（lì）磨結構采用永（yǒng）磁直（zhí）驅電（diàn）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突破，通過設計一種雙向載荷扇形（xíng）模塊機構替代大直徑軸（zhóu）承，方便加（jiā）工、生產、運輸、裝（zhuāng）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、小型不同尺（chǐ）寸的立磨，分別設計了三種（zhǒng）立磨專用永磁電機，代替傳統的減速（sù）機與（yǔ）三相異步電動（dòng）機，永磁直驅電機具有雙（shuāng）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、裝配維護，節省成本（běn）。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（bù）電動機、聯（lián）軸器、減速裝置以及齒輪結（jié）構進行驅動，導致球磨機（jī）的傳動係統存在機械（xiè）傳動（dòng）鏈冗長、效率低（dī）、機構複雜、運行維護（hù）工作量大等問題。　　沈陽工業大學（xué）電機與控製技（jì）術研究所與河南（nán）九幺免费版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機,通過將電動機與機械結構進（jìn）行機電一體化（huà）設計，取消動力（lì）傳輸的中（zhōng）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（jī）的減速機，顯著提（tí）高了電機的效率與功（gōng）率因數，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（dù）高等優點。　　在控製方麵,本產品電機定子（zǐ）采用了模塊（kuài）化設計，不（bú）僅降低了加工（gōng）、製（zhì）造、運輸等難度，還相當於（yú）把一個（gè）大功率電機做成了（le）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（de）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頻器聯合供電，這樣設計降低（dī）了電機的供電電壓和使用的變頻器容量，從而降低成（chéng）本。每個模（mó）塊電機都具有（yǒu）一套獨立的控製係統，大（dà）大提升（shēng）了（le）電機控（kòng）製（zhì）的自由度，球磨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磨機。　　在結構方麵，本產（chǎn）品電機的定子采用了一種自（zì）主設（shè）計研發的隨動式結（jié）構，將整圓的定子分成若幹個相（xiàng）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動（dòng）從而保持定子與轉子間隙（xì）恒定的結構。本（běn）產品（pǐn）通過機械結（jié）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（xiàn）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，從而大幅降低電機永磁體用量，降低生產成本，節約稀土資源（yuán），節能用電量。當模塊發生故障時，直接拆卸故障電（diàn）機，更換新的模塊電機即可正（zhèng）常運行（háng）。使用本產品完全不會因（yīn）電機發生故障而影響到生產（chǎn）工期。　　2、球磨（mó）機專用隨（suí）動式永（yǒng）磁（cí）直驅電機概述　　本產品的隨動式定子結構構成（chéng）一種“小車結構”，滾筒就像公路，定子塊就（jiù）像汽車。滾輪貼合滾（gǔn）筒旋轉相當於汽車在（zài）公路行駛，公路的起伏不影響（xiǎng）車輪（lún）與地麵貼合，即（jí）滾（gǔn）筒偏心浮（fú）動不影響（xiǎng）滾輪（lún）貼合滾筒，保證定子、轉子間隙恒定，在球磨機因（yīn）裝配誤差（chà）、軸承（chéng）磨損、滾筒形變、重載震動等原因造成電（diàn）機偏心、氣隙不均勻時，仍能正常運轉，保證磨機始終運行（háng）在性能狀態，不必（bì）停機檢修（xiū）。同時電機定子與轉子（zǐ）間的間隙也（yě）可以做的更小，減少永磁體用量，並且因（yīn）為隨動式結構，電機不會發生掃膛現（xiàn）象。　　本產品電機的定子為隨動（dòng）式結構,基於模塊（kuài）化永磁直驅電機，采用獨立的扇形定子塊結構，其隨（suí）動原理是在定（dìng）子塊的軸（zhóu）向兩側安（ān）裝滾（gǔn）輪且滾輪貼合滾筒來確定定子（zǐ）與轉子（zǐ）間的間隙，定子塊徑向外側設有（yǒu）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（piān）心時處（chù）於半壓縮狀態,如果球磨機（jī）滾筒向上波動，轉筒會向上頂（dǐng）定子塊上安裝（zhuāng）的滾輪，進而帶動定子塊向上移動，上方（fāng）彈性（xìng）機構繼續（xù）壓縮;下（xià）方定子（zǐ）塊在受到永磁體對其向上的吸引力的同時，定（dìng）子塊上的彈性機構將其向上頂，保證（zhèng）下方定子塊的滾（gǔn）輪依然貼合（hé）轉筒外表麵，使定子塊跟隨轉筒波（bō）動而（ér）進行徑向與圓周（zhōu）方向的移（yí）動，從而（ér）保證定（dìng）子、轉子之間（jiān）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（duì）其（qí）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小可調，對於不（bú）同位置的定子（zǐ）塊設置不同的壓力,避免因彈性裝（zhuāng）置設置的壓力過大造成滾輪或轉筒磨損較快。　　本產（chǎn）品將永磁（cí）電機采用（yòng）模塊化控製，根據不（bú）同功率的電機設（shè）計采用不同個數的隨（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（gòu）成,多台（tái）模塊電機（jī）共用同一（yī）個轉子（zǐ），模塊電機包繞式安裝在球磨機滾筒上。相鄰隨動式定子塊間設（shè）有固定在支撐框架（jià）上的擋（dǎng）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型支撐板,用於支撐安（ān）裝電機（jī）轉（zhuǎn）子（zǐ）鐵心及磁鋼。　　本產品（pǐn）的隨動式定（dìng）子塊（kuài）安裝拆卸十分（fèn）便（biàn）捷，隻需要沿（yán）球磨機的徑向（xiàng）依次（cì）拆卸密封外殼、彈性（xìng）機構、彈性機構與定子塊（kuài）之（zhī）間的連接杆、彈（dàn）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（kuài）。　　3、采用本產品代替傳統磨機的電機驅動係統的（de）優點　　現階段大多數的球磨機仍采用三相感應電（diàn）動機、聯軸器、減速（sù）裝置以及齒（chǐ）輪結構進（jìn）行（háng）驅（qū）動。永磁（cí）同步電機與感應電機（jī）相比優勢是（shì）它有（yǒu）較高的（de）效率和功率因（yīn）數，損耗大大降低（dī），節約了（le）能源（yuán）。永磁電機通過變頻（pín）器進行調速，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應用越來越廣泛的原因。　　采用永磁直驅（qū），取消了中間（jiān）的（de）減速機、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（chuán）動效率將提升至少20%。球磨機直驅係統的（de）傳動效（xiào）率不僅得到大幅提升，而且直驅係統的故（gù）障率（lǜ）低，維護檢修方便，還避免了傳統設（shè）備因漏油造（zào）成（chéng）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，還相當於把一個大功率（lǜ）電機做（zuò）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（dà）功率電機的輸入電壓，但是不增加電機的（de）輸入電流，電機不必采用高（gāo）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電壓和使用的變頻器容量，從而降低成（chéng）本。球磨（mó）機運行在輕（qīng）載工況時,完全可（kě）以隻運行部分（fèn）模塊電機（jī）驅動球磨機。　　傳統（tǒng）電機故障時，會導致電機合（hé）成磁（cí）動勢發生畸變，諧波含量增加，平均轉（zhuǎn）矩下降，轉矩波動顯著增加，無法（fǎ）繼（jì）續正常運行。而本產品進行了模塊化設（shè）計，每個模塊電機都具有一套獨立的控製係統（tǒng），大大（dà）提升（shēng）了電機控製的自由度,可以利用其多電機結構和控製（zhì）靈（líng）活（huó）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（kuài）電機即可正常（cháng）運行。模塊（kuài）化電機具有冗餘的模塊數，也可切除故障子模塊而控製其餘正常子模塊（kuài）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期。　　球磨機因加工誤（wù）差、軸承磨損、滾筒（tǒng）形變或重載產生震動等因素（sù）會發生轉子偏心現象，偏心嚴重時還會造（zào）成電機掃膛損壞電機，實（shí）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（dǎo）致永磁體用量增加，提（tí）高電機製（zhì）造成本。隨動式定子結構（gòu）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（xì）恒定，可將氣隙做（zuò）的更小，減少永磁體用量，電（diàn）機（jī）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（gèng）長，大體積球磨機檢修複雜（zá），降低檢修次數就是提高生（shēng）產效率（lǜ）。　　4、隨動式球磨機裝配示意圖　　二（èr）、永（yǒng）磁直驅立磨（mó）技術　　1、立磨（mó）直驅對比於傳統感應電機（jī）的優點( 1）變頻調速（sù）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（chà）。遇到突發事件，調整磨鞮（dī）高（gāo）度來改變係統工作環境，係統反應速（sù）度慢。永磁同步電機采用變頻調速，適應工（gōng）況（kuàng）能（néng）力強（qiáng）。遇到突發（fā）事件，除調整（zhěng）磨輾高度（dù）外，還增加了速度調（diào）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　　傳統係統因（yīn）三相感應電機（jī）無法在低（dī）速實現大轉矩輸出，需（xū）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（bú）對電網造成（chéng）過大的衝擊，需增加軟起動裝置。三相感應（yīng）電機起動後，通過減速器滿足係統轉矩需要，整個係統構成（chéng）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（mǎn）足需要，無需盤車係統和（hé）減速器，輔助係統少，結構簡單。　　(3）變頻器（qì）軟起動，起動過程隨意設定（dìng）　　傳統係統先（xiān）由低速盤車係（xì）統起動（dòng），待三相（xiàng）感應（yīng）電機達到起動條件後，軟起動裝置起動（dòng）三相感應電機（jī），係統運行。係統控（kòng）製複雜，低（dī）速無法實現過載輸出。在低速過（guò）程（chéng）需要盤車係統，將轉速提高到三（sān）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，係統控製簡單。變（biàn）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。低速可過載輸出，滿足起動需要，取代盤車（chē）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（yào）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（qì）結（jié）構複雜需要經常維（wéi）護，維（wéi）護成本費用高。同（tóng）時係統無（wú）法實現在低速運行的情況（kuàng）下進行係統維護。直驅係統（tǒng）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。係統內無減速器，無需額外進行維護，係統維護成本低。同時，係（xì）統（tǒng）可實現在電機（jī）低速運行情況下進行係統（tǒng）維護。　　(5）傳動效率高,節能（néng）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（liàng）達181萬元（yuán）。（按照5000h,0.6元/kWh）立式（shì）鯤磨機直驅係統的優勢與球磨機直驅係統相同，這（zhè）裏不（bú）再一—贅述。　　2、永（yǒng）磁直驅立磨結構（gòu）示意圖　　本新型立磨結構采（cǎi）用永磁直（zhí）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（háng）突破，通過設計一種（zhǒng）雙向載荷扇形模塊機構替代大直徑軸承（chéng），方便加工、生（shēng）產、運輸、裝配、維修，並降低成（chéng）本,在工程實（shí）際中具有很強的實用型。　　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機，代替傳統的減速機與三相異步電動機，永磁直驅電機（jī）具有雙向載荷機構與不同的放置位（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。

　　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（xiè）傳動鏈冗長、效（xiào）率低、機構複雜、運行（háng）維護工作量大等問題。　　沈（shěn）陽工業大學電機與控（kòng）製技術（shù）研究所與河南九幺免费版機電設備有限公司聯（lián）合（hé）設計研發的球（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，省去傳（chuán）統磨機（jī）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、係統免維（wéi）護、自動化程度高（gāo）等優（yōu）點。　　在控（kòng）製方麵,本產品電（diàn）機定子采用了模塊化設計，不僅降低了加工、製（zhì）造、運輸等難度，還相當（dāng）於把一個大功率電機做成（chéng）了多個小功率電機。模塊化（huà）電機的控製技術可以實現降（jiàng）低大功率電機的（de）輸入電壓，但是不增加電（diàn）機的輸入電流，電機不必采用高（gāo）等級絕緣。模塊化電機采用多台小功率變頻器（qì）聯合（hé）供電，這樣設計降低了（le）電機的供電電壓（yā）和使用的（de）變頻器容量，從而降低成本。每個模（mó）塊電機都具有一套獨立的控（kòng）製係統，大大提升（shēng）了電機控製的自由度，球磨機運行在輕載工（gōng）況時，完全（quán）可以隻運（yùn）行部分模塊電（diàn）機驅動球磨機。　　在結構方麵，本產（chǎn）品電機的（de）定子（zǐ）采用了一種自主設計研發的隨動式結構，將整圓的（de）定子分成若幹個（gè）相互（hù）存在間隙（xì）的小扇形塊，通（tōng）過機械（xiè）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而保持定子與（yǔ）轉子間隙恒定（dìng）的結構。本產品通過（guò）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（cǐ）電機的氣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（fú）降低電機（jī）永（yǒng）磁體用量，降低生產（chǎn）成本，節約稀土資（zī）源，節能用電量。當（dāng）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（yùn）行。使用本產品（pǐn）完全不（bú）會因電機發生（shēng）故障（zhàng）而（ér）影響（xiǎng）到生產工期。　　2、球磨機專用隨（suí）動式永磁直驅電機概述　　本產（chǎn）品的隨動式定子結構（gòu）構（gòu）成一種“小車（chē）結構”，滾筒就像公路，定子塊就像汽（qì）車。滾輪貼合滾筒旋（xuán）轉相當於汽車在（zài）公路（lù）行（háng）駛，公路的起伏不影響車輪與地麵（miàn）貼合，即滾筒偏心浮（fú）動不影響滾輪貼合滾（gǔn）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（zǎi）震動等原因造成電機偏（piān）心、氣隙不均勻時，仍能正常運轉，保證磨機始終運行在性（xìng）能狀態（tài），不必（bì）停（tíng）機檢修（xiū）。同時電機定子與轉子間的間（jiān）隙也可以做的更（gèng）小，減少永磁（cí）體用量，並且因為隨動式結構，電機不會發生（shēng）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，采用獨立的扇形定子塊結構，其隨動原理是在（zài）定（dìng）子塊的軸向兩側安裝滾輪且滾輪貼合（hé）滾筒來確定（dìng）定子與轉子間的間隙，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（qiú）磨機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，轉筒會向上（shàng）頂定子（zǐ）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（fāng）定子塊在受到永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（dǐng），保（bǎo）證下方定子塊的滾輪依（yī）然貼合轉筒外表麵，使定子塊跟隨（suí）轉筒波動而進行徑向與圓周方向（xiàng）的移動，從而（ér）保證定子（zǐ）、轉（zhuǎn）子之間的間隙不（bú）變。球（qiú）磨機滾筒向下（xià）複位（wèi）或繼續向下波動，則上方定子塊在受（shòu）到永磁體（tǐ）對其向下的吸引力的同時，彈性機構將上（shàng）方其向下壓,下方定子塊被轉筒向下壓（yā）。　　本產品彈性裝置的壓力大小可調，對於不同位置的定子（zǐ）塊設（shè）置不同的壓力,避免因彈（dàn）性裝置（zhì）設置的壓力過大造成滾輪或轉筒磨損較快（kuài）。　　本產品將（jiāng）永（yǒng）磁電（diàn）機采用模塊化（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（dìng）子（zǐ）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（mó）塊電機包繞式（shì）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架上的擋板來對定子塊進行圓周方向的限位。球磨（mó）機滾筒的法蘭處銜接T型（xíng）支撐板,用於支撐安裝電（diàn）機轉子鐵心及磁鋼。　　本產品的隨動式定子（zǐ）塊安（ān）裝拆卸十分便捷，隻需要沿球磨機的（de）徑向依次（cì）拆卸（xiè）密封外殼、彈（dàn）性機構、彈性機構與定子塊之間的連接杆、彈性機構支撐架（jià），即可將定子塊沿徑向拉（lā）出，進行檢修或更換新的定子塊（kuài）。　　3、采用本（běn）產（chǎn）品代替傳統磨機的電機驅動係統的優點　　現階段大多數（shù）的球磨機仍采用三相感應電（diàn）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有較高的效（xiào）率和功率因（yīn）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，電機運行平穩（wěn），係統響應速度快（kuài），感（gǎn）應電機則起動相對（duì）困難。這些也是近年來永磁電機（jī）應用越來越廣泛的（de）原因。　　采用永磁直驅，取消（xiāo）了（le）中間的減速機、聯軸器、及（jí）齒（chǐ）輪的傳動環節，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（mó）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（dī），維護檢修方便，還避免（miǎn）了傳統設（shè）備因漏油造成環境汙染。　　由於本產品電機定子采用了模塊（kuài）化（huà）設計，不僅降低了（le）加工，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（mó）塊化電機的控製技術可以實（shí）現降低大功率電機的輸（shū）入電壓（yā），但（dàn）是不增加電機的輸（shū）入電流，電機不（bú）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。這樣設計降低了電機的供電電壓和使用的變頻器（qì）容量，從而（ér）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塊電機驅動球磨機。　　傳統電機（jī）故障時（shí），會導致（zhì）電機合成（chéng）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（háng）了模塊化設計，每個模塊（kuài）電機都具（jù）有一套獨立的控製（zhì）係統（tǒng），大大提升了電機控製的自由度（dù）,可（kě）以利用其多電機結構和控製靈活的優勢，在（zài）發生故障時。可（kě）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。使用本產品完全不會因電機發生故障而影（yǐng）響到生產工期。　　球磨機因加工誤差（chà）、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（xiàn）象，偏（piān）心嚴重時還會造成（chéng）電機掃膛損壞電機，實（shí）際生產中常常通過增加氣隙大小來預防掃膛，而氣（qì）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（néng）在轉筒偏心時保證定子與轉子之間的間隙恒（héng）定，可將氣隙做的更（gèng）小，減（jiǎn）少永（yǒng）磁（cí）體用量，電機不（bú）會發生（shēng）掃膛現（xiàn）象（xiàng），同時因為該隨（suí）動式定（dìng）子結構在偏心時能繼（jì）續正（zhèng）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（zá），降低檢修次數就是提高生產效（xiào）率。　　4、隨動式球磨機裝（zhuāng）配示意圖　　二、永磁直驅立磨技術（shù）　　1、立磨直驅對比於傳統（tǒng）感應電機的優點( 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，工況適應（yīng）能力差。遇到突發事件，調整磨（mó）鞮高（gāo）度來改變係統工作環境，係統反應速度慢。永磁同步（bù）電機采用變頻調速，適（shì）應工況能（néng）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快速適應係統工作環境，係統（tǒng）反（fǎn）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速（sù）實現大轉矩輸出，需要額外的盤車係統滿足立磨的低速（sù）起動。為保證在電機起動過程不對電網（wǎng）造成過大的衝（chōng）擊，需增加軟起動裝置。三相感應（yīng）電機起動後（hòu），通過減速器（qì）滿足係（xì）統轉（zhuǎn）矩需要，整個係統構成複雜，係統（tǒng）運行的輔助設備很多。直驅係統由變頻控製係（xì）統控製永磁同步電機起動，轉矩（jǔ）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（guò）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）達到起動條件後，軟起動裝置起動三相感應電機，係統（tǒng）運行。係統控製複雜，低（dī）速無法實（shí）現過載輸出。在低（dī）速過程需要盤車係統，將（jiāng）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（qǐ）動，係統（tǒng）直接運行，係統控製簡單。變頻控製起動過程可根（gēn）據（jù）實際工況進行調整，以滿足各種工況的需求。低速（sù）可（kě）過載輸出，滿足起動需要（yào），取代盤車係統（tǒng）。　　(4）無減速器，維護成本更低,維護（hù）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（gòu）成單元多。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）行係統維護。直驅係統構成單元簡單，變（biàn）頻器控製永磁同步電機直接（jiē）驅動（dòng），控製方便。係統內無（wú）減速器，無需額外進行（háng）維護，係統（tǒng）維護成本低。同時，係統（tǒng）可實現在電機低速運行情況（kuàng）下進行係統維（wéi）護。　　(5）傳動（dòng）效率高,節能效果明（míng）顯　　綜上采用直（zhí）驅永磁（cí）電機取代傳統驅動（dòng）係統年節電量達181萬元。（按照5000h,0.6元（yuán）/kWh）立式鯤磨機直驅（qū）係統的優勢與（yǔ）球磨機直驅係統相同（tóng），這裏不再（zài）一—贅述。　　2、永磁（cí）直驅立磨結構示意圖　　本新型立（lì）磨結構采用永磁直驅電機驅動,提高了（le）立（lì）磨效（xiào）率。在立（lì）磨扶正軸承與壓力軸承上進行突破，通過（guò）設計一種雙向（xiàng）載荷扇形模塊機構替代（dài）大直徑軸承，方便加工、生產、運輸、裝配、維修，並降低成本,在工（gōng）程（chéng）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（shè）計了三種立磨專用永磁電機（jī），代替傳統的減速機與（yǔ）三（sān）相異步電動機，永磁直（zhí）驅電機具有雙向載荷機（jī）構與不同的放置位置，均能達到扶正與承（chéng）壓（yā）的作用，並且方便製造、裝配維護，節省成（chéng）本。均已申（shēn）請專 利（lì）。

　　1、技術背景　　傳統的球磨機（jī）、立磨機大都采用三相異步電動（dòng）機、聯軸器、減速裝（zhuāng）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、效率低、機構複雜（zá）、運行維護工作量大等問題（tí）。　　沈陽（yáng）工業大學電機與控製（zhì）技術研究所與河南九幺免费版機電設備有限公司聯合設（shè）計（jì）研發的球磨機、立磨機采用永磁直（zhí）驅電機,通過將電動機與機械結構進行機電一（yī）體化設計，取消動（dòng）力（lì）傳輸的中間環節，做成直驅方案（àn），能直接滿（mǎn）足荷（hé）載的需求，省去傳（chuán）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、過載能力強、係統免維護、自動化程度高（gāo）等優點。　　在控製方麵,本（běn）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（xiàng）當於（yú）把一個大功率電機做成了多個小功率電機。模塊化電機（jī）的控製技術可以實現（xiàn）降低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（hé）供電，這樣設計降低了電（diàn）機的供電電壓（yā）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球磨機。　　在結構方麵，本產品電機的定子采用了一（yī）種自（zì）主設計研發的隨動式結構，將整圓的（de）定子分成若幹個相（xiàng）互存在（zài）間隙的小扇形塊，通過機械結構設計，確（què）定了一種無論球磨（mó）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（chí）定子（zǐ）與轉子間隙（xì）恒定的結（jié）構。本（běn）產品通過（guò）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，因此電機的氣隙可以（yǐ）設計的（de）比普通永磁直驅電機的小很多，從而大幅降（jiàng）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，直接拆卸故障電機，更換新的（de）模（mó）塊電機（jī）即可正常運行。使用本產品完（wán）全（quán）不會因電機發（fā）生故障而影響到生產工期。　　2、球磨機專用隨動式永磁直驅（qū）電機概述　　本（běn）產品的隨動式定子結構構成一種“小車結構（gòu）”，滾筒就像（xiàng）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（yǔ）地麵貼合，即滾筒偏心浮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（zhóu）承磨損、滾筒形變、重載震動等原因造成電機偏心、氣隙不均勻時，仍能正常運轉，保證磨機始終運行在性（xìng）能狀（zhuàng）態，不必停機檢修。同時電機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（bìng）且因為隨動式（shì）結構（gòu），電機不會發生掃膛現象。　　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，其隨動原理是（shì）在定子塊（kuài）的軸向兩側安（ān）裝滾輪且滾（gǔn）輪貼合滾筒來（lái）確定定子與轉（zhuǎn）子間的間隙，定子塊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，轉筒會向上頂（dǐng）定子塊上安裝的滾輪，進而（ér）帶（dài）動定子塊向上移動，上方彈性機構繼續壓縮;下方定子塊（kuài）在受到永磁體對其向上的吸（xī）引力的同時，定子（zǐ）塊上（shàng）的彈（dàn）性機構（gòu）將其（qí）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。球磨機滾筒向下複位或繼續向下波動，則上方定（dìng）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（yā）,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，對於不同位置的定子塊設置不（bú）同的壓力,避免因彈性裝置設置的（de）壓力過大造成滾輪或轉筒磨損較快（kuài）。　　本產品將永磁（cí）電機（jī）采用模塊化控製，根據不同（tóng）功率的電機設計采用（yòng）不同個數的（de）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（gòu）成,多台模塊電機共（gòng）用同一個轉子，模塊電機包繞式安裝在球磨機滾筒上。相鄰隨動式定子塊間設有（yǒu）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（jiē）T型支撐板,用於支撐安裝電機轉子鐵心及（jí）磁鋼。　　本產品的隨動式（shì）定（dìng）子塊安裝拆卸十分便捷，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（jī）構與定子（zǐ）塊之間的連接杆、彈性機構支撐架，即可將定子（zǐ）塊沿徑向拉（lā）出，進行檢修或（huò）更換新的定（dìng）子塊。　　3、采用本（běn）產品代（dài）替傳統（tǒng）磨機的電機驅動係統的（de）優點　　現階段大多數的球磨機仍采用三相感應電動機、聯（lián）軸器、減（jiǎn）速裝置（zhì）以及齒輪結（jié）構進（jìn）行驅動。永磁（cí）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（hào）大大降低，節約了能源（yuán）。永磁電機通過變頻器進行調速，電機運行平穩，係（xì）統響應速度（dù）快，感應電機則起動相對（duì）困難。這些也是近年來永磁電機（jī）應用越來越廣泛的原因。　　采用永磁直（zhí）驅（qū），取消了中間的減速機、聯軸器、及齒（chǐ）輪的傳動（dòng）環節，縮短係統的傳動鏈，直驅係統的（de）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（shēng），而且直驅係統（tǒng）的（de）故障率低，維護檢修（xiū）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（jiā）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（kuài）化電機的控（kòng）製技術可以實現降低（dī）大功（gōng）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。這樣設計降低了電（diàn）機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（kě）以（yǐ）隻運行（háng）部分模塊電（diàn）機驅動球磨（mó）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（xià）降，轉（zhuǎn）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設計，每個模塊電機都（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製靈活的優勢，在發生故障時。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。模塊化電機具有（yǒu）冗餘的模塊數，也可切除故障子模塊而控製其餘正常子（zǐ）模塊降額運行。使用本產品完全不會（huì）因電機發生故障而（ér）影響到生產（chǎn）工期（qī）。　　球磨機因加工誤差、軸承磨損、滾筒形（xíng）變或重載產生震動等因素會（huì）發生轉子偏心現象，偏心嚴重時還會造成電（diàn）機掃膛損壞電機，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（huì）導致永磁體用量增加，提高電機製造（zào）成本（běn）。隨動式（shì）定子結（jié）構的模塊電機，能在轉筒偏心時（shí）保證定（dìng）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（tǐ）用量，電機不會發生掃膛（táng）現象，同時因為該隨動式定子結構在偏心時能繼續正常工作（zuò），檢修次數更少，工作時間更長，大體積球磨機檢（jiǎn）修（xiū）複雜，降低（dī）檢修次數就是提高生產效（xiào）率。　　4、隨動式球磨機裝配示意圖　　二、永磁（cí）直驅立磨技術　　1、立磨直驅對比於傳統感應電機的優點( 1）變頻調速控製，實現（xiàn）負載工況多樣性　　傳統立磨速度單（dān）一，工況適應能力差。遇到突發事件，調整磨鞮高度來改變係（xì）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（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（yīng）電機（jī）無法（fǎ）在低（dī）速實現大轉矩輸出，需要額外（wài）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（wǎng）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（jiǎn）速器滿足係統轉矩需要，整個係統構（gòu）成複雜，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（xìng）滿足需要（yào），無需盤（pán）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（yì）設定　　傳統係統先由低速盤車係統起動，待三相感應電機達到起動條件後，軟起動裝（zhuāng）置起動三相感應電機，係（xì）統運行。係統控製複雜，低速無法實現過載輸（shū）出。在（zài）低速過程需要盤車係統，將轉速提高到（dào）三相感應電機起動（dòng）條件。直驅係統直接變頻（pín）低速起動，係統直接（jiē）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（kuàng）的需求。低速可過載輸出，滿足起動需要，取代盤車係統。　　(4）無減速器，維護成本更低,維（wéi）護次數（shù）少　　係統（tǒng）各構成單元均需要時常檢查和定期（qī）維護，傳統係統構成單元多。同（tóng）時（shí）立磨減速器結（jié）構複雜需要經常維（wéi）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行係統（tǒng）維護。直驅係統構成（chéng）單元簡單，變（biàn）頻器控（kòng）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（chéng）本低。同時，係統可實現在電機低速運（yùn）行情況下進行係統維護（hù）。　　(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（xì）統（tǒng）年（nián）節電量達181萬元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨（mó）機直驅（qū）係統的優勢與球磨機（jī）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（xíng）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（chéng）上進行突破（pò），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（shí）用（yòng）型。　　針對大（dà）、中、小型不（bú）同尺寸的立（lì）磨，分別設計了三種立磨專用永磁電（diàn）機，代替傳統的減速機與三相異步電動機，永磁直驅電機具（jù）有雙（shuāng）向載荷機構與不（bú）同的放置位置，均能達到扶正與承壓（yā）的作用，並且方便製造、裝配維護（hù），節省成本。均已申請專 利（lì）。