1、技術背景　　傳統的球磨機、立磨機大都采用三（sān）相異步電動機、聯軸器、減速（sù）裝置以及齒輪結構進行（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（wèn）題。　　沈陽工業大學電機與控製技術研究所與河南春梦直播機電設備有限公司聯合設計研發的球磨機、立磨機采用永磁直驅電機（jī）,通過將電動機與（yǔ）機械結構進行（háng）機電一體（tǐ）化設計，取消動力傳輸（shū）的中間環節，做成直驅方案，能直接滿足荷（hé）載的需求，省去傳統磨機的減速機，顯著提高了電機的效率與功率因數，具有節能、起動轉矩大、過載能力強、係統免維護、自動化（huà）程度高等（děng）優點。　　在（zài）控製（zhì）方麵,本產品電（diàn）機定子采（cǎi）用了模塊化設計（jì），不僅降低了加工、製造、運輸等難度，還（hái）相當於把（bǎ）一個大（dà）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（jì）術可以實（shí）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，電機不（bú）必采（cǎi）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）和使用的變頻器容（róng）量，從而降低成本（běn）。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（jī）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（fèn）模（mó）塊電機（jī）驅動（dòng）球（qiú）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（fā）的隨動式結構，將整圓的定子分成若幹個相互存（cún）在間隙的小扇形塊，通過機械（xiè）結構（gòu）設計，確定了一種無論球磨機轉筒是否（fǒu）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（guò）機械結構設計保證定子與轉子間的間（jiān）隙恒（héng）定，電機不會發生掃（sǎo）膛現象，因此電機的氣隙可以設計的比普通永磁直（zhí）驅電機（jī）的小很多，從而大幅降低（dī）電機永（yǒng）磁體用量，降低生產成本（běn），節約（yuē）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（diàn）機，更換新的模塊電機（jī）即（jí）可正（zhèng）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。　　2、球磨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（jiù）像汽車。滾輪貼合滾筒旋轉相當於汽（qì）車在公路行駛，公路的起伏不影響車輪與地麵貼合，即滾筒（tǒng）偏心浮動不影響滾輪貼（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（zhèn）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（jī）始終運行在性能（néng）狀態，不必停機檢修。同時電機定（dìng）子與（yǔ）轉子間的間隙也可以做的更小，減少永磁（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（pǐn）電（diàn）機的定子為隨動式結（jié）構（gòu）,基於模塊化永磁直驅電機，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，定子塊徑向外側（cè）設有與支撐框架相連的（de）彈性機構。彈性機構在球磨機滾筒不偏心時處於半壓縮（suō）狀態,如果球磨機滾筒向（xiàng）上波動，轉筒（tǒng）會向上頂定（dìng）子塊上安裝的滾（gǔn）輪，進而帶動（dòng）定子塊向上移動，上方彈性（xìng）機構繼續壓縮;下方定（dìng）子塊在受到永磁體（tǐ）對其向上的吸引力的同時（shí），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（gǔn）輪依然貼合轉筒外表麵（miàn），使定子（zǐ）塊跟隨轉筒波動而進行徑（jìng）向與圓周方向的移動，從而保證定子、轉子之（zhī）間的間隙不變。球（qiú）磨（mó）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向下的吸引力的同時，彈性機構將上方其向下壓,下（xià）方定子塊被轉筒向（xiàng）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塊設置不（bú）同的壓力,避免因彈性裝置設置的壓（yā）力（lì）過大（dà）造成滾輪或轉筒磨損較（jiào）快。　　本產品將永磁電（diàn）機采（cǎi）用模塊化控（kòng）製，根據不（bú）同功率的電機設計采用不同個數的隨（suí）動式定子塊構（gòu）成一台模塊電機，一台整圓電機（jī）由多台模塊（kuài）電機構成,多台模塊電機共用同一個轉子，模塊電機包（bāo）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（de）法蘭處（chù）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）拆卸十分（fèn）便（biàn）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（dàn）性機構（gòu）支撐架（jià），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（yòng）本產（chǎn）品（pǐn）代替傳統磨（mó）機的電機驅動係統的優點　　現階段大多數的球磨機仍采（cǎi）用三相感應電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進（jìn）行驅動。永磁同步電機與（yǔ）感（gǎn）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（dà）大降低，節約了能源（yuán）。永磁電機通過變頻器（qì）進行調速，電機運行平穩，係（xì）統響應速度快，感應（yīng）電（diàn）機則起（qǐ）動相對困難。這些也是（shì）近年來永磁電機應用越來越廣泛的（de）原因。　　采用永（yǒng）磁直（zhí）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（dòng）效率（lǜ）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（tǒng）的故障率低，維護檢修方便，還避免了傳（chuán）統（tǒng）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（kuài）化設計，不僅降低了加工，製造（zào），運輸等難度，還相當於把一個大功率（lǜ）電機（jī）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（jī）的輸入電壓（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（xiǎo）功率（lǜ）變頻器聯合供電。這樣設計降（jiàng）低了電機的供（gòng）電電壓和使用的變頻器容量，從而降低成本。球磨機運（yùn）行在輕（qīng）載工況時（shí）,完全可以隻運行部（bù）分模塊電機驅動球磨機。　　傳統電（diàn）機故障時（shí），會（huì）導致電機合成磁動（dòng）勢發生（shēng）畸變，諧（xié）波含量增加（jiā），平（píng）均轉矩下降，轉矩波動顯（xiǎn）著增加，無法繼續正常運行（háng）。而本產品進行了模塊化設計，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度,可以利用其多電機（jī）結構和控（kòng）製靈活的（de）優勢（shì），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（huà）電機具有冗（rǒng）餘的模塊數，也可切除故（gù）障子模塊而控製其餘正常子模塊降額運行。使（shǐ）用本產品完全不會因電機發生故障（zhàng）而影響到生產工期。　　球磨（mó）機（jī）因加工誤差、軸承磨損（sǔn）、滾筒（tǒng）形（xíng）變或重載（zǎi）產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（zēng）加，提高電（diàn）機製造（zào）成（chéng）本。隨動式定子結構的（de）模塊電機，能在轉筒偏心時保證定子與轉子之間的間隙（xì）恒定（dìng），可將氣隙做的更小，減（jiǎn）少永磁體（tǐ）用量，電機不會發生掃膛現象，同時因為該隨動（dòng）式定子結構在偏心時能繼續正常（cháng）工作，檢修次數更少，工作（zuò）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（chǎn）效率。　　4、隨（suí）動式（shì）球磨機裝配示意圖　　二、永磁直驅立磨技術　　1、立磨直驅對比於傳統感（gǎn）應電機的優點( 1）變頻調（diào）速控製，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。遇到突發事件，調（diào）整磨鞮高度來改變係統（tǒng）工作環境，係統反應速度（dù）慢。永磁同步電機采用變頻調速，適應工況能（néng）力強。遇到突發事件，除調整磨輾高度外，還增（zēng）加了速度調節以快速適應係統工作環境（jìng），係統反應速度更快。　　(2）係統簡（jiǎn）單,可靠性高（gāo）　　傳統係統（tǒng）因三相感應電機無法在低速實現大轉矩輸出，需要額外的盤車（chē）係統（tǒng）滿足立磨的低速起動（dòng）。為保證在電機起動過程不對電（diàn）網造成過大的衝擊，需增加軟起（qǐ）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（de）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（zhuǎn）矩特性滿足需要（yào），無需盤（pán）車係統和減（jiǎn）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（tǒng）先由低速盤（pán）車（chē）係統起動，待（dài）三相感（gǎn）應（yīng）電（diàn）機達到起動條件（jiàn）後（hòu），軟起動（dòng）裝置起動三相感（gǎn）應電（diàn）機，係統運行。係統控（kòng）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，將轉速提高到三相感應（yīng）電機起動（dòng）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，取代盤車係統。　　(4）無減速（sù）器，維護（hù）成本更低,維護次數（shù）少　　係統各構成單元均需要時常檢查和定期維護（hù），傳統係（xì）統構成單元多。同時立磨減（jiǎn）速（sù）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（shí）現在低速運行的情況下進行係統維護。直驅係統構成單元簡單（dān），變頻器控製永磁同步（bù）電機（jī）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（jī）低速（sù）運行情（qíng）況下進行係統（tǒng）維護。　　(5）傳動效率高,節能效果明顯（xiǎn）　　綜上采用（yòng）直驅永磁電機取（qǔ）代傳統驅動係統年節電量達181萬元（yuán）。（按照5000h,0.6元（yuán）/kWh）立式鯤磨機直驅係統（tǒng）的優勢與球磨機直驅係統相同（tóng），這裏不再一—贅述。　　2、永磁（cí）直（zhí）驅立磨結構（gòu）示意圖　　本新（xīn）型立磨（mó）結構采用（yòng）永磁直驅（qū）電機驅動,提高了立磨效（xiào）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（shuāng）向載荷（hé）扇（shàn）形模塊機構（gòu）替代大直徑軸承，方便加工、生產、運輸、裝配、維修，並降低成本,在工程實際中具有很（hěn）強的實用型。　　針對大、中、小（xiǎo）型不同尺寸的立磨，分別設計（jì）了三種立磨（mó）專用永磁電機，代替傳統的（de）減速機與三相異步電動機，永磁直（zhí）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（chéng）壓的作用，並（bìng）且方便製造、裝配維護，節省（shěng）成本。均已申（shēn）請專 利。

　　1、技術背景　　傳統的球磨（mó）機、立磨機大（dà）都采用（yòng）三相異（yì）步電動機、聯軸器、減速（sù）裝置以及齒輪結構進行驅動，導致球磨機的傳動係（xì）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（shěn）陽工業大學電機（jī）與控製技術研究所（suǒ）與河南（nán）春梦直播機電設備有限公司聯合設計研發（fā）的球磨機、立磨機采用永磁直驅電機,通（tōng）過將（jiāng）電動機與機械結構進行機電一體（tǐ）化設計，取消動力傳輸的中間環節，做成直（zhí）驅（qū）方案，能（néng）直接滿足荷載的（de）需求，省去（qù）傳統磨（mó）機的減速機，顯著提高（gāo）了電（diàn）機的（de）效率與功（gōng）率因（yīn）數（shù），具有（yǒu）節能、起動轉矩大、過載能力強（qiáng）、係（xì）統免維護、自動化程度高等優點。　　在（zài）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，還相當於把（bǎ）一個大功率電機（jī）做（zuò）成了多個小（xiǎo）功率電機。模塊化電機的控製（zhì）技術可以實（shí）現降低大功（gōng）率電機的輸入電壓，但是不增加電機（jī）的輸入電流，電機不必采用高（gāo）等級絕緣。模塊化電機采用多台小功（gōng）率變頻器（qì）聯合供電，這樣設（shè）計降低了（le）電機的供電（diàn）電壓和使用的變頻器容量，從而降低成本。每（měi）個模塊電機都具（jù）有一套（tào）獨立的（de）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（kě）以隻運（yùn）行部分模塊電機驅動球磨機。　　在結構（gòu）方麵，本產品電機的定（dìng）子采（cǎi）用了一種自主設（shè）計（jì）研發的隨動式結構，將整圓（yuán）的定子分成若幹個相互存（cún）在間隙的小扇形塊，通過機械結構設計，確定了一種無論球磨（mó）機轉筒是否震動或偏心，定（dìng）子塊始終跟隨（suí）轉筒運動從而保持定子（zǐ）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（sǎo）膛現象（xiàng），因此電機的氣隙可以設計的比普通（tōng）永磁（cí）直驅電機的（de）小很多，從（cóng）而大幅（fú）降低電機永磁體用量（liàng），降低生產成本，節約稀土資源，節能用電量。當（dāng）模塊發（fā）生（shēng）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。使用本產品完全不會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（gài）述　　本產品的隨動式定子結構構成（chéng）一種“小車結（jié）構”，滾（gǔn）筒就像公路（lù），定子塊就像（xiàng）汽車。滾輪貼合滾筒旋轉相當於汽車在（zài）公路行駛，公（gōng）路的起伏不影（yǐng）響車輪與地麵貼合，即滾（gǔn）筒（tǒng）偏心浮動不影響滾輪貼合滾筒（tǒng），保（bǎo）證定（dìng）子、轉子間隙（xì）恒定，在（zài）球磨機（jī）因裝配誤差、軸承磨損、滾筒（tǒng）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，保證磨機始終運行在性（xìng）能狀態，不必停機檢修。同時電機定子與（yǔ）轉子間的間隙也可以做（zuò）的更小，減少永磁體用量，並（bìng）且因為隨（suí）動式結（jié）構，電機不會發（fā）生掃（sǎo）膛現象（xiàng）。　　本產品電機的定子為隨動式（shì）結構,基於模塊化永磁直驅電機，采用獨立的扇形定子塊結（jié）構，其隨動原理是在定子塊的軸向兩側安裝滾（gǔn）輪且滾輪貼合（hé）滾（gǔn）筒來確定定子與轉子間的間隙，定子塊（kuài）徑向外側設有與（yǔ）支撐框（kuàng）架相連的彈性機構。彈性（xìng）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（tǒng）向上波動，轉筒會向上頂定子塊上安裝的滾輪，進（jìn）而帶動（dòng）定子塊向上移動，上方彈性機構繼續壓（yā）縮;下方定子（zǐ）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（fāng）定子塊的滾輪依然貼合轉筒外（wài）表麵，使定子塊跟（gēn）隨轉筒波動而進行徑向與圓周方向的移動，從而保證定子、轉子之間的間隙不變（biàn）。球（qiú）磨機滾筒（tǒng）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（duì）其向下的吸（xī）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（de）定子塊設置不同的壓力,避免因彈性裝置設置的壓力（lì）過大造成滾輪或轉筒磨損較快。　　本產品將永磁電機采用模塊化控製，根（gēn）據不同功（gōng）率的電（diàn）機設計（jì）采用（yòng）不（bú）同個數的隨動式定子塊構成一（yī）台模塊電機，一台整圓電機由多台（tái）模塊電機（jī）構成,多台模塊電機共用同一個轉（zhuǎn）子，模（mó）塊電（diàn）機包繞式安（ān）裝在球磨機滾（gǔn）筒上。相鄰隨（suí）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（xiàng）的限位。球磨機滾筒的法蘭處（chù）銜接T型支撐板,用於支撐安裝電機轉子鐵心及磁鋼。　　本產（chǎn）品的隨動式定子塊安裝拆卸十分便捷，隻需要（yào）沿球磨機的徑向依（yī）次拆卸密封外殼、彈性機構、彈性機構與定（dìng）子塊之（zhī）間（jiān）的連接杆、彈性機構支撐架（jià），即可（kě）將定子塊（kuài）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（tǒng）磨（mó）機的電機驅動（dòng）係統的優點　　現階段大多數的（de）球磨機仍采用三相感應電動機、聯軸（zhóu）器、減（jiǎn）速裝置以及齒輪結構進行驅動。永磁同（tóng）步電機與感應電機相比優（yōu）勢是它有較高的效率和功率因數，損耗大大降低，節約了能源。永磁（cí）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，感應（yīng）電機則起動相對困難。這（zhè）些也是近年來永磁電機應用越（yuè）來（lái）越（yuè）廣泛的原因。　　采用（yòng）永磁直驅（qū），取消了中間的減速機、聯軸器、及齒輪的傳（chuán）動環節，縮短係統的傳動鏈（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（fú）提升，而且直驅係統的故障（zhàng）率低，維護檢修方便，還避免了傳統設備因（yīn）漏（lòu）油造成環境汙染。　　由於本產品電機定子采用了模塊化設計，不僅降（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（jī）做成了多個小功率電機。模塊化（huà）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（le）電機（jī）的供電電壓和使用的（de）變頻器容量，從而降（jiàng）低成（chéng）本。球磨機運（yùn）行在輕載工況時,完全可以隻運行部（bù）分模塊電機（jī）驅動球磨機。　　傳統電機故（gù）障時，會導（dǎo）致電機（jī）合成磁動勢發生畸變，諧波含量增（zēng）加，平均轉矩下降，轉矩波動顯（xiǎn）著（zhe）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,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（cháng）子模（mó）塊降額運行。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。　　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會發生（shēng）轉（zhuǎn）子偏心現象，偏心嚴重時還會造成電機掃膛損（sǔn）壞電機，實際（jì）生產中常常通過增加氣隙大小來預防掃膛，而氣隙增大（dà）會導致（zhì）永磁體用（yòng）量增加（jiā），提高電機製（zhì）造成本。隨動式定子結構（gòu）的模塊電（diàn）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（xiǎo），減少（shǎo）永磁體用量，電（diàn）機不（bú）會發生掃膛現象，同時因為該隨動式定子結構在偏心（xīn）時能繼續正常工作，檢修次數更少，工作時間更長，大體積球磨機檢修複雜，降低檢修次數就是提高生產效率。　　4、隨動（dòng）式球磨（mó）機裝（zhuāng）配（pèi）示意圖　　二、永磁直驅立磨（mó）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（lì）差。遇到突（tū）發事件，調（diào）整磨鞮高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（yīng）工況能力強。遇到突發事件，除調整磨輾高度外，還增加了速度調節以快（kuài）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　　傳統係統因三相（xiàng）感應電機無法在低速實現大轉矩輸出，需要（yào）額外的盤車係統滿（mǎn）足立磨的低速起動。為保證在電機起動過程不對電（diàn）網造成（chéng）過（guò）大的衝擊，需增加軟起動裝置。三相感應（yīng）電機起動後，通（tōng）過減（jiǎn）速器滿足（zú）係統轉矩需要，整個係統構成複雜，係（xì）統（tǒng）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（qǐ）動，轉矩特性滿足需（xū）要，無需盤車係統和減（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（shè）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（chū）。在（zài）低速過程需要盤車係（xì）統，將轉速提高到三相感應電機起動條件。直（zhí）驅係統直接變頻（pín）低速起動，係統直接運行，係統控製簡單。變頻控製起動過（guò）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（sù）可（kě）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,維護（hù）次數少　　係統各構成單元均需要時常（cháng）檢查和（hé）定期（qī）維護，傳統係統（tǒng）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（gāo）。同時係統無法實現在低速運行的情況下（xià）進（jìn）行係（xì）統維護。直驅係（xì）統構成單元簡單，變頻器控（kòng）製永磁同步（bù）電（diàn）機直接驅動，控製方便。係統內無（wú）減速器，無需額外（wài）進行維護，係統維護成本低。同（tóng）時，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（gāo）,節能效果明顯　　綜上采（cǎi）用直驅永（yǒng）磁電機取代傳統驅（qū）動係統年節電量達（dá）181萬元。（按（àn）照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機（jī）直（zhí）驅係統的優勢（shì）與球磨機直驅（qū）係統相同（tóng），這裏（lǐ）不再一—贅述。　　2、永磁直驅（qū）立磨結構示意圖　　本新型（xíng）立磨結構（gòu）采用（yòng）永磁直驅電機驅動,提高了立磨效率。在立磨扶正軸（zhóu）承（chéng）與壓力軸承上（shàng）進行突破，通過設計一種雙（shuāng）向載荷扇形模塊機構替代大直徑軸承，方便加工、生產、運輸（shū）、裝配、維修，並（bìng）降低成本,在工程實際（jì）中具有很強的實用型。　　針對大、中、小型不同尺寸的立（lì）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（yǔ）三相（xiàng）異步電動機，永磁直驅（qū）電機具有雙向載荷（hé）機構與不同的放置位置，均能達到扶（fú）正與承壓的作用，並且方便製造、裝配維護（hù），節（jiē）省成本（běn）。均已申（shēn）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（qì）、減速裝（zhuāng）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、效率低、機構複（fù）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（yǔ）河南春梦直播機電（diàn）設備有限公司聯合設（shè）計研發的球磨機、立磨（mó）機采用永磁直驅電機,通過將（jiāng）電動（dòng）機與機械結構進行機電一體化設（shè）計（jì），取消動力傳輸的中間環節，做（zuò）成直驅方案，能（néng）直接滿（mǎn）足荷載的需求，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，具有節能、起動（dòng）轉矩大、過載能力強、係統免維護、自動（dòng）化程度高（gāo）等優點。　　在（zài）控製方（fāng）麵,本產（chǎn）品電機定（dìng）子采用了模塊化設計，不僅降低了加工、製造、運（yùn）輸等難度，還相當於把一個大功率電機做（zuò）成了多（duō）個小功（gōng）率電機。模塊化電機的控製技術（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，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（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容量，從而（ér）降低成本。每個模塊電機都（dōu）具有一套獨立（lì）的控製係統，大大提升（shēng）了電機控製的自由度，球（qiú）磨（mó）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。　　在（zài）結構（gòu）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，將整圓的定子分成若幹個相互存在間隙的（de）小扇形塊，通過機械結構設（shè）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（héng）定的結構。本（běn）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（shí），直接拆卸故障電機，更（gèng）換新（xīn）的模塊電機即可正（zhèng）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工期。　　2、球磨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（gòu）成一種“小車結（jié）構”，滾筒（tǒng）就像公路，定子塊就像汽車。滾輪貼（tiē）合滾筒（tǒng）旋轉相當於汽車在公（gōng）路行駛，公路的起伏不影響車輪與地麵貼（tiē）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（dìng），在球磨機因裝（zhuāng）配（pèi）誤差、軸承磨損、滾筒形變、重載震動等原因造成電機偏心、氣隙不均勻（yún）時，仍能（néng）正常運轉，保證磨機始終運行在性能狀態，不必停（tíng）機檢修。同（tóng）時電機定（dìng）子與（yǔ）轉子間的間隙也可以做的更小（xiǎo），減（jiǎn）少永（yǒng）磁體用量（liàng），並且因為隨動式結構，電機不會發生掃（sǎo）膛（táng）現象。　　本（běn）產（chǎn）品（pǐn）電機的定子為隨動式結構,基於模塊化永磁（cí）直驅電機（jī），采用獨立的扇形定子塊結構，其（qí）隨動原理是在（zài）定子塊的軸向兩側安裝（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（cè）設有與支撐框（kuàng）架相連的彈性機構。彈性機構在（zài）球磨機滾筒不（bú）偏心時處於（yú）半壓縮（suō）狀（zhuàng）態,如果球磨機滾筒向上波動，轉筒會向上（shàng）頂定子塊上安裝的滾輪，進而（ér）帶動定子塊向（xiàng）上移動，上方彈（dàn）性（xìng）機構繼續壓縮;下方定子塊在受到永磁體對（duì）其向上的（de）吸引力的同時，定子塊上的彈性機構將其向上頂，保證（zhèng）下方定子塊的滾輪（lún）依然貼合轉筒外表（biǎo）麵（miàn），使定子塊跟隨轉筒波動（dòng）而進行徑向（xiàng）與圓周方向的移動，從而（ér）保證定子、轉子（zǐ）之間的間隙（xì）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（kuài）被轉筒向下壓。　　本產品彈（dàn）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（de）壓力,避（bì）免因彈性裝置設（shè）置的（de）壓力過大造成滾輪（lún）或（huò）轉筒磨損較（jiào）快。　　本產（chǎn）品將永磁電（diàn）機采用模塊化控製，根據不同功率（lǜ）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（shì）安裝在球（qiú）磨機滾筒上。相鄰隨動式定子塊（kuài）間設有固定在支撐框架上的擋板來（lái）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（yú）支撐安裝電機轉子鐵心及磁鋼。　　本（běn）產品的隨動式定子塊安（ān）裝拆卸十分便捷，隻需要沿球磨機的徑向依次拆卸密封（fēng）外殼、彈性機（jī）構、彈（dàn）性機構與定子塊（kuài）之間（jiān）的連（lián）接杆、彈性機構支撐（chēng）架，即可將定子塊沿徑（jìng）向拉出，進行檢修或更換新的定（dìng）子塊（kuài）。　　3、采用本產品代替傳統（tǒng）磨（mó）機的電機驅動係統的優（yōu）點　　現階段大（dà）多數的球磨機仍采用三相感應電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進行驅動。永磁同步電機與感應電（diàn）機相比優勢是它有較高的效率和（hé）功率因數，損耗大大（dà）降（jiàng）低，節（jiē）約了能源（yuán）。永磁電機通過（guò）變（biàn）頻器進行（háng）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（diàn）機應用越來越廣泛（fàn）的原因。　　采用永磁直（zhí）驅，取消了中間的減速機（jī）、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（mó）機直驅（qū）係統的傳（chuán）動效（xiào）率不僅得（dé）到大幅提升，而且直驅係統的故障率低，維護檢修方便，還避免了傳統設備因（yīn）漏油造成環境汙染（rǎn）。　　由於本產品電機定子（zǐ）采用了模塊化設計，不僅降低了加工，製（zhì）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（diàn）機。模塊化電機的（de）控製技術可以實現降（jiàng）低大功率電機的輸入電（diàn）壓，但（dàn）是不增加電機的輸入電流，電機（jī）不（bú）必采用高等級絕緣，模塊化（huà）電機采用多台小（xiǎo）功率變頻器聯合供（gòng）電。這樣設計降低了電機（jī）的供電電壓和（hé）使用的變頻器容量，從（cóng）而降低成本。球磨機運行在輕（qīng）載工況時,完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，諧波含量增加，平均轉矩下降，轉矩波動顯著增加，無法繼續正（zhèng）常運行。而本產品（pǐn）進行了模塊化設計（jì），每個（gè）模塊電機都具有一套獨立的控製係統，大大提升了電機控（kòng）製的自由度,可以利用其多電機結構和控製靈活（huó）的優勢，在發（fā）生故障時。可以直（zhí）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（de）模塊數，也可切除故障（zhàng）子模塊而控（kòng）製其餘正常子模塊降額運行。使用本產品完全不會因電機（jī）發生故障而影（yǐng）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（děng）因（yīn）素（sù）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（diàn）機，實際生產中常常通過增加氣隙大（dà）小來（lái）預防（fáng）掃膛（táng），而氣隙增大會導致永磁體用量增加，提高電機製造成本。隨（suí）動式定子結構的模塊電機，能在轉（zhuǎn）筒偏心時保證定子與轉子之間的間（jiān）隙恒定，可將氣隙（xì）做的更小，減少永磁體用量，電機（jī）不會發生（shēng）掃膛現象，同時因為該隨動式定子結構在（zài）偏心（xīn）時能繼續（xù）正常工作，檢修次數更少，工作時間更長（zhǎng），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（jī）裝配示（shì）意圖　　二、永磁直驅立磨技術　　1、立磨直驅（qū）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，調整磨鞮高度來改變係（xì）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（qiáng）。遇到突發事件，除調整磨輾高度外，還增加了（le）速度調節以快速適應係統工作環（huán）境，係統反應速度更快。　　(2）係統簡單（dān）,可靠性（xìng）高　　傳統係統因三（sān）相感應電機無法在低（dī）速實現（xiàn）大轉矩輸出，需要（yào）額外的（de）盤車係統滿足立磨的低速（sù）起動。為保證在電（diàn）機起動過（guò）程不（bú）對電網造成過大的衝擊，需增加軟起動裝置（zhì）。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（xì）統構成複雜，係統運行的輔助設備很多。直驅係統由（yóu）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，無需盤車係統和減速器，輔助係（xì）統少，結構簡單。　　(3）變頻器軟起動，起動過程隨意設定　　傳統係（xì）統先由低速盤（pán）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。係統控（kòng）製複雜，低速無（wú）法實現（xiàn）過（guò）載（zǎi）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動條件（jiàn）。直驅係統（tǒng）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（chéng）可根據實際工況進行調整，以滿足各種工況（kuàng）的（de）需求。低速可過載輸出，滿足起動需要，取代盤車係（xì）統。　　(4）無減（jiǎn）速器，維護成本更低,維（wéi）護（hù）次（cì）數少　　係統（tǒng）各構成單元（yuán）均需要時常檢查（chá）和定期（qī）維護，傳統係統構（gòu）成單（dān）元多。同時立磨（mó）減速器結（jié）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（kuàng）下進行係統維護。直驅係統構成單（dān）元簡單（dān），變頻（pín）器控製永磁（cí）同步電機直接驅動，控製方便。係統內無減速器（qì），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（jī）低速運行情況下進行係（xì）統維（wéi）護。　　(5）傳動效率高（gāo）,節能效（xiào）果明顯　　綜（zōng）上采用直（zhí）驅永磁電機取代傳統驅動係統年節電量達181萬元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機直（zhí）驅係統的優勢與球磨機直驅係統相同，這裏不再（zài）一—贅述。　　2、永磁直驅立磨（mó）結構示意圖　　本新型立磨結構（gòu）采用永磁（cí）直驅電機驅（qū）動,提高了立（lì）磨效率。在立磨扶（fú）正軸承與（yǔ）壓力軸承上（shàng）進（jìn）行突（tū）破，通過設計一種雙向載荷扇（shàn）形模塊機構替代大直徑軸承，方（fāng）便加（jiā）工、生產、運輸、裝配、維修，並降低成本,在工程實際中具有很強的（de）實（shí）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（de）減速機與三相異步（bù）電動機，永磁（cí）直驅電機具有雙向（xiàng）載荷機構與不同的（de）放置位置（zhì），均能達到扶正與承（chéng）壓的作用（yòng），並且方便製（zhì）造（zào）、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、立磨機大都采用（yòng）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（qiú）磨機的（de）傳動係統存在機械傳動鏈冗長、效率低、機構複雜（zá）、運（yùn）行維護（hù）工作（zuò）量大等問題。　　沈陽工業大（dà）學電機與控製技術研（yán）究所與河南春梦直播機電設備有限公司聯合（hé）設計研發的球磨機、立磨（mó）機采用永磁直驅電機（jī）,通過將電動機與（yǔ）機械結構進行機電一體化（huà）設計，取消動力（lì）傳輸的中間環節（jiē），做成直驅方案，能直接滿足荷載的需（xū）求，省去傳統磨機的減速（sù）機，顯著提高了電機的效（xiào）率與功率因數，具有節能、起動轉矩大（dà）、過載能力強、係統免維護、自動（dòng）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（nán）度，還相（xiàng）當於把一（yī）個大功率電機做成了多個（gè）小功率電（diàn）機（jī）。模（mó）塊化電（diàn）機（jī）的控製技術可以實現降低大（dà）功率電機的輸入電壓，但是（shì）不增加電機的輸入（rù）電流（liú），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（shǐ）用的（de）變頻（pín）器容量，從（cóng）而降低成本。每個模（mó）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（de）自由度，球磨機運行在輕載工況時（shí），完全（quán）可以隻運行部分模塊電（diàn）機驅動球磨機。　　在結構方麵，本產品電機的定（dìng）子（zǐ）采用了一種自主設計研發的隨（suí）動（dòng）式結構（gòu），將整圓的定子（zǐ）分成若（ruò）幹個相互存在間隙的小扇形塊，通過機（jī）械結構設（shè）計，確定（dìng）了一種無論球磨機轉筒是（shì）否震動或偏心，定子塊（kuài）始終跟隨轉筒運動從而保持定子與轉子間隙恒（héng）定的結構。本（běn）產品通過機械結（jié）構設計保證定子與轉子間的間（jiān）隙恒定，電機不（bú）會發生掃膛現象（xiàng），因此電機的氣（qì）隙可以設計的比普通永磁直驅電機的小很多，從（cóng）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（shēng）故障時，直接拆卸（xiè）故障電機，更換新的模塊（kuài）電機即可正常運行。使用本產品完（wán）全不會因電機發生故（gù）障而影響到生產工期。　　2、球磨（mó）機專用隨動（dòng）式永（yǒng）磁直驅電（diàn）機概述　　本產品的隨動式定子結構（gòu）構成一種“小車結構”，滾筒就像（xiàng）公路，定子塊就像汽車（chē）。滾輪貼合滾筒旋轉相當於（yú）汽車在公（gōng）路行駛，公路的起伏不影響車輪與地麵貼合，即（jí）滾筒（tǒng）偏（piān）心浮動不影響（xiǎng）滾輪貼合滾筒（tǒng），保證（zhèng）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（yuán）因造成電機偏（piān）心、氣隙不均勻時，仍能正常運轉，保證（zhèng）磨機始終運行在性（xìng）能狀態，不必停機檢修。同時電（diàn）機定子與轉子間（jiān）的間隙也可以（yǐ）做的更（gèng）小，減少永磁體用量，並且因為隨動（dòng）式結構（gòu），電機不會（huì）發生掃膛現象。　　本產品電機的定子（zǐ）為隨動式（shì）結構,基於模塊化永（yǒng）磁直驅電機，采（cǎi）用獨立的扇（shàn）形定子塊結構，其隨動原理是在定子塊的（de）軸（zhóu）向兩側（cè）安裝滾輪且滾輪貼合滾筒來確定定子與轉子間的（de）間隙（xì），定子塊徑向外側設有（yǒu）與支撐框架相連的彈性機（jī）構（gòu）。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（mó）機滾筒向（xiàng）上波動，轉筒會向上（shàng）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對其向上的吸引力的同時，定子塊上的彈性（xìng）機構將其向上頂，保證下方定子塊的滾輪依然貼合轉筒外表麵，使定子塊跟隨轉筒波動（dòng）而進行徑向與圓（yuán）周方向的移動，從而保證定子、轉子之間的間隙不變。球磨（mó）機滾筒向下複位或繼（jì）續向（xiàng）下波動，則上方定子塊在受到（dào）永磁體對其向下（xià）的吸引力的同時，彈性機構將上方（fāng）其向下壓,下方定子塊（kuài）被轉筒向下壓。　　本（běn）產品彈性（xìng）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,避免因彈性裝置設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（cǎi）用（yòng）模塊化控製，根據不同功率（lǜ）的電機設計采用不同個數（shù）的隨動式定子塊構成（chéng）一台（tái）模塊電（diàn）機（jī），一台（tái）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（dìng）子塊（kuài）進行（háng）圓周方向的限位。球磨機滾筒的法蘭處（chù）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（de）隨動（dòng）式定子塊安裝拆（chāi）卸十分便捷，隻需要沿球磨機（jī）的徑向依次拆卸密（mì）封外殼、彈性機構、彈性機（jī）構（gòu）與定子塊之間的連（lián）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（xiū）或更（gèng）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（de）優點　　現階（jiē）段大多數的球磨機仍采用三相感應電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進行驅動。永磁同（tóng）步電機與感應電機相比優（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（guò）變頻器進行調速，電機運行平穩，係統（tǒng）響應速度快，感應電機（jī）則起動相對困難。這些也是近（jìn）年來永磁電機（jī）應用越來越廣泛的原因。　　采用永磁直驅，取消了中間的減速機、聯軸器、及齒輪的傳（chuán）動環節，縮短係統的傳動鏈，直驅係統（tǒng）的傳動效率將提升至少20%。球磨機直驅係（xì）統的傳動效率不僅得（dé）到大幅（fú）提升，而且直驅係統的（de）故（gù）障率低，維護檢修方便，還避免了傳統設備因（yīn）漏油造（zào）成環境汙染。　　由於（yú）本產品電機定子采（cǎi）用了模塊化設計，不僅降低了加工，製（zhì）造（zào），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功率電機的輸（shū）入電壓（yā），但是（shì）不增加電機的（de）輸入電流，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（pín）器聯合供電。這樣設計降低了電機的供（gòng）電電壓（yā）和使用的變頻器容量，從而降低成本。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。　　傳統（tǒng）電（diàn）機故障時，會導致電機合成磁動勢發生畸變，諧波含量增加（jiā），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（chǎn）品進（jìn）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，大大提升了電（diàn）機控製的自由度,可以利用其多（duō）電機結構（gòu）和控製靈活的優勢（shì），在（zài）發生故障（zhàng）時。可以直接拆卸故障電機更換新的模塊電機即可（kě）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（zǐ）模塊而（ér）控（kòng）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（xíng）變或重載產生震動等因素會發生轉子偏心現象（xiàng），偏心嚴重時還（hái）會造成電機掃膛損壞電（diàn）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（tí）高電機製造成本。隨動式定子結構的模塊（kuài）電機，能在（zài）轉筒偏心時（shí）保證定子與轉子之間的（de）間隙恒定，可將氣（qì）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（wéi）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（shǎo），工作時間（jiān）更（gèng）長，大（dà）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（shì）意圖（tú）　　二、永磁直（zhí）驅立（lì）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，實現負載工況多樣性　　傳（chuán）統立磨速度（dù）單一，工況適應（yīng）能力差。遇到（dào）突發（fā）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（zhěng）磨輾高度外，還增加了（le）速度調節以快速適應係統工作環境（jìng），係統反應速度更快。　　(2）係（xì）統簡單,可靠性（xìng）高　　傳統係統因三相感應電機無法（fǎ）在低速實現（xiàn）大（dà）轉矩輸出，需要（yào）額外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（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，通過減速器滿（mǎn）足係統轉矩（jǔ）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統控製永磁同步電機起動，轉矩特性滿足需要，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（qǐ）動（dòng）過程（chéng）隨意設定（dìng）　　傳（chuán）統係統先由低速盤車係統起動，待三（sān）相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。係統控製複雜，低速無法實現過載（zǎi）輸出。在低速過程需要盤車係統，將轉速提（tí）高到三相感應電（diàn）機起動條件。直驅係統直接變頻低速起（qǐ）動，係統直接運行（háng），係統控製簡單。變頻控製起動過程可根據實（shí）際工況進行調整，以滿足各種工況的需求（qiú）。低速可過載輸出，滿（mǎn）足起動需要，取代（dài）盤車係統。　　(4）無減速器，維（wéi）護成本更低,維護次數少　　係統（tǒng）各構成（chéng）單（dān）元均需要時常檢查和定期維護，傳統係統（tǒng）構成單元多。同時立磨減速器結構（gòu）複雜需要經常維（wéi）護，維護成本費用高。同（tóng）時係統無法實現在低速運行的情況下（xià）進行係統維護。直驅係統構成單元簡單，變（biàn）頻（pín）器控製永磁同步電機直接驅動，控製方便。係（xì）統（tǒng）內無減（jiǎn）速器，無需額外進行維護，係（xì）統維護成本低。同時，係統可實現在電（diàn）機低速運行情況下進行係統維護。　　(5）傳（chuán）動效率高,節能效果明顯　　綜上采（cǎi）用直驅永磁電機取代傳統驅動係統（tǒng）年節電量達181萬元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機直驅（qū）係統（tǒng）的優勢與球（qiú）磨機直驅係統相同，這裏不再一—贅述（shù）。　　2、永磁直驅立磨（mó）結構示意圖　　本新型立磨結構采（cǎi）用永磁直（zhí）驅電機驅動,提高（gāo）了立磨效（xiào）率。在立磨扶正軸承與壓力（lì）軸承上進行突破，通（tōng）過設（shè）計（jì）一種雙向載荷扇形模塊機構替代大直（zhí）徑軸承，方便加工、生產、運輸、裝配、維修，並降低成（chéng）本,在工程實際中具有很強的實用型（xíng）。　　針對大、中、小型（xíng）不同尺寸的立磨，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（yǔ）三相（xiàng）異步電動機（jī），永磁直驅電機具有（yǒu）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（sān）相異步電動機、聯（lián）軸器、減速裝置以及齒輪結構進（jìn）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（lǜ）低、機構（gòu）複雜、運行維護工作量（liàng）大等問題。　　沈陽工業大學電機與控製（zhì）技術研究（jiū）所與河南春梦直播機（jī）電設備（bèi）有限（xiàn）公司聯合設計研發的球磨機、立磨機采用永（yǒng）磁直驅（qū）電機,通過將（jiāng）電動機與機械結（jié）構（gòu）進行機（jī）電一體化（huà）設計，取消（xiāo）動力傳輸的中（zhōng）間環（huán）節，做成直（zhí）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（jī）的效率與功率因數，具有節（jiē）能、起動轉矩大、過載（zǎi）能力（lì）強、係統免維（wéi）護、自動化程度高等優點。　　在控製方麵,本產品電機定子采用（yòng）了模塊化設計，不僅降低了加工、製造、運（yùn）輸等難度，還相當（dāng）於把一個大功率電機做（zuò）成了多個小功率電機。模塊化電（diàn）機的控製技（jì）術可（kě）以實現降低大功率電機的輸入電壓，但是不增加電機的輸入電流，電機不必采用高等級絕緣。模塊化電機采用多台小功率變（biàn）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（biàn）頻器容量，從而降低成本。每個模塊電機都具有一套獨立（lì）的控製係統，大（dà）大提升了電機控製的自由度，球磨機運行在輕載工況時（shí），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（diàn）機的定（dìng）子采用了一（yī）種自主設計研發的隨動式結構，將整圓的定子分成若幹個相互存在（zài）間隙的小扇形塊，通過機械結構（gòu）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（kuài）始終跟隨轉筒運動從而保持定子與轉子間隙恒（héng）定的（de）結構。本產品通過機械結構設計保（bǎo）證定子與轉子間（jiān）的間隙恒定（dìng），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（tōng）永磁直驅電機的小很多，從而大（dà）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（yòng）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構（gòu）成一（yī）種“小車（chē）結（jié）構”，滾筒就像公路，定子塊就（jiù）像汽車。滾輪貼合滾筒旋轉相當於汽車在公路行駛，公（gōng）路的起伏不（bú）影響車輪與地麵貼合，即滾（gǔn）筒偏心浮動不影響滾輪貼（tiē）合滾筒，保（bǎo）證定（dìng）子、轉子（zǐ）間（jiān）隙恒定，在球磨（mó）機因裝（zhuāng）配誤差、軸（zhóu）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，保證磨機始終運行在性能狀態，不必停機檢修。同時（shí）電機定子與轉子間的間隙也可以做（zuò）的更小（xiǎo），減少永磁體用量，並（bìng）且因為隨動式結構，電機不會（huì）發生掃（sǎo）膛現象（xiàng）。　　本產（chǎn）品電機的定子為隨動式結構,基於模塊化永磁直驅電機，采用獨立的扇形定子塊結構（gòu），其隨動原理是在定子塊的軸向（xiàng）兩側安裝滾輪且滾輪貼合滾（gǔn）筒來確定（dìng）定子與（yǔ）轉子間的間隙，定（dìng）子塊徑向（xiàng）外側設有與支撐框（kuàng）架相連的彈性（xìng）機（jī）構。彈性機構在球磨機滾筒不偏心時處（chù）於半壓縮狀態,如果球磨（mó）機滾筒向上波（bō）動，轉筒會向上頂定子塊（kuài）上（shàng）安裝（zhuāng）的（de）滾（gǔn）輪，進而帶動定子塊（kuài）向上移（yí）動，上方彈性機構繼續（xù）壓縮;下方（fāng）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（jiāng）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（dìng）子（zǐ）塊跟隨轉筒波動而進（jìn）行徑向與圓周方向的移動，從而保證定子、轉子之間的（de）間隙不變。球磨機滾筒向下（xià）複位（wèi）或繼續向下波動，則上（shàng）方（fāng）定子塊（kuài）在受到永（yǒng）磁體對其向下的（de）吸引力的同時，彈性機構將（jiāng）上方其向下壓,下方定子塊被轉筒向下壓。　　本產（chǎn）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（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用不同個數（shù）的隨動式定子塊構成一（yī）台模塊電機，一台整圓電機由多台模塊電機構成,多（duō）台模塊電機共用同一個轉子，模塊電機包繞式安（ān）裝在球磨機滾筒上。相鄰隨（suí）動式定子塊間設有固定在支撐框架上的擋板來對定子塊進行圓周方向的限位。球磨機滾筒的法蘭處銜（xián）接T型支撐板,用於支撐安裝電機轉子鐵心及磁鋼（gāng）。　　本產品的隨動式定子塊安裝拆卸（xiè）十分便（biàn）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，進行檢修或更換新的（de）定子塊。　　3、采用本（běn）產品代替傳統磨機的電（diàn）機驅動係統（tǒng）的優點　　現階段大多數的球磨機仍采用三（sān）相感應電動（dòng）機、聯軸器、減速裝置以及（jí）齒輪結構進行驅動（dòng）。永磁同步電機與感應電機相比優勢是（shì）它有較高的效率和功（gōng）率因數（shù），損耗大大（dà）降低，節約了能源。永（yǒng）磁電（diàn）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（yīng）電機則起動相對困難（nán）。這些也是近年來永磁電機應用越來越廣泛的（de）原因。　　采用永磁直驅，取消了中間（jiān）的減速機、聯軸器、及齒輪的傳動環節，縮（suō）短係統的傳動（dòng）鏈，直（zhí）驅係統的傳動效率將提升至少20%。球磨機直驅係（xì）統的傳動效率不僅得到大（dà）幅提升，而（ér）且直驅係統的（de）故障率低，維（wéi）護檢修方便，還避免了傳統設（shè）備因漏油造成環境（jìng）汙染。　　由於本產品電機定子采用了（le）模塊化設計，不僅（jǐn）降（jiàng）低了加工，製造，運輸等難（nán）度，還（hái）相當於（yú）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（dī）大功率電機（jī）的輸入電壓（yā），但是不（bú）增加（jiā）電機的（de）輸入電流，電機（jī）不（bú）必采用（yòng）高等級絕緣，模塊化電機采用多台小功率（lǜ）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（pín）器容量，從而（ér）降低成本。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。　　傳統電機故障時（shí），會導（dǎo）致電機合成磁動勢發生畸變，諧波含量增加（jiā），平均轉矩下降，轉矩波動顯（xiǎn）著增加，無法繼續正常運行（háng）。而本產品進行了模塊化設計，每個模塊電機都具有一套獨立的控製係統，大大（dà）提升了電機控製的自由度,可以利用其多電機結構和控製靈活的優勢，在發（fā）生故（gù）障時。可以直接拆卸故（gù）障電機（jī）更換新的模塊電機即可正常運行（háng）。模塊化電機具（jù）有冗餘的模（mó）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（pǐn）完全不會因電（diàn）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會（huì）發生轉子偏（piān）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（tōng）過增加（jiā）氣隙大小來預防掃膛，而氣（qì）隙增大會導致永磁體用量（liàng）增加，提高電機製造成（chéng）本。隨動式定子結構的模塊電機，能（néng）在轉筒偏（piān）心時保證定子與轉子之間的間隙恒（héng）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（tóng）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，大體積球磨機檢修複雜，降低檢修次數就是提高生產效（xiào）率。　　4、隨動式（shì）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（yōu）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（shì）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（yòng）變頻調速，適應工況（kuàng）能力強。遇到突（tū）發事件，除（chú）調整磨輾（niǎn）高度外，還增加了速度調節以快速適應（yīng）係統工作環境（jìng），係統反應速度更快。　　(2）係統簡（jiǎn）單,可靠性高　　傳統係統（tǒng）因三相感應電機無法在低速實現大（dà）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擊，需增加軟起動裝置。三（sān）相感應電機起動後，通（tōng）過減速器滿足係統轉矩需要（yào），整個係統構成複雜，係統運行的輔助設備很多。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（wú）需盤車係統和減速器，輔助（zhù）係統（tǒng）少，結構簡單。　　(3）變頻器軟（ruǎn）起動，起動過程（chéng）隨意設定　　傳統係統先由（yóu）低速盤車係統起動，待三相感應（yīng）電機達到起動條件後，軟起動裝置起動三相（xiàng）感應電機，係統運行。係統（tǒng）控製複雜，低（dī）速無法實現過載輸出。在低（dī）速過程需要盤車係統，將轉速（sù）提高到（dào）三相感（gǎn）應電機起動條（tiáo）件。直驅係統直接變（biàn）頻低速起動，係統（tǒng）直接運行，係統控製簡單。變頻控製起動過程可根據實（shí）際工況進行調整，以滿足各種工況的（de）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,維護次數少　　係統各（gè）構成（chéng）單元均（jun1）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（qì）結構複雜需要經常維護，維護成本（běn）費用高。同時係統（tǒng）無法實現在（zài）低速運行的情況下進行係統維護。直驅（qū）係（xì）統（tǒng）構成單元簡單，變頻器控製永磁同步電機直接驅動（dòng），控製方便。係統內（nèi）無減速器（qì），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（tǒng）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（chuán）統驅動係統年節電量達181萬元。（按（àn）照5000h,0.6元/kWh）立式鯤（kūn）磨機直驅（qū）係統（tǒng）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（gòu）示（shì）意圖　　本新型立磨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（zhèng）軸承與壓力（lì）軸（zhóu）承上進行突破，通過設計一種雙向載荷扇形模塊機構替代大直（zhí）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（zhōng）具有很強（qiáng）的實用型。　　針對（duì）大、中、小型不同尺寸的立磨，分別設計（jì）了三種立磨專（zhuān）用永磁電機（jī），代替傳統的減速機與三相異步電動機，永（yǒng）磁直驅電機具（jù）有雙向載荷機構與不同的放置位置，均能達到扶（fú）正與（yǔ）承壓的作用，並且方便製造、裝配維護，節省成本。均已申請專（zhuān） 利。

　　1、技術背景（jǐng）　　傳統的球磨機、立磨（mó）機（jī）大都采（cǎi）用三相異步電動機、聯軸器（qì）、減速裝（zhuāng）置以及齒輪結構進行驅動，導致球磨機的傳動係（xì）統存在機械傳動鏈冗長、效率低、機構複雜、運行維護工（gōng）作量（liàng）大等問題。　　沈陽工業大（dà）學電機與控製技術研究所與（yǔ）河南春梦直播機電設備（bèi）有限公司聯合設（shè）計研發（fā）的球磨機、立磨機采用永磁直驅電機,通過將（jiāng）電動機與機械結構進行機電一體化（huà）設計，取消動（dòng）力（lì）傳輸的（de）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，顯著提高了電機的效率與功率因數，具有節能、起動轉矩大、過載能力強、係統免維護、自動化（huà）程度高等優點。　　在控製方麵,本產（chǎn）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（děng）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（dī）大功率電（diàn）機（jī）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。模塊（kuài）化電（diàn）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，從而降低成本。每個模塊電機都具有一（yī）套獨立（lì）的控製係統，大大提升了電（diàn）機（jī）控製的自由度，球磨機運行在（zài）輕載工況時，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（de）定子采用（yòng）了一種自主設計研發的隨動式（shì）結構，將整圓的定子分成若幹個相（xiàng）互存在間隙的小扇形塊，通（tōng）過機械結構設計，確定了一種無論球磨機（jī）轉筒是否震（zhèn）動或偏心，定子塊始終跟隨轉筒運動從而保持定（dìng）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（dìng）子與轉子間（jiān）的間隙恒定，電機不會發（fā）生掃膛現象，因此電（diàn）機的氣隙（xì）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（dī）電機（jī）永磁體（tǐ）用量（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（zhàng）電機，更換新的（de）模塊電（diàn）機即可正常（cháng）運行。使用本（běn）產品完全不會因電機發生故障而影響到（dào）生（shēng）產（chǎn）工期。　　2、球磨機專用隨動式永磁直（zhí）驅電機概述（shù）　　本（běn）產品的隨（suí）動式（shì）定子結構構成（chéng）一種“小車結構（gòu）”，滾筒就像公路，定子塊就像汽車（chē）。滾輪貼合（hé）滾筒旋（xuán）轉（zhuǎn）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，即滾筒偏心浮動不影（yǐng）響滾輪貼合滾筒，保（bǎo）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（xíng）變、重載（zǎi）震（zhèn）動等原因造成電機偏心、氣隙不均勻時（shí），仍（réng）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（zuò）的更小，減少永磁體用量，並且因（yīn）為隨（suí）動式結構，電機不會發生掃膛現象。　　本產品電機的定子為隨動式結構,基於模塊化永磁直驅（qū）電機，采用獨（dú）立（lì）的扇（shàn）形定子塊結構，其隨動原理是（shì）在（zài）定子塊的軸向兩側安裝滾輪且滾輪貼合（hé）滾筒來（lái）確（què）定定子與轉子（zǐ）間的間隙，定子塊徑向（xiàng）外側設有與支（zhī）撐框架相（xiàng）連的彈性機構。彈性機構在球磨（mó）機滾筒不偏（piān）心時處於（yú）半壓縮狀態,如果球磨機滾筒向上（shàng）波動，轉（zhuǎn）筒會向上頂定子塊上（shàng）安（ān）裝的滾輪，進而帶動定子塊（kuài）向上移動，上方彈性（xìng）機（jī）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，定子塊上的彈性機構將其向上頂，保證下（xià）方定子塊的滾輪（lún）依然（rán）貼（tiē）合轉筒外（wài）表麵，使定子塊跟隨轉筒波（bō）動而進行（háng）徑向與圓周方向的移動，從而保證定子、轉（zhuǎn）子之間的間隙不變（biàn）。球磨機滾（gǔn）筒向下複位或繼續向下（xià）波（bō）動，則上方定子塊（kuài）在受到（dào）永磁體對其向下的吸引力的同時（shí），彈性機構將上方其（qí）向下壓,下方定子塊被轉筒（tǒng）向（xiàng）下壓。　　本產品（pǐn）彈性裝（zhuāng）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（yā）力,避免因彈性（xìng）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（yǒng）磁電機采（cǎi）用模塊化控製，根據不同功率的電機（jī）設（shè）計采用（yòng）不同個數的隨動式定子（zǐ）塊構（gòu）成一台模塊電機，一台（tái）整圓電（diàn）機由多台（tái）模塊電機構成,多台（tái）模塊電機共用同（tóng）一個（gè）轉子，模塊電機包繞式安裝（zhuāng）在（zài）球磨機滾筒上。相鄰隨動式定子塊間設有固定在支撐框架（jià）上的擋板來對定子塊進行圓周（zhōu）方向的限（xiàn）位。球磨機滾（gǔn）筒的（de）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外殼、彈性機構、彈性機（jī）構與定子塊之間的連接杆、彈（dàn）性機構支撐架，即可（kě）將定子（zǐ）塊沿徑向拉出（chū），進行檢（jiǎn）修或更換新的定子塊。　　3、采用本產品代替傳統磨機（jī）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（lián）軸器、減速裝置以及齒（chǐ）輪結構進行驅動。永磁同步電機與（yǔ）感應電機相（xiàng）比優勢是（shì）它有較（jiào）高的效率和功率因數，損耗大大降低，節（jiē）約了能源。永磁電（diàn）機（jī）通過變頻器進行調速，電機運行平（píng）穩，係統響應速度快，感應電（diàn）機則起動相對困難。這（zhè）些也是近年來永磁電機應用越來越廣泛的原（yuán）因。　　采用永磁直驅（qū），取消（xiāo）了中（zhōng）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（qū）係統的傳（chuán）動效率將提升至少20%。球磨機直驅係統的傳動效（xiào）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。　　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電機做成了（le）多個小功率電機。模塊化電（diàn）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小功率變頻（pín）器聯合供電。這樣設計降低了電機的供電電壓和使（shǐ）用的變頻器容量，從而降低成本（běn）。球磨機運行在輕載工況（kuàng）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，會導致電機合成磁動勢發生（shēng）畸變，諧波含量增加，平均轉矩下降，轉矩（jǔ）波動顯著增加，無法繼續正常運行。而（ér）本產品進行了模塊化設計，每個模塊電機都具有一套獨立的控製（zhì）係統，大大提升了（le）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（gèng）換新的模塊電機即可正常運行。模塊化電機具有冗餘的（de）模塊數（shù），也可切除（chú）故障子模塊而（ér）控製其餘正常子模塊降額運行。使用本（běn）產品完（wán）全不會因電機發生故障而影響到生產工期。　　球磨機因加工誤（wù）差、軸承磨損、滾筒形變或重載產生震動等因（yīn）素會發生（shēng）轉子偏心現象，偏心嚴重時（shí）還會造成電機掃膛損壞電機，實際生產中常常（cháng）通過增加氣隙大小來預防掃（sǎo）膛，而氣隙增大會（huì）導致永磁體用量增（zēng）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（bǎo）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（zhǎng），大體積球磨機檢修複雜，降低檢修次數就是（shì）提高生產效率。　　4、隨（suí）動式（shì）球磨機裝配示意圖　　二、永磁直驅立磨（mó）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（chuán）統立磨速度單一，工況適應能力差（chà）。遇到突發事件，調整磨鞮高度（dù）來改變係統工作環境，係統反應（yīng）速度慢。永磁同步電機（jī）采用變頻調速，適應工況能力（lì）強。遇到突發事（shì）件，除調整磨輾高度外，還增加了（le）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）係統簡單,可靠性高　　傳（chuán）統係統因三相感應電機無法在低速實（shí）現（xiàn）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（bǎo）證在電（diàn）機起動過（guò）程（chéng）不（bú）對電網造成過大的衝擊，需增（zēng）加軟起動裝置。三（sān）相感應電機起動（dòng）後，通過減速器滿足係統（tǒng）轉矩需（xū）要，整個係統（tǒng）構成複雜，係統運行的輔助設備很多（duō）。直驅係統（tǒng）由變頻控製（zhì）係統控製永磁同（tóng）步（bù）電機起動，轉矩特性滿足需要，無需盤車係統（tǒng）和減速器，輔助係統少，結構簡單（dān）。　　(3）變頻器軟（ruǎn）起動，起動過程隨意設定　　傳統（tǒng）係統先由低速盤車（chē）係統起動，待三相感應（yīng）電機（jī）達到起動條件後，軟起動裝置起（qǐ）動三相感（gǎn）應電機，係統運行。係統控製複雜，低速無法實現過載輸出。在低速過程需（xū）要盤車係統，將轉速提高到三相感應電機起動條（tiáo）件。直驅係統直接變頻低速（sù）起動，係統直接運（yùn）行，係統控製簡單。變頻控製起動（dòng）過（guò）程可根據（jù）實際工況進行調整，以（yǐ）滿足各種工況的需（xū）求。低速可過載輸出，滿足起動需要（yào），取代盤車係統。　　(4）無減速器，維護（hù）成本更低,維護次（cì）數少　　係統各構成單元均需要時常檢查和定期維護，傳統（tǒng）係統構成單元多。同（tóng）時立磨減速器結構複雜需要經常維護，維護成本（běn）費用高。同時係統無法實現（xiàn）在低速運行的情況下進行係統維護。直（zhí）驅係統構成單元簡單（dān），變（biàn）頻（pín）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（wéi）護成本低（dī）。同時，係統可實現在電機低速運行情況下進（jìn）行係統（tǒng）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統（tǒng）驅（qū）動係統年節電量（liàng）達181萬元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機直驅係統的優勢（shì）與球磨機直驅係統（tǒng）相同，這裏不再一—贅述（shù）。　　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（jī）驅動,提高了立磨效率。在（zài）立磨扶正軸承與壓力軸（zhóu）承上進行突破，通過設計一種（zhǒng）雙（shuāng）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（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，分別設計了三種立磨專用（yòng）永磁電機，代替傳統的減（jiǎn）速機與三相異步電動機，永磁直（zhí）驅電機具有雙向載荷機構與不同（tóng）的放置位置，均能（néng）達到扶正與承壓的作用，並且方便製（zhì）造、裝（zhuāng）配維（wéi）護，節省（shěng）成本。均已申請專 利。