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（jī）、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（tǒng）存在（zài）機械傳動鏈冗長、效率低、機構複雜、運行維護工作量大等（děng）問（wèn）題。　　沈陽工業大（dà）學電機與控製技術研究所與河南全新機（jī）電設（shè）備有限公司（sī）聯合設（shè）計研發的球磨機、立磨（mó）機采用永磁直驅電（diàn）機,通過（guò）將（jiāng）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（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（lǜ）與功率因（yīn）數，具有節能、起動轉矩大、過（guò）載能力強、係統免維護、自動化程度高等優點。　　在控製（zhì）方（fāng）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），還相當於把（bǎ）一（yī）個大功（gōng）率電機（jī）做（zuò）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（dà）功率電機的輸入電壓，但是不增加電機（jī）的（de）輸入電流，電（diàn）機不（bú）必（bì）采用高等級絕緣（yuán）。模（mó）塊化電機采（cǎi）用多台小功率變頻器聯合供電，這（zhè）樣設計降低了電機的供電電壓和（hé）使用的變頻器（qì）容量，從而（ér）降低（dī）成本。每個模塊電機都（dōu）具有一套獨立的控（kòng）製係統（tǒng），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（jī）。　　在結構方麵，本（běn）產品（pǐn）電機的定子采用了一種自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小扇（shàn）形塊，通（tōng）過機械結構設計，確定了（le）一種（zhǒng）無論球磨機（jī）轉筒是否震動或偏（piān）心，定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（guò）機械結構設計保證定（dìng）子與轉子間的間隙恒定（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永（yǒng）磁直驅電機的小很多，從（cóng）而大幅降低電機永磁體用量，降低（dī）生產成本，節約稀土資（zī）源，節能用電量（liàng）。當模塊發生故障時，直接（jiē）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機發生故（gù）障而影響到（dào）生產工期。　　2、球磨機（jī）專用隨（suí）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（gōng）路，定子塊就像汽（qì）車。滾輪貼合滾筒旋轉相（xiàng）當於汽車在公路行駛，公路（lù）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（héng）定，在球（qiú）磨機因裝配誤差、軸承磨損、滾筒形變、重載（zǎi）震（zhèn）動等原（yuán）因造成電機偏心、氣隙不均勻時，仍能正常（cháng）運轉，保（bǎo）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（zǐ）與轉子間的間隙（xì）也可以做的更小（xiǎo），減少永磁體用量，並且因為隨動式結構，電機不會發生掃（sǎo）膛現象。　　本（běn）產品電機的定子（zǐ）為隨動式結構,基於模塊（kuài）化永磁直驅電機，采用獨立的扇形定（dìng）子塊結構，其隨動原理是在定子塊的軸向兩側安裝滾輪且滾輪（lún）貼合滾筒來確定定子與（yǔ）轉子間的間隙，定子（zǐ）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（xīn）時處於半壓縮狀態,如果（guǒ）球磨機滾筒向上（shàng）波動（dòng），轉筒會向上頂定子塊上安（ān）裝的滾輪，進而帶動定（dìng）子塊向上移動，上方彈性機構繼續壓縮;下方定子塊在（zài）受到永磁體（tǐ）對其向上的吸引力的同時，定子塊上（shàng）的彈（dàn）性機構將其（qí）向上頂（dǐng），保證下方定子塊的滾輪依然貼合轉筒外表麵，使定子塊跟隨轉筒波動而進行徑向（xiàng）與圓周（zhōu）方向的移動，從而保證定子、轉子之間的間隙不變。球磨機（jī）滾筒向下複位或繼續向下波（bō）動，則上（shàng）方定子塊在受到永磁（cí）體對其向下的吸引力的同時，彈性機構將上方其向下壓,下方定子塊被轉筒（tǒng）向下（xià）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（yā）力,避免（miǎn）因彈性裝置設（shè）置的壓力過大造成滾（gǔn）輪或轉筒磨損較快。　　本產品將永磁電機（jī）采（cǎi）用模（mó）塊化控製，根據不同（tóng）功率的電機設計（jì）采用不（bú）同個數的隨動式定子塊構成一台模塊（kuài）電機，一台整（zhěng）圓（yuán）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（zhuāng）在球磨機滾筒上。相鄰隨動式（shì）定子（zǐ）塊間（jiān）設有固定在支撐框架上的擋板（bǎn）來對定子（zǐ）塊進行圓周（zhōu）方向（xiàng）的限位。球磨機滾筒的法（fǎ）蘭處銜接T型支撐板,用於支（zhī）撐安裝電機（jī）轉子鐵心及磁（cí）鋼。　　本產品的隨動式定子塊安裝拆卸十分便捷，隻需要沿球（qiú）磨機的徑向依次拆卸密封外殼、彈性機（jī）構（gòu）、彈性機（jī）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（xiàng）拉出（chū），進（jìn）行檢（jiǎn）修（xiū）或更換新（xīn）的定子塊。　　3、采用本產品代替傳統磨（mó）機的電機驅動係統的優點　　現階（jiē）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（dòng）。永磁同步（bù）電機與感應（yīng）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。永磁電機（jī）通（tōng）過變頻器進行（háng）調速，電機運（yùn）行平穩，係統響應速（sù）度快，感應電機則起動相（xiàng）對困難。這些也是近年來（lái）永磁電機應用越（yuè）來越廣泛的（de）原因。　　采用永磁（cí）直驅，取消了中間的（de）減速機、聯軸器、及齒輪的（de）傳動環節（jiē），縮短係統的傳動鏈，直驅係統的傳動效率將（jiāng）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，維護檢修方（fāng）便，還避免了傳統設備因漏油造成環境（jìng）汙染。　　由於本產品電機定子（zǐ）采用了（le）模塊化設計，不僅（jǐn）降低（dī）了加工，製造，運輸等難度，還相當於把一個大（dà）功率（lǜ）電（diàn）機做成了多（duō）個小功（gōng）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（rù）電壓，但是（shì）不增（zēng）加電（diàn）機的輸（shū）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合供電。這（zhè）樣設計降低了電機的供電電壓和使（shǐ）用的（de）變頻器容量，從而（ér）降低成本。球磨（mó）機運行在輕載工（gōng）況時,完全可以隻運行部分模塊電機驅動（dòng）球（qiú）磨機。　　傳統電機故障時，會導致電機合（hé）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。而本（běn）產（chǎn）品進（jìn）行了模塊化設計，每個模塊電機都具有一套獨立的（de）控製係統（tǒng），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（zhì）靈活的（de）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（cháng）運行。模（mó）塊化電機具有冗餘的模塊數，也可切（qiē）除故障子模塊而（ér）控製其餘正常子模塊降（jiàng）額運行。使用（yòng）本產品完全不會因電機發生故障而（ér）影響（xiǎng）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，偏心嚴重時還會（huì）造成電機（jī）掃膛損壞（huài）電機，實際生（shēng）產中常常（cháng）通過（guò）增加氣隙大（dà）小來預防掃膛，而氣隙增大會導致永磁體用量增加，提高電機製造成本。隨動式定子結構的（de）模塊電機，能在轉筒偏心（xīn）時保證定子與轉子之間的間（jiān）隙恒定，可（kě）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（zhèng）常（cháng）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（xiū）次數就是提高（gāo）生產效率（lǜ）。　　4、隨動式球磨機裝配（pèi）示意圖　　二、永磁直驅立磨技（jì）術　　1、立磨直驅對比於（yú）傳統感應電機的優點( 1）變（biàn）頻調速控（kòng）製，實現負載工況多樣性　　傳統立磨速（sù）度單一，工況適（shì）應能力差。遇到突發事件，調整磨（mó）鞮（dī）高度來改變係統工作環境，係統反應速度慢。永磁同步電機采用變頻（pín）調速，適應工況能力強。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（yīn）三相感應電機無法在低速實現大轉矩（jǔ）輸出，需要額外的盤（pán）車係統滿（mǎn）足立磨（mó）的低速起動。為保證在電機起動過程不對（duì）電網造成過大的衝擊（jī），需增加軟起動裝（zhuāng）置。三相感應電機起動後，通過減速器滿足係（xì）統轉矩需要，整個係統構成（chéng）複雜，係統運行的輔助設備很多。直驅係統由（yóu）變頻控製係統控製永磁同（tóng）步電機起動，轉矩特性滿足（zú）需要，無需盤車係統和（hé）減速器（qì），輔助係統少（shǎo），結構簡（jiǎn）單。　　(3）變頻器軟起動，起動過程隨意設定　　傳統係統先由（yóu）低速盤車係統起動，待三相感應（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，低速無法實現過（guò）載輸（shū）出（chū）。在低速過程需要盤車係（xì）統（tǒng），將轉（zhuǎn）速提高到三相感應電機起動條件。直驅係統直接變頻低速起動，係統直接運行，係統控製簡單。變（biàn）頻控製起動過程可根據實際工況進（jìn）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（dòng）需要（yào），取代盤車係（xì）統。　　(4）無減速器，維護成本更（gèng）低,維護次數少　　係統各構成單（dān）元均需要時常（cháng）檢查和定期（qī）維護，傳（chuán）統係統構成單元多。同時立磨減速器結構複雜需要（yào）經常維護，維（wéi）護成本費用高。同（tóng）時係統無（wú）法實現在低（dī）速運行的情況下進行係統維護。直驅係統構成單元簡單，變頻器控製永磁同步電機直（zhí）接驅動，控製方便。係統內無減速器，無（wú）需額外進行維護，係統維護成本低。同（tóng）時，係統可實現在電機低速運行情況下進行（háng）係（xì）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（qǔ）代傳統驅（qū）動係統年（nián）節電量達181萬元。（按照5000h,0.6元/kWh）立（lì）式鯤磨機直驅係統的優勢（shì）與球（qiú）磨機直驅係統相同，這裏不再一—贅述。　　2、永磁直（zhí）驅立磨結構示意圖　　本新型（xíng）立磨結（jié）構采用永磁直驅電機驅動（dòng）,提高（gāo）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（zǎi）荷扇形模塊機構替代大直徑軸承，方便加工、生（shēng）產、運輸、裝配、維修，並（bìng）降低成（chéng）本,在工（gōng）程實際中具（jù）有很（hěn）強的（de）實用型。　　針對大、中、小型不同尺寸的立磨（mó），分別設計了三種立磨（mó）專用永磁電機（jī），代替傳統（tǒng）的減速機（jī）與三相（xiàng）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置，均能達到扶正與承壓的作用，並且方便製造、裝配維（wéi）護，節省成本。均已申請專 利。

　　1、技術背景　　傳統的球磨機、立磨（mó）機大（dà）都采用三相異（yì）步（bù）電動（dòng）機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構（gòu）進行驅動（dòng），導致（zhì）球磨機的傳（chuán）動係統存在機械傳（chuán）動鏈冗（rǒng）長、效率（lǜ）低、機構複（fù）雜、運行維護工作量大等問題。　　沈陽（yáng）工業大學電機與控製技術研（yán）究所與河南全新機電設備有限公司聯合設計研發的球磨（mó）機、立磨機（jī）采用永磁直驅電機,通過將電動機與（yǔ）機械結構進行機電一體化設計（jì），取（qǔ）消動力傳輸（shū）的中（zhōng）間環節，做成直驅方案，能直接滿足荷載的需求（qiú），省去傳統磨機的減速機，顯著提高（gāo）了電（diàn）機的效率與功率（lǜ）因數（shù），具有節能、起動轉矩大、過載能力強（qiáng）、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（jī）定子采用了模塊（kuài）化（huà）設計，不僅降低了加（jiā）工、製造、運（yùn）輸等（děng）難度，還（hái）相當於把一（yī）個大功率電機做成了多（duō）個小（xiǎo）功率電機。模塊化電（diàn）機（jī）的控製技術可以實現降低大功率電機的輸入電（diàn）壓，但是不增加電機的輸入電（diàn）流，電機不必采用高等（děng）級絕緣。模塊化電機采用多（duō）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（dī）成本。每個模塊電機都（dōu）具有（yǒu）一（yī）套獨立的控（kòng）製（zhì）係統，大（dà）大提（tí）升了電機控（kòng）製的自由度，球磨機運行（háng）在輕載工況時，完全可以隻運行部分模塊（kuài）電機驅動球磨機。　　在結構方麵，本產品電機（jī）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在間隙的小扇形（xíng）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（xīn），定子塊（kuài）始終跟（gēn）隨轉（zhuǎn）筒運動從而保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（zǐ）間的間隙（xì）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（chǎn）成本，節約（yuē）稀土資源，節（jiē）能用電量（liàng）。當模塊（kuài）發生故障時，直接拆卸故障電機，更換（huàn）新的（de）模塊（kuài）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（dòng）式永磁（cí）直驅電（diàn）機概述　　本產品的隨動式定子（zǐ）結構構成一種“小車結構”，滾筒（tǒng）就（jiù）像公路（lù），定子塊就（jiù）像汽車。滾輪貼合滾筒旋轉相當於（yú）汽車在公路行駛，公路的起（qǐ）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，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）等原因造成電機偏心、氣（qì）隙不均勻時，仍能正（zhèng）常運轉，保（bǎo）證磨機始終（zhōng）運行在性（xìng）能狀態（tài），不必停機檢修。同時電機定子與轉子間的間隙也可以做的更小，減少永磁體用量，並且因為隨動式結構，電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（mó）塊化永磁直驅電機，采用獨立的扇（shàn）形定子塊結構，其隨動原理是在定子塊（kuài）的軸向兩側安裝滾輪且滾輪貼合滾筒來確定定（dìng）子與轉子間的間隙，定子塊徑向外側（cè）設（shè）有與支（zhī）撐（chēng）框（kuàng）架相連（lián）的彈性機構。彈性機構在球磨機滾筒不偏心時處（chù）於半（bàn）壓縮狀態,如果（guǒ）球磨機滾筒向上波動，轉筒會向（xiàng）上（shàng）頂定子塊上安裝的滾輪，進（jìn）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（kuài）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（jiāng）其向上頂，保證下（xià）方定子（zǐ）塊的滾輪（lún）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，從而保證定子、轉（zhuǎn）子之間的間隙不（bú）變。球磨機滾筒向下複（fù）位或繼續向下波動，則上方定子（zǐ）塊在（zài）受到永磁體對其向（xiàng）下的吸引力的同時，彈性機構將（jiāng）上方其向（xiàng）下壓,下方定子塊被轉筒（tǒng）向下（xià）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（tóng）的壓力（lì）,避免因（yīn）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（yuán）電機由多台模塊電機構成,多台模塊電機共用同（tóng）一個轉子，模塊電機包（bāo）繞式安裝在球磨機滾筒上。相鄰（lín）隨（suí）動式（shì）定子塊間設（shè）有固定在支撐框架上的擋（dǎng）板來對定子塊進（jìn）行圓周方（fāng）向的限位。球磨（mó）機滾筒的法蘭（lán）處銜接T型支撐板,用於支撐安裝電機轉子鐵心及磁鋼。　　本產品的隨動式定子塊安裝拆（chāi）卸十分便捷，隻需要沿球磨機的徑向依次拆卸密封外殼（ké）、彈性機構（gòu）、彈性機構與定子（zǐ）塊之間（jiān）的連接杆、彈性機構（gòu）支撐架，即可將定（dìng）子（zǐ）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機驅動（dòng）係統的優點　　現階（jiē）段大多數的球磨機仍采用三相感應電動機、聯軸（zhóu）器、減速裝置以及齒輪結構進行驅動。永磁同步電機與感應電機（jī）相比優勢是它有較高的效率和功率（lǜ）因數，損耗大大降低，節約了能源。永磁電機通過變頻器（qì）進行調速，電機運行平穩，係統響應速度快，感應電機則（zé）起動（dòng）相對困難（nán）。這些也是（shì）近年來永（yǒng）磁電機應用越來越（yuè）廣泛的（de）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（tǒng）的傳動鏈（liàn），直驅係統的傳動效率將提升至少20%。球磨機直（zhí）驅係（xì）統的傳動效率不（bú）僅得到大幅提（tí）升，而且直驅係統的故障率低，維護檢修方便，還避免（miǎn）了傳統設備因漏油造成（chéng）環境（jìng）汙染（rǎn）。　　由於本產品電機定子采用了模塊化設（shè）計（jì），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（lǜ）電機做成（chéng）了多個（gè）小功率電機。模塊化電機的控製技術可以實現降低大功率電機的輸入電壓，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（yòng）的變頻器容量，從而降低成本（běn）。球磨（mó）機運行在輕載工況時（shí）,完全可以隻運行部分模塊電機（jī）驅（qū）動球磨機。　　傳統電（diàn）機故障時，會導致電機合成磁動勢發生畸變，諧（xié）波含（hán）量增加，平均轉矩下降，轉矩波動顯著增（zēng）加，無法繼續正常運行。而（ér）本產品進行了模塊化設（shè）計（jì），每（měi）個模塊（kuài）電機都（dōu）具有一套獨立的控製係統（tǒng），大大提升了電機控製的自由度,可以利用（yòng）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（zhàng）電（diàn）機更換新的模（mó）塊（kuài）電機即（jí）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運（yùn）行。使用本產（chǎn）品完全不會因電機發生故（gù）障而影響到生產（chǎn）工期。　　球磨機因加工誤差、軸承磨（mó）損、滾筒（tǒng）形變或重載產（chǎn）生震動等因素會發生轉子偏心現象（xiàng），偏心嚴重時還會造成電機掃膛損（sǔn）壞電機，實際生產中常常通過增加氣隙大小來預防掃膛，而氣隙增大會導致永磁體用量增加，提高（gāo）電機（jī）製造成本（běn）。隨動（dòng）式定子（zǐ）結構的模塊電機，能（néng）在轉筒偏心時保證定子與（yǔ）轉子之間的間隙恒定，可將氣隙做的（de）更小，減少永磁體（tǐ）用量（liàng），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（néng）繼續正常工作，檢修次數更（gèng）少，工作（zuò）時間更長，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（diǎn）( 1）變頻調（diào）速控製，實現負載工況多樣性　　傳統立（lì）磨速度（dù）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統工作環境，係統（tǒng）反應（yīng）速度慢。永磁同步（bù）電機采用變頻調速，適應工況能力強。遇到突發事件，除調整磨輾高度外，還增加了（le）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（xì）統簡單,可靠（kào）性高　　傳（chuán）統係統因（yīn）三相感（gǎn）應電機無法在低速實現大轉矩輸出（chū），需要額外的盤車（chē）係統（tǒng）滿足立磨的低（dī）速起動。為保證在電機起動過程不對電網造成過大的衝擊，需增加軟起動裝置。三相感應電機起動後，通過減速器滿足係統轉矩（jǔ）需要（yào），整個係統構成複（fù）雜，係統運行的輔助（zhù）設（shè）備很多。直驅係統由變（biàn）頻控製係統控（kòng）製永（yǒng）磁（cí）同步電機起動（dòng），轉矩（jǔ）特性滿足（zú）需（xū）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（qǐ）動過程隨意設定　　傳統係統先由（yóu）低速盤（pán）車係統（tǒng）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，係統運行。係統控製複雜，低（dī）速無法實現過載（zǎi）輸出。在低速過程需要盤車（chē）係統，將轉速提高（gāo）到三相（xiàng）感應電機起動條（tiáo）件。直驅係統直接變（biàn）頻低速起動，係統直接運行，係統控製簡（jiǎn）單。變頻控（kòng）製起（qǐ）動過程可根據實際工況進行調整，以滿足各種（zhǒng）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（chéng）單元（yuán）均需要（yào）時常（cháng）檢查和定期維護，傳統係統構成單元（yuán）多。同時立（lì）磨減速器（qì）結構複雜需要（yào）經常維護，維護成本（běn）費用高。同（tóng）時係統無法實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，變頻器控製永磁同步（bù）電機直接驅動，控製方便。係統內無減速器，無需額外進行維護，係統維護成本低。同時，係統可實現在電（diàn）機低速運行情況下進行係統維（wéi）護。　　(5）傳動效率高,節能效果明顯　　綜上采用直驅永磁電機取代傳統驅動（dòng）係統（tǒng）年節電量達181萬（wàn）元（yuán）。（按照（zhào）5000h,0.6元/kWh）立（lì）式（shì）鯤磨機直驅係統的優勢（shì）與球磨機直（zhí）驅（qū）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（zhí）驅（qū）電（diàn）機驅動,提高了立磨效率。在立（lì）磨扶正軸承（chéng）與壓力軸承上進行突破，通過設計一種雙向載荷扇形模塊機構替代大直徑軸承，方便加工、生產、運輸、裝配、維修，並降低成（chéng）本,在工程實際（jì）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（jì）了三種立磨專用永磁電機，代替傳統（tǒng）的減速機與三（sān）相異步電動機，永磁直驅電機具有雙向（xiàng）載荷機構與不同的放置位置，均能達到扶正與承壓的作用，並且方便製造、裝配維護，節省成（chéng）本。均已申請專（zhuān） 利。

　　1、技術背景　　傳（chuán）統的球磨機、立磨機大（dà）都（dōu）采用三相異步（bù）電動機、聯軸器、減（jiǎn）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（chuán）動鏈冗長（zhǎng）、效率低、機（jī）構複雜、運行維（wéi）護工作量大等問題。　　沈陽工業（yè）大學電機（jī）與控製技術（shù）研（yán）究所與河南全新機電設備有限公司聯合設計研發的球磨（mó）機（jī）、立磨機采用永磁直驅電機,通過將電（diàn）動機（jī）與機械結構進行機電一（yī）體化（huà）設計，取消動力（lì）傳輸的中間（jiān）環（huán）節，做成直驅方案，能直接（jiē）滿足荷載的需求，省去傳統磨機的減速機，顯著提高了（le）電機的效率與功（gōng）率因數（shù），具（jù）有（yǒu）節能、起動轉矩大、過載能力強、係統免維護、自動化程度高等優點。　　在控製方麵,本產品電機定子（zǐ）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（le）多個小功率電機。模塊化電（diàn）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（jī）采用多台小功率變頻器聯合供電，這樣設計降低了（le）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（dōu）具有一套獨立的控製係統，大大提升了電機控製（zhì）的自由度，球磨機運行在輕載工（gōng）況時，完全（quán）可以隻運行部分（fèn）模塊電機驅動球磨機。　　在結（jié）構方麵，本產品電機的定子采用了一種自主設計研發的隨動式結構，將整圓（yuán）的定子分成若幹個相互存在（zài）間隙的小（xiǎo）扇形塊，通過機械結構設計，確定（dìng）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（zhuǎn）筒運動從而保持（chí）定子與轉子間隙恒定（dìng）的結構。本產品通過（guò）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（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。使用本產品完全不會因電機發生故障而影（yǐng）響到生（shēng）產工（gōng）期。　　2、球磨（mó）機（jī）專用隨（suí）動式（shì）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，定子塊就像汽車。滾輪貼合滾筒旋轉（zhuǎn）相當於汽車在（zài）公路行駛，公路的起伏（fú）不影響車輪（lún）與地（dì）麵貼合，即滾筒偏心浮動不影響滾輪貼合滾筒（tǒng），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（xíng）變、重載震（zhèn）動等原因造成電機（jī）偏心、氣隙不均勻時，仍能正常運轉（zhuǎn），保證磨機始終運行（háng）在性能狀態，不必停機檢修。同時電機定子與（yǔ）轉子間的間（jiān）隙也（yě）可以做的更小，減少永磁（cí）體（tǐ）用量，並且因為隨動式結構，電（diàn）機不會發生掃膛現象。　　本產品電（diàn）機的定（dìng）子為隨動式（shì）結構,基於模塊化（huà）永磁直驅電機（jī），采用獨立的扇形定子塊結構，其隨動原理是在定子塊的（de）軸向兩（liǎng）側安裝滾輪且滾（gǔn）輪貼合滾筒來確（què）定定子與轉子間的間隙，定子塊（kuài）徑向外側設有與支撐框架相連的彈（dàn）性機構。彈性機構在球磨機滾筒不偏（piān）心時（shí）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的（de）滾輪，進而帶動定子塊向上移（yí）動，上方彈性機構繼續壓縮;下方定子塊在（zài）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。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（xī）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）向下（xià）壓。　　本產品彈性（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（bì）免因彈性（xìng）裝置設置的（de）壓（yā）力過大造成滾輪或轉筒磨損較快。　　本產品將永磁電機采用模塊化控製，根據不（bú）同功率的電機設計采用不同個（gè）數的隨動式定（dìng）子塊構成一台模塊電機，一台整圓電機由多台（tái）模塊電機構成,多台模塊電機共用同一個轉子，模塊電機包繞式安裝在球磨（mó）機滾筒上。相（xiàng）鄰隨（suí）動式定子塊間設有固定（dìng）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（tǒng）的法蘭（lán）處銜接T型支撐板,用於（yú）支撐（chēng）安（ān）裝電機轉子鐵心及磁（cí）鋼。　　本產品的（de）隨動式定子塊安裝（zhuāng）拆卸十分（fèn）便捷，隻需要（yào）沿球磨機的徑向依次（cì）拆卸密封外殼、彈性機（jī）構、彈性機構與定子塊之間的（de）連接杆、彈性機構支撐架，即可將定子塊沿徑（jìng）向拉（lā）出，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的電機驅動係統的優點　　現階段（duàn）大多數的球磨機仍采用三相感（gǎn）應電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進行驅動。永磁同步電機與感應電機相比優（yōu）勢是（shì）它有較高的效率（lǜ）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，電機運行平穩，係統響（xiǎng）應速度快，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（de）原因。　　采用永磁直驅，取（qǔ）消了中間的減速機、聯軸器、及齒輪的傳動環節，縮短（duǎn）係統的傳動鏈，直驅係統的傳動效率（lǜ）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（shēng），而且直驅係統的（de）故障率低，維（wéi）護檢修方便，還避免了傳統設（shè）備（bèi）因漏油造成環境（jìng）汙染。　　由於本產品電機定子采用了模塊化設計（jì），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（diàn）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（yā），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（huà）電機采用多台小功率變頻器聯合（hé）供電。這樣設計（jì）降低了電機的供電電壓（yā）和使用的變（biàn）頻器容量，從而降低成本。球磨機運行（háng）在輕載工況時,完全（quán）可以隻（zhī）運行部分模塊電機驅動球磨機。　　傳統電機故障（zhàng）時，會導致電機合（hé）成磁動勢（shì）發生（shēng）畸（jī）變，諧（xié）波含量增加，平均轉矩下降，轉（zhuǎn）矩（jǔ）波動顯著增加，無法繼續正常運行。而本產品進行了模（mó）塊化（huà）設計，每個模塊電（diàn）機都具有一套獨立的控（kòng）製係統，大大提升了（le）電機控製的自由度,可以（yǐ）利用（yòng）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模塊數，也可（kě）切除故障子模塊而控製其餘正常子模塊降額運行。使用本（běn）產品（pǐn）完（wán）全（quán）不會因電機發生故障而影響到生產工（gōng）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（piān）心嚴重（chóng）時還（hái）會造成電機掃膛損壞電機，實際生產（chǎn）中常常通（tōng）過增加氣（qì）隙大小來預防掃膛（táng），而氣隙增大會導致（zhì）永（yǒng）磁體用量增加，提高電機製造成本。隨動式定子結（jié）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（xì）做的更小，減（jiǎn）少永（yǒng）磁體（tǐ）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（néng）繼續正常工作，檢修次數更少，工作時間（jiān）更長（zhǎng），大（dà）體積球（qiú）磨機檢（jiǎn）修複雜，降低檢修次數就是提高生產效率。　　4、隨動（dòng）式球磨機裝（zhuāng）配示（shì）意圖　　二、永磁直驅（qū）立（lì）磨技術　　1、立磨直驅對比（bǐ）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。遇到突發事件，調整磨鞮高度來改變係統工作環（huán）境，係（xì）統反應速度（dù）慢。永磁同步電機采用變頻調速，適（shì）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速適（shì）應係統工作環（huán）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（shí）現大（dà）轉矩（jǔ）輸（shū）出，需要額外的盤車係統（tǒng）滿足立磨的低速起動。為保證在電機起動過程不（bú）對電網造成過（guò）大（dà）的衝擊，需增加軟起動裝置。三相感（gǎn）應電機起動後，通過減速器滿足係統（tǒng）轉矩需要，整個係統構成複（fù）雜，係統運行的輔（fǔ）助設備很多。直驅係統由變頻控製（zhì）係統控製永磁同（tóng）步電機（jī）起動（dòng），轉矩特性滿足需要，無需盤（pán）車（chē）係統和減速器，輔助係統少，結構簡單。　　(3）變頻器軟起動，起動過程隨意設定　　傳統係統（tǒng）先由低速盤（pán）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（dòng）三相感應電機，係統運（yùn）行。係（xì）統控製複（fù）雜，低速無法實（shí）現過載輸出。在低速過程需要盤車係統，將轉速提高到三相感應電機起動條件（jiàn）。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。變頻控製起動過程可根據實際工況（kuàng）進行調整，以滿足各種工（gōng）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（hù）成（chéng）本更低,維護次數少　　係（xì）統各構成（chéng）單元均需要（yào）時常檢查和定期維護，傳統係統構成單元多。同時立磨減速器結構複雜需要經常維護，維護成本費用高。同時係統無法（fǎ）實現在低速運行的情況下進行係統維（wéi）護。直驅（qū）係統構成單元簡單，變頻器控製永磁同步電機直接驅動，控製方便。係統內無減速器（qì），無（wú）需額外進行維護，係統維護成本低。同時，係統可實現在電機低速運行情況下進行係統維護。　　(5）傳動效率高,節能（néng）效果明顯（xiǎn）　　綜上采用直驅永磁電機取代傳統驅（qū）動係統年節電量達181萬元。（按照5000h,0.6元/kWh）立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（lì）磨結構示意圖　　本新型立磨結構采用永磁直驅電機驅動,提高了立磨效率（lǜ）。在（zài）立磨扶正軸（zhóu）承與壓力軸承上進行突（tū）破，通過設計一種雙向載荷扇形模塊機構替代大（dà）直徑軸承，方（fāng）便加工、生產、運輸、裝配、維（wéi）修，並降低成本,在工程實際中具（jù）有很強的（de）實（shí）用型。　　針對大、中、小型（xíng）不（bú）同尺寸的立磨，分別設計了三種立磨專用（yòng）永磁電機（jī），代替傳統的減速機與三相異步電動機，永（yǒng）磁直驅電機具有雙向載荷（hé）機構與不同的放置位置，均能達（dá）到扶正與承壓的作用，並且方便製造、裝配維（wéi）護，節省成本。均已申請專 利。

　　1、技術背景（jǐng）　　傳統的球（qiú）磨機、立（lì）磨機（jī）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（gōng）作量大等問題。　　沈陽工業大學（xué）電機與控製技術研究（jiū）所與河南全新機電設備有限公司聯合設計研發的球磨（mó）機、立磨機采用永磁直驅電機,通過將電動（dòng）機與機械結構進行機電一體化設計，取消動力傳輸的中間環節，做成直驅方案，能直接滿（mǎn）足荷載的需求，省去傳統磨機的減速機，顯（xiǎn）著提高了電機的效（xiào）率與功率因數（shù），具有節能、起動轉矩（jǔ）大、過載（zǎi）能力強、係統免維護、自動化程度（dù）高（gāo）等優（yōu）點。　　在控製方麵,本產品電（diàn）機（jī）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（diàn）機做成了多（duō）個小功率電機（jī）。模塊化電機的控製技術可以（yǐ）實現降低大功率電機的輸入電壓（yā），但是不增加電機的（de）輸入電（diàn）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用的（de）變頻器容量，從而（ér）降低成本。每個模塊電機都具有一套（tào）獨立的控製係統，大大提（tí）升了電機控製的自（zì）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（qiú）磨（mó）機。　　在結構方麵，本產（chǎn）品電機的定子采用了（le）一種自主（zhǔ）設（shè）計研發的隨動式結構，將整圓（yuán）的（de）定（dìng）子分成若幹個相互存在間隙的小扇（shàn）形塊，通過（guò）機（jī）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（dìng）子塊始終跟隨轉筒（tǒng）運動從而保持定子與轉子（zǐ）間隙恒定的（de）結構。本產品通過機（jī）械結構設計保證定子與轉（zhuǎn）子間的間隙恒定，電機不會（huì）發（fā）生掃膛現象，因此電機的氣隙可以設計的比普通永磁直（zhí）驅電機的小很多，從而（ér）大幅降低電機永（yǒng）磁體用量，降低（dī）生產成本，節約稀土資源，節（jiē）能用電量。當模塊發生故障時，直（zhí）接（jiē）拆卸故障電機，更換新（xīn）的模塊電機即可正常運行。使用本產品完全不會因電機發（fā）生故障而影響到（dào）生產工期。　　2、球磨機（jī）專用隨動（dòng）式永磁直驅電機概述　　本產品的隨動（dòng）式定子結構構成一種“小車（chē）結構”，滾筒就（jiù）像公路，定子塊就像汽車。滾輪貼合（hé）滾筒旋轉（zhuǎn）相（xiàng）當於汽車在公（gōng）路行（háng）駛，公（gōng）路的起伏不影響（xiǎng）車輪與地麵貼合（hé），即滾筒偏心浮動不影響（xiǎng）滾輪貼合滾（gǔn）筒，保證定子、轉子間隙恒定，在球磨機因裝配誤（wù）差、軸承磨損、滾筒形變、重載（zǎi）震動等原因造成電機偏心、氣隙不均勻時，仍能（néng）正常運轉，保證磨機始終運行在性能（néng）狀態（tài），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（bú）會發生掃膛現象。　　本產品電（diàn）機的定子為隨動（dòng）式結構（gòu）,基於模塊化永磁直驅電機，采用獨立的扇形定子塊結構，其隨動原理是在定（dìng）子塊的軸向兩側安裝滾輪且滾輪貼合滾筒來確（què）定定子與（yǔ）轉子間的間隙，定子塊徑向外側設有與支撐框架相連的彈性（xìng）機構。彈（dàn）性機構在球磨（mó）機滾筒不偏心時處於半壓縮狀態,如（rú）果球（qiú）磨機滾（gǔn）筒向上波動，轉筒（tǒng）會（huì）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（duì）其向上的吸引力的同時，定子塊上（shàng）的彈性（xìng）機（jī）構將其向上頂，保（bǎo）證下方定子塊的滾輪依然貼合轉筒外表麵，使（shǐ）定子塊跟隨轉筒波動而進行徑向與圓周方向的移（yí）動，從而保（bǎo）證（zhèng）定子、轉子之間的間隙不變。球磨機滾（gǔn）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）其向下的吸引力的同時，彈性機構（gòu）將上方其向下壓,下方定（dìng）子塊被（bèi）轉筒向（xiàng）下壓。　　本產品彈性裝置的壓力大小可調，對於不同位置的定子塊設（shè）置不同的壓力,避免因（yīn）彈性裝置設置的壓力過大造成滾輪或（huò）轉筒磨損較快。　　本產品將永磁電（diàn）機采用模塊化控製，根據（jù）不同功率的電機設計采用不同個數的隨動式定子塊構成一台模（mó）塊電機，一台整圓（yuán）電機由（yóu）多台模塊電（diàn）機構成,多台（tái）模塊電機（jī）共用同一個轉子，模（mó）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固定在支撐框（kuàng）架上的擋板來（lái）對定子塊進行圓周方向的限位（wèi）。球磨機滾筒的法蘭處銜接T型支撐（chēng）板,用於支撐安裝電機轉子鐵心及磁鋼。　　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（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，即可將定子（zǐ）塊沿徑（jìng）向拉出，進行（háng）檢修或更換新的定子塊。　　3、采用（yòng）本產品代替傳（chuán）統磨機的電（diàn）機驅動（dòng）係統（tǒng）的優點　　現階段大多數的球磨機仍采用三相感應電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進行驅動。永磁同步電機與感應電機相比優勢是它有較高的效率和功率因數，損耗大大（dà）降（jiàng）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，係統響應速度快（kuài），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（le）中（zhōng）間的（de）減速機、聯軸器、及齒輪的傳動環節，縮短係統的傳動鏈，直（zhí）驅係統的傳（chuán）動效率將提升（shēng）至少（shǎo）20%。球磨機直（zhí）驅（qū）係統的傳動（dòng）效率不僅（jǐn）得到（dào）大幅提升（shēng），而且直驅（qū）係統的（de）故（gù）障（zhàng）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。　　由於本產品電機定子（zǐ）采用了（le）模塊化設計，不僅降低了加工，製造，運輸（shū）等（děng）難度，還相當於（yú）把一個大功率（lǜ）電機做成了多個小功率電機。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，但是不增加電機的輸入電流，電機不必采用（yòng）高等級絕緣，模塊化（huà）電機采用多台小功（gōng）率變頻器聯合供電。這樣設計降低了電機的供電電壓和（hé）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（wán）全可以隻運行部分模塊電（diàn）機驅動球（qiú）磨（mó）機。　　傳統電機故障時，會（huì）導致電機合成磁動勢發生（shēng）畸變，諧波含量增加，平（píng）均轉矩下（xià）降，轉矩波動（dòng）顯著增加，無法繼（jì）續正常（cháng）運行。而本產品進行了模塊化設計（jì），每個模塊電機都具有一套獨立的（de）控製係統，大大提升了電機控製（zhì）的自由度,可以利用其多電機結（jié）構和控製靈活的優（yōu）勢，在發生故（gù）障時。可以直接拆卸故障電機更換（huàn）新的模塊電機即（jí）可正（zhèng）常運行。模塊化（huà）電機具有（yǒu）冗餘（yú）的模塊（kuài）數，也可切除故障子模塊而控製其（qí）餘正常子模塊降額運行。使用本產品完全不會因電機發生故障而影響到（dào）生產工期。　　球磨機因（yīn）加工誤差、軸承磨損、滾筒形變或重載（zǎi）產生震動等因素（sù）會發（fā）生轉子偏心現象，偏心嚴重時還會造（zào）成電（diàn）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（cí）體用量增加，提高電機製（zhì）造成本。隨動（dòng）式定子結構的模塊電機（jī），能在轉筒偏心（xīn）時保證定子與（yǔ）轉子（zǐ）之間的（de）間（jiān）隙（xì）恒定，可（kě）將氣隙做的更小，減少永磁體用量（liàng），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作，檢修次數更少，工作時間更長，大體積球磨機檢修複（fù）雜，降低檢修次數（shù）就是提高（gāo）生產效率。　　4、隨動（dòng）式球磨機裝配示意圖　　二、永磁直驅立磨技術　　1、立（lì）磨直驅對比於（yú）傳統感應電機（jī）的優點（diǎn）( 1）變頻（pín）調速控製，實現負（fù）載工況多樣（yàng）性　　傳統立磨速度單一，工況（kuàng）適應能力（lì）差。遇到突發事件（jiàn），調整磨鞮高（gāo）度來改（gǎi）變（biàn）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（gōng）況能（néng）力強。遇（yù）到突發（fā）事件，除（chú）調整磨輾高度外，還（hái）增加了速度調節以快速適應係統工作環（huán）境，係統反（fǎn）應速度更快。　　(2）係統簡單,可靠性高（gāo）　　傳統係統因三相感應電機（jī）無法在低速實（shí）現大轉矩輸（shū）出，需要額外（wài）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（bú）對電網造成過大的衝擊（jī），需增加軟起動裝置。三相感應電機起動後，通過（guò）減速器滿足係統轉矩需要，整個係統構成（chéng）複雜，係統運行的輔助設備很多。直驅係統由變頻控製（zhì）係統控製永磁（cí）同步電機起動，轉矩特性滿足需要，無需盤車係統和減速器，輔助係（xì）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（xì）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（jī），係統運行。係統控製複雜，低速無（wú）法實現過載輸出。在低速過程需要盤車係統，將（jiāng）轉速提高到三相（xiàng）感應電（diàn）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（pán）車係（xì）統。　　(4）無減速器，維護成本更低,維護次（cì）數少　　係統各構成單元均需要時常檢查和定期（qī）維護，傳統係統構成單元（yuán）多。同時立磨減速器結（jié）構複雜需要經常維護，維護成本費用高。同時係統（tǒng）無法實現在低速運行（háng）的情況下進（jìn）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（xū）額外（wài）進行維護，係統維（wéi）護成本低（dī）。同時，係統可（kě）實現在電機低速運行情況（kuàng）下進行係統（tǒng）維護。　　(5）傳動效率高,節能效果（guǒ）明顯　　綜（zōng）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（xì）統的優勢與球磨機直驅係統相（xiàng）同，這裏不再一—贅述。　　2、永磁直驅立磨結構示意圖　　本新型立磨（mó）結構采用永磁直驅電機驅動,提高了立（lì）磨效率。在立磨扶正軸承（chéng）與壓力（lì）軸承上進行突破，通（tōng）過設計（jì）一種雙向載（zǎi）荷扇形模塊機構替代大直徑軸承（chéng），方便（biàn）加工、生產、運輸、裝配、維修，並降低成本,在工（gōng）程實際中具有很強（qiáng）的實用型。　　針對大、中、小型不同（tóng）尺寸的立磨，分別設計了三種立磨專用永磁電機（jī），代替傳（chuán）統的減速（sù）機（jī）與三相異步電動機，永（yǒng）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、裝配維護，節省成本。均已（yǐ）申請專 利。

　　1、技術背景　　傳統的球磨機、立磨機大都采用（yòng）三相異步（bù）電動機、聯軸（zhóu）器、減速裝置以及齒輪結構進行驅動，導致球磨機的傳動係統存在機械傳動（dòng）鏈冗長（zhǎng）、效（xiào）率低、機構複雜、運行維護工作量大等問題。　　沈陽工業大學電機與（yǔ）控製技術研究所與河南全新機電設備有限公司聯合設計研發的球磨（mó）機、立磨機采用永磁直驅電機,通過將電（diàn）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（de）需求，省去傳統磨機的減（jiǎn）速機，顯著提高了電機的效率與功率因數，具有節能、起動轉矩大、過載能力強、係（xì）統免維護、自動化程度高（gāo）等優點。　　在控製方麵,本產品電機定子采用了模塊化設（shè）計，不僅降低了加工（gōng）、製（zhì）造、運（yùn）輸等難度，還相當於把一個大功率電機做成了多個小功率（lǜ）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（rù）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（jiàng）低了電機的（de）供電電壓和使用的變頻器容量，從而降低成本（běn）。每個模塊電機都具有一套獨立（lì）的控製係統，大大提升了電機控製的自由度，球磨機運行在輕載工況時，完全可以隻運行部（bù）分模塊電機驅動球（qiú）磨（mó）機。　　在結構方麵，本產品電機的定（dìng）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（qì）隙可以設計的比普通永磁直驅電（diàn）機的小很多，從而（ér）大（dà）幅降低電機永（yǒng）磁體用量，降低（dī）生（shēng）產成本，節約稀土資源，節能用電量（liàng）。當模塊發生故障時，直接拆卸故障電機，更換（huàn）新的模塊電機即可正常運行。使用本產品完全（quán）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（zhí）驅電機概（gài）述　　本產品的隨動式（shì）定子結構構成一種“小車結構”，滾筒就像公路，定（dìng）子（zǐ）塊就像汽車。滾輪貼合滾筒旋轉相當於（yú）汽車（chē）在公路行駛，公路的起伏不影響車輪與地麵貼合（hé），即滾筒偏心浮動不影響滾輪貼合滾筒，保證定（dìng）子、轉子間隙恒定，在球磨機因（yīn）裝配誤（wù）差、軸承磨損（sǔn）、滾筒形（xíng）變、重載震動等原因造成電（diàn）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的更小，減少永磁體用量（liàng），並且因為（wéi）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（suí）動式結（jié）構,基於模塊化（huà）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）滾筒來確定定子（zǐ）與轉子間的（de）間隙，定子塊徑向外側設（shè）有與支撐框架（jià）相連的彈性機構。彈性（xìng）機構在球磨機滾筒（tǒng）不偏心時處於半壓縮（suō）狀態（tài）,如果（guǒ）球磨機滾筒向上波（bō）動，轉筒會向上頂定子塊上安裝的（de）滾輪，進（jìn）而帶動定子塊向上（shàng）移動，上方彈性機構繼續（xù）壓縮（suō）;下方定子塊在受到永磁體對其向上的吸（xī）引（yǐn）力的同時，定子（zǐ）塊上的彈性機構將其向（xiàng）上頂，保證下方定子塊的滾輪依然（rán）貼合轉筒外（wài）表麵，使定（dìng）子塊跟（gēn）隨（suí）轉筒波動而進行（háng）徑向與圓周方向的移動，從（cóng）而保（bǎo）證定子、轉子之間的間隙不變。球磨機滾（gǔn）筒向下複位或繼續（xù）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（lì）,避免因彈性裝置設置的（de）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塊化控製，根（gēn）據不同（tóng）功率的電機設計采用（yòng）不同個數的隨動式（shì）定子（zǐ）塊構成一台模塊電機，一台整（zhěng）圓電機由多台模塊電機（jī）構成,多台（tái）模塊電機共（gòng）用（yòng）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固（gù）定（dìng）在支撐框架上的擋板來對定子塊進行圓周方向的（de）限位。球磨機滾筒的（de）法蘭（lán）處銜（xián）接T型支（zhī）撐板,用於支撐安裝電機轉子鐵心及磁鋼。　　本產品的隨動式定子塊安裝拆（chāi）卸十分便捷，隻（zhī）需要（yào）沿球磨機的徑向依次拆（chāi）卸密封外殼（ké）、彈性機構、彈性機（jī）構與定子塊（kuài）之間的連接杆、彈性機構支撐（chēng）架，即可將（jiāng）定子塊沿徑向拉出，進行檢修或更（gèng）換新的定（dìng）子塊。　　3、采用本產品代替傳統磨機的電機驅動係統（tǒng）的優（yōu）點　　現階段大多數的球磨機仍采用（yòng）三相感（gǎn）應電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進行（háng）驅動。永（yǒng）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（hé）功率因數，損耗大大降低（dī），節約了能源。永磁電機通過（guò）變頻器進行調（diào）速，電機運行平穩，係（xì）統響應速度快，感應電機則起動相（xiàng）對困難。這些也是近年來（lái）永磁電機應用越來越廣泛的原因。　　采用永磁（cí）直驅，取消了（le）中間（jiān）的（de）減（jiǎn）速機、聯軸器、及齒輪的傳動環節，縮短係統的傳動鏈，直（zhí）驅係統的傳動效率將（jiāng）提升至少20%。球磨機直驅係（xì）統的（de）傳動效率不僅得到大幅提升，而且直驅係統的故障率低，維護檢修方便，還（hái）避免了（le）傳（chuán）統設備因漏（lòu）油造成環境（jìng）汙染。　　由於本產品電（diàn）機定子采用（yòng）了模塊化設計（jì），不僅（jǐn）降低了加工，製造，運輸等（děng）難度，還（hái）相當於（yú）把一個大功率電機做成了多個小功率（lǜ）電機。模塊（kuài）化電機的控製（zhì）技術可以實現降低大功率電（diàn）機（jī）的輸入電壓，但是不增（zēng）加電機的輸入電流，電機不必（bì）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（gòng）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。球磨（mó）機運行在輕載工況時,完全（quán）可以隻運行部分模塊（kuài）電機驅動球磨機。　　傳統電機故障時，會導致（zhì）電機合成磁動勢（shì）發生畸變，諧波含量增加（jiā），平均轉矩下降，轉矩波（bō）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，每個模塊電機都具有一套獨立的（de）控製係統，大大提升了電機控製的自由（yóu）度,可以利用其多電機結構和控製靈活的優勢，在發生故障時（shí）。可以（yǐ）直接拆卸（xiè）故障電機更（gèng）換新的模（mó）塊電機即可正（zhèng）常運行。模塊化電機具有冗餘的模塊數，也（yě）可切除故障子模塊而控製其（qí）餘正常子模塊降額運行。使用本產品完全不會因電（diàn）機發生故障而影響到生產工期。　　球磨（mó）機因加工（gōng）誤差、軸承磨（mó）損、滾筒形變或重載產生震動等因素會發生轉（zhuǎn）子偏心現象，偏心嚴重時（shí）還會造成電機掃膛損壞（huài）電（diàn）機（jī），實際生產（chǎn）中常常通過增加氣隙大小來（lái）預防掃膛，而氣隙增大會導致永磁（cí）體用量增加，提高電機製造成（chéng）本。隨動式定子結構的模塊電機，能在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（yòng）量（liàng），電機不會發生掃膛現象，同時因為該隨動（dòng）式定子結構（gòu）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（jiǎn）修次數就是提高生產（chǎn）效率。　　4、隨動式球磨機裝配示意圖　　二、永磁直驅立磨技術　　1、立磨直驅對比於傳統感應電機的優點( 1）變頻調（diào）速控製，實現負載工況多樣性　　傳統立磨速度單一（yī），工況（kuàng）適應能力差。遇到突發事件，調整磨（mó）鞮高度來改變係統工作環（huán）境，係統反應速度慢。永磁同步電機采用變（biàn）頻調速，適應工況能力強（qiáng）。遇到（dào）突發事件，除（chú）調整磨輾高（gāo）度外，還增加（jiā）了（le）速度調節（jiē）以快速適應（yīng）係統工作環境，係統（tǒng）反應速度（dù）更快。　　(2）係統簡單,可靠（kào）性高　　傳統係統（tǒng）因（yīn）三相感應電機無法在低速實現大轉矩輸出，需要額外的盤車係統滿足立磨的（de）低速起動。為保證（zhèng）在電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。三相感應電機起（qǐ）動後，通過減速（sù）器滿足係統轉矩需要，整個係統構成複雜，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（yǒng）磁同步電機起動，轉矩特性滿足需要，無需盤車（chē）係統和減速器，輔助係統少（shǎo），結構簡單。　　(3）變頻器軟起動，起動過程隨意設定（dìng）　　傳統係（xì）統先（xiān）由低速盤車係統起動，待三相感應電機達到起動（dòng）條件後，軟起（qǐ）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（shí）現過載（zǎi）輸出（chū）。在低（dī）速過程需要盤車係統，將轉速（sù）提高到三相感應電機起動條件。直驅係統直接變頻低速起動，係統直（zhí）接（jiē）運行，係統控（kòng）製簡單（dān）。變頻控製起（qǐ）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。低速可過載輸出，滿足起動需要，取代盤車係統。　　(4）無（wú）減速器，維護成本更低,維（wéi）護次（cì）數少　　係統各構成單元均需要時常檢查和定期維護，傳統係統構成單元多。同時立磨減速器結構複雜需要經常維護，維護成本費用高。同時係統無法（fǎ）實（shí）現在（zài）低速（sù）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動，控製方（fāng）便。係統內無（wú）減速器，無需額外進行維護，係統維護成本低。同時，係統可實現在電機低速運行情況下進行係統維護。　　(5）傳動效率（lǜ）高,節能效果明顯　　綜上（shàng）采用直驅永磁電機取代傳統驅（qū）動係統年節電量（liàng）達（dá）181萬元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤（kūn）磨機直（zhí）驅（qū）係統（tǒng）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（běn）新型立磨結構采用永磁直驅電機驅動,提高了立磨效率。在（zài）立磨扶正軸（zhóu）承與壓力軸承上進行突破，通過設計一種雙向（xiàng）載荷扇（shàn）形模塊機構替代大（dà）直徑軸承，方便加工（gōng）、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）用型。　　針（zhēn）對大（dà）、中、小型不同尺（chǐ）寸的（de）立磨（mó），分別設（shè）計了三種立磨專用永（yǒng）磁電機，代替傳統的減速機與三相異步（bù）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，均能達到扶正與承壓的作用，並且方便製造、裝配維（wéi）護，節省成本。均已申請專 利。

　　1、技術背景（jǐng）　　傳統的（de）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（jí）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（dī）、機構複雜、運行維護工作量大等問題。　　沈陽工業大學電機與控製技術研究所與河南全新機電設備有限公司（sī）聯（lián）合設計研（yán）發的球（qiú）磨機、立磨（mó）機采用（yòng）永磁直驅電機,通過將電動機與機械結構進行機電一體化設計，取消動力傳（chuán）輸（shū）的中間環節，做成直驅方案，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（lǜ）與（yǔ）功率因數，具有節能、起動轉矩大、過載（zǎi）能力強、係統免維護、自動化程度高等（děng）優點。　　在控製方麵,本產品（pǐn）電機定子采用了模塊（kuài）化設計，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做成了多個（gè）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（shū）入電壓，但是不增加電機的輸入電流，電（diàn）機不必采用高（gāo）等級絕緣。模塊化（huà）電（diàn）機采用多台小功率變（biàn）頻器聯合供電，這樣（yàng）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（dī）成本。每個模塊電機都具（jù）有一套獨立的控（kòng）製係統，大大提升了電機（jī）控製的自（zì）由度，球（qiú）磨機運（yùn）行在輕載工況時，完全（quán）可以隻運行部（bù）分模塊電機驅動球磨（mó）機。　　在結構方麵，本（běn）產品電機的定子采用了一種自主設（shè）計研發的（de）隨動式結構，將整圓的（de）定子分成若幹個相互存在間隙的小扇（shàn）形塊，通（tōng）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（xīn），定子塊始終跟隨（suí）轉筒運動從而保（bǎo）持定子與（yǔ）轉子（zǐ）間隙恒定的結構。本產品通過機（jī）械結構設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，因此電機的氣隙（xì）可以設計的比普通永磁直（zhí）驅電機的小很（hěn）多，從而大幅降低（dī）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（gèng）換新的模塊電機即可正常運（yùn）行。使（shǐ）用本產品完全不會因電機（jī）發生故障而影響到（dào）生（shēng）產工期。　　2、球（qiú）磨機專用（yòng）隨動（dòng）式永磁直驅電機概述　　本產品的隨（suí）動式定子結構構成一（yī）種“小（xiǎo）車結構”，滾筒就像公路，定子塊就像汽車。滾輪貼合滾（gǔn）筒旋（xuán）轉相當於汽（qì）車（chē）在公（gōng）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（dòng）不影響滾（gǔn）輪貼合滾筒，保證定子、轉（zhuǎn）子間隙恒定，在球磨機因（yīn）裝（zhuāng）配誤差、軸承磨損、滾筒形變、重（chóng）載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，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（suí）動式結構，電機不會（huì）發生（shēng）掃膛現象。　　本產品電機的（de）定子為隨動式結構,基於模塊化永磁直驅電（diàn）機，采用獨立的扇形定子塊結構，其隨動原理是在定子塊的軸向兩側安裝滾輪且滾輪貼合滾（gǔn）筒來確定定子與（yǔ）轉子間的間隙，定子（zǐ）塊徑向外側設有與支撐框架相連（lián）的彈性機構。彈性機構在球（qiú）磨機滾筒不（bú）偏心時處（chù）於半壓縮狀態,如果（guǒ）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（zǐ）塊（kuài）向上移動，上方彈性機構繼（jì）續壓縮;下方定子塊在（zài）受到永磁體對其（qí）向上的吸引（yǐn）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（lún）依然貼合轉筒外（wài）表（biǎo）麵，使定子塊跟隨轉筒波動而進行徑向與圓周方（fāng）向的移（yí）動，從而保證定子、轉子之間的間隙不變。球磨機滾筒向下複位或繼續向下波動，則上方定子塊在受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（tǒng）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（kuài）設置不同的壓力（lì）,避（bì）免因彈性裝置設置的壓力過大（dà）造成滾輪或轉筒磨（mó）損較（jiào）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（zǐ）塊（kuài）構成一台模塊電機，一台整（zhěng）圓（yuán）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（jī）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架上的擋板來（lái）對定子（zǐ）塊進（jìn）行圓周方向的限位。球磨（mó）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。　　本產品的隨動式定子塊安裝拆卸十分便捷，隻（zhī）需要沿球磨機的徑向依次拆卸（xiè）密封外殼、彈性機構、彈性機構與定（dìng）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（xīn）的（de）定子塊。　　3、采用本產品代（dài）替傳統磨機的電機驅動係統的優點　　現階（jiē）段大多數的球磨（mó）機仍采用（yòng）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（yīng）電機相比優勢是它有較高的效率和功率因數，損耗大大降低（dī），節約了能源。永磁電機通過（guò）變頻（pín）器進行（háng）調速，電機運行平穩，係統響（xiǎng）應速度快，感應電機則起動相對困難。這些也（yě）是近年來永（yǒng）磁電機應用越來越廣泛的原因。　　采（cǎi）用永磁直驅，取（qǔ）消了中間的減速（sù）機、聯軸器、及齒輪的傳動環節，縮短係統的傳動鏈，直驅係（xì）統的傳動效率將提升至少20%。球磨機直驅係（xì）統的傳（chuán）動效率不僅得到大幅（fú）提（tí）升，而且直驅係統的故障率低，維護檢修方便，還避（bì）免了傳統設備因漏油造成環境（jìng）汙染。　　由（yóu）於本（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）當於把一個大功率電機做成了多（duō）個小功率電機。模塊化電（diàn）機的控製技術可以實（shí）現降低大功率電機（jī）的輸入電壓，但是不（bú）增加電機的（de）輸入電流，電機不必采用高等級（jí）絕（jué）緣，模塊化電機采用多台小（xiǎo）功率變頻器聯合供電（diàn）。這樣設計降低了電機的供電電壓和使用的變頻器容量（liàng），從（cóng）而降低成本。球磨機運行（háng）在輕載工況時,完全可以隻運行部分模塊電機驅動球（qiú）磨機。　　傳統電機故（gù）障時（shí），會導致電機合成磁動勢發生畸變，諧波含（hán）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。而本產品進行了模塊化設計，每（měi）個模塊電機都具有一套獨立的控製係統，大大提升了電機控製（zhì）的自由度,可以利用其多電機結構和控製靈活（huó）的優勢，在發生（shēng）故障時。可以直（zhí）接（jiē）拆卸故障電機（jī）更換新的模塊電機即可正常運行。模塊化電機具（jù）有冗餘的模塊數，也可切除故障子模塊而控製其餘正（zhèng）常子模塊降額運行（háng）。使用本產品完全（quán）不（bú）會因（yīn）電機發生故障而影響到生產工期。　　球（qiú）磨機因加工誤差、軸承磨損、滾（gǔn）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（chéng）電機掃膛損壞電機，實際生產中（zhōng）常常通過（guò）增加氣隙大小來預防掃膛，而氣隙增大會導致永磁體用量增加，提高（gāo）電機（jī）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（qì）隙做的更小，減少永磁體用量，電機不會發生掃膛現象，同時因為該隨動式定子（zǐ）結構在（zài）偏心時（shí）能繼續正常工作，檢修次數（shù）更少（shǎo），工作時間更長，大體積球磨（mó）機檢修複（fù）雜，降低檢（jiǎn）修次數就是提高（gāo）生產效率。　　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優點( 1）變頻調（diào）速控製，實現負載工況多樣性（xìng）　　傳統立磨速度單一，工況適應能（néng）力差。遇到突發事件，調整磨鞮高度來改（gǎi）變係統工作（zuò）環境，係統（tǒng）反（fǎn）應（yīng）速度（dù）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，還增加了速度（dù）調節以快速適應係統（tǒng）工作環境，係統反應速度更快。　　(2）係統簡（jiǎn）單,可靠性高　　傳統係統因三相感應電（diàn）機無（wú）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（qǐ）動。為保證在電機起動過程不對電網造成（chéng）過大的衝擊（jī），需增加軟起動（dòng）裝置。三相感應電（diàn）機起動後，通過減速器滿（mǎn）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。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（xì）統和減速（sù）器（qì），輔助（zhù）係（xì）統少，結構簡單。　　(3）變頻器（qì）軟起動，起動過程隨意設（shè）定　　傳統係統先由低速盤車（chē）係統起動，待三相感應電機達到起動條件後，軟（ruǎn）起動裝置起動（dòng）三相感應電機，係統運行。係統控製複雜，低速無法實現（xiàn）過載輸出（chū）。在低速過程需要盤車係統，將（jiāng）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（dī）速起動（dòng），係統直接運行，係統控製簡單。變頻控製（zhì）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（qiú）。低速可過載輸出，滿足起動（dòng）需要，取代盤車係統。　　(4）無減速器，維護（hù）成本更低,維護次數少　　係統各（gè）構成（chéng）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行係統維護。直驅係統構成單元簡單，變頻器控製永磁同步電機直（zhí）接驅動，控製方（fāng）便。係統內無減速器，無需額外進行維護，係統維護（hù）成（chéng）本低。同時，係統可實現在電機低速運行情（qíng）況（kuàng）下進行係統維護（hù）。　　(5）傳動效率高,節能（néng）效果明顯　　綜上采用直驅永磁（cí）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同，這裏（lǐ）不再一—贅述。　　2、永磁直驅（qū）立磨結構示意圖（tú）　　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（lǜ）。在立磨扶正軸承與壓力軸承上進行突破，通過設計一種（zhǒng）雙向載荷扇形模塊機構替代大直徑軸承，方便加工、生產（chǎn）、運輸、裝配、維修，並（bìng）降低成本,在工程實際中具有很強（qiáng）的實用型。　　針對大（dà）、中、小（xiǎo）型不同（tóng）尺寸的立磨，分別設計了三種立磨專用永磁電（diàn）機，代替傳統的（de）減速機與（yǔ）三相異步電動機，永磁直驅（qū）電機具有雙向（xiàng）載荷機（jī）構與不同（tóng）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（yǐ）申請專 利。