1、技術背景　　傳（chuán）統（tǒng）的球磨（mó）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（qiú）磨機的傳動係統存在機械傳動鏈冗（rǒng）長、效率低、機構複雜（zá）、運行維護（hù）工作量大等問題。　　沈陽工業大學電機與控製技術研（yán）究所與河南全新（xīn）機電設備有限公司聯（lián）合設計研（yán）發的球磨機、立（lì）磨機采用（yòng）永磁直驅電機,通（tōng）過將電動機（jī）與機械結構進行機電一體化（huà）設計，取消動力傳輸的（de）中間環節，做成直驅方案（àn），能直接滿足荷載的需求，省去傳統磨機的減速機，顯著提高（gāo）了電機的效率與功率因（yīn）數（shù），具有節能、起動轉矩大、過載能力強、係（xì）統免維護、自動化程度高等優點。　　在控製方麵,本產品電機定子采用了（le）模塊（kuài）化設計，不僅降低了（le）加工、製造、運輸等難度，還相當於把一（yī）個大功率電機做成了多個小功率電機。模塊化電機的控製技術可以實現降低大功率電機的輸入電壓（yā），但是（shì）不增加電機的輸入電流（liú），電機不必采用高等級絕緣。模塊化電機采用多台小（xiǎo）功（gōng）率變頻器聯合供電，這樣設計降低了電機的供電電壓和使（shǐ）用的變頻器容量，從而（ér）降低成本。每個模塊（kuài）電機都具有（yǒu）一套獨（dú）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況時，完（wán）全可（kě）以隻運行部分（fèn）模塊電機驅（qū）動球磨機。　　在結構方麵（miàn），本產品電機的定子采（cǎi）用了一（yī）種自主設計（jì）研發（fā）的隨動式（shì）結（jié）構，將整圓（yuán）的定子分成（chéng）若幹個相互存在間隙的小（xiǎo）扇（shàn）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）始終（zhōng）跟隨轉筒運動從（cóng）而保持定子與轉子間隙恒（héng）定的結構（gòu）。本產品通過機（jī）械結構設計保證定（dìng）子與轉子間的（de）間隙恒定（dìng），電機不會（huì）發生掃膛現象，因此（cǐ）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（dà）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（liàng）。當模塊發生故障時，直接拆卸故障（zhàng）電機（jī），更（gèng）換新的模塊電機即可正常運（yùn）行。使用本產品完（wán）全不會因電機發生故障而影響到生產（chǎn）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（gōng）路，定子塊就像汽車。滾輪貼合滾筒旋（xuán）轉相當於汽車在公路行駛，公路的起伏不影響車輪與地麵貼（tiē）合（hé），即滾（gǔn）筒偏心浮動（dòng）不影響滾輪貼合滾筒，保證定子、轉（zhuǎn）子間隙恒定，在（zài）球磨機因裝配誤差、軸承磨（mó）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（jī）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（kě）以做（zuò）的更小，減（jiǎn）少永磁（cí）體用量，並且因為隨動式結構，電（diàn）機不會發生掃膛現（xiàn）象。　　本產品電機的定子為隨動式結（jié）構,基（jī）於模塊（kuài）化永磁直驅電機，采用獨立的扇形定子塊結構，其隨動原理是（shì）在定子塊的軸向兩側安（ān）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（yā）縮（suō）狀態,如果球磨機滾筒向上波動，轉筒會向上頂定子塊上安裝的滾輪，進而帶動定子塊向上移動，上方彈性機構（gòu）繼續壓縮;下方定子塊在受到永（yǒng）磁體對（duì）其向上的吸引力（lì）的同時，定子（zǐ）塊上的彈性機構（gòu）將其向上頂，保證下方定子塊的滾輪依然貼合轉（zhuǎn）筒外表麵，使定子塊跟隨（suí）轉筒波動而進行徑向與（yǔ）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力的同時，彈性機構將（jiāng）上方其向下壓,下方定子（zǐ）塊被轉筒向下壓。　　本產品彈性裝（zhuāng）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,避免因彈性裝置設置的（de）壓力過大（dà）造成（chéng）滾輪或轉筒磨損較快。　　本產品將永磁電（diàn）機采用模塊化控製，根據不同功率的電機設計采用不同個（gè）數的隨動式（shì）定子塊構成一台模塊電機，一台整圓電機由多台模（mó）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（lín）隨動式定子塊（kuài）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型支撐板,用於支撐安裝電機轉子（zǐ）鐵心及（jí）磁鋼。　　本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外殼、彈性機構、彈性機構與定子（zǐ）塊之間（jiān）的連接杆、彈性機構支（zhī）撐架，即可將定子塊沿徑向拉出，進行檢修或更換新的定子塊。　　3、采用本產品代替傳統磨機的電機（jī）驅動係統的（de）優點　　現階段大多數的（de）球磨機仍采用三相感應電（diàn）動機、聯軸器、減速（sù）裝置以及齒輪結構進行（háng）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（dī），節約了能源。永磁電機（jī）通過變頻器進行調速，電（diàn）機運行平穩，係統（tǒng）響應速度快，感（gǎn）應電機則起動相對困難。這些也是近年來永磁電機應用越（yuè）來越廣泛的原因。　　采用永磁直驅，取消了中間的減速（sù）機（jī）、聯軸器（qì）、及（jí）齒輪的傳動（dòng）環節，縮短係統的傳動（dòng）鏈，直驅係（xì）統的（de）傳（chuán）動效率將提升至少20%。球磨機直驅係統的傳動效率不僅得到大幅提升，而（ér）且直驅係統的故障率低，維護檢修（xiū）方便，還避免了（le）傳統設備因漏油造成（chéng）環境汙染（rǎn）。　　由於本（běn）產品電機定子采（cǎi）用了模塊化設計，不僅降低了加工，製造，運輸（shū）等難度，還相當於把一個大功（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（jì）術可以實現降低大功率電機的輸入（rù）電壓，但是不增（zēng）加電機的輸入電流，電機不必采用高等（děng）級（jí）絕緣，模塊（kuài）化電機（jī）采用多（duō）台小功率（lǜ）變頻器聯合供電。這樣設計降低了電機的（de）供（gòng）電電壓和使用的（de）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（jī）故障時（shí），會導致電機合成磁動勢發生畸變，諧波（bō）含量增加，平均轉矩下降（jiàng），轉矩波動顯著（zhe）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（dà）大提升了電機控製的自由度,可以利用其多電機結構和控製靈（líng）活的優勢，在發（fā）生故障時。可以直接拆卸故障電機（jī）更換新的模塊電機即可正（zhèng）常運行。模塊（kuài）化電（diàn）機具有冗餘的模塊數，也可切除故障子模塊而（ér）控製其（qí）餘正常子模塊降額運行。使用本產（chǎn）品完全不會因電機發生（shēng）故障而影響到生產（chǎn）工期。　　球（qiú）磨機因（yīn）加工誤（wù）差、軸承磨損、滾筒形變或（huò）重載產生震動（dòng）等因素會發生轉子偏心現象，偏心嚴重時還（hái）會造成電機掃（sǎo）膛損壞電機，實際生產中常常通過增加（jiā）氣（qì）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（kuài）電機，能在轉筒偏心時保（bǎo）證定子與轉子之間的間隙恒定，可將氣隙做的更小，減少永磁體用量，電機不會發生掃膛（táng）現象，同時因為該隨動式定子結（jié）構在偏（piān）心時能繼續正常工作，檢修次數更少，工作時間更（gèng）長，大（dà）體積球磨機檢修複雜，降低檢（jiǎn）修次數就是提高生產效率。　　4、隨動式球磨（mó）機裝配示意圖　　二（èr）、永磁直驅立磨技術（shù）　　1、立磨直驅對比（bǐ）於傳統（tǒng）感應（yīng）電機的優點( 1）變頻（pín）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（yīng）能力差。遇（yù）到突發事件，調整磨鞮高度來改變（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（yīng）工況能力強。遇到突發事件，除調（diào）整磨輾高度外，還增加了速度調節以快速適應係統（tǒng）工作環境，係統反應速度更快。　　(2）係統簡單,可靠性（xìng）高　　傳統係統因三相感應電機無法在低速實現大轉矩輸（shū）出，需要額（é）外的盤（pán）車係統滿足立（lì）磨的低速起動（dòng）。為保證在電機起動（dòng）過程不對電網造成過大的衝擊，需增加軟起動（dòng）裝置。三相感（gǎn）應電機起動（dòng）後，通過減速（sù）器滿足（zú）係統轉矩需要，整個係統構成複雜，係統運行的輔助設備很多。直驅係統由變頻控製係統控製永磁同步電機起動，轉矩特性（xìng）滿（mǎn）足需要，無需盤車係統和（hé）減速器，輔助係統少（shǎo），結構簡單。　　(3）變頻器軟起動，起動過（guò）程隨意設定　　傳統係（xì）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（qǐ）動（dòng）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（shū）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（tiáo）件。直驅係統直接變頻低（dī）速起動（dòng），係（xì）統直接運行，係（xì）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（yǐ）滿足各種工況的需求（qiú）。低速可過載輸出，滿足起動需（xū）要，取代盤車係統。　　(4）無減速器，維護成（chéng）本更低,維護次數（shù）少　　係統各構成單元（yuán）均需要時常檢查和定期維護，傳統係統（tǒng）構成（chéng）單元多。同時（shí）立磨減速器結構複雜需要經常維護，維護成本費用高。同時係統無法實（shí）現在低速運行的情況下（xià）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。係統內無減（jiǎn）速器（qì），無需額外進行維護，係統維護成（chéng）本低。同時，係統可實現在（zài）電機低速（sù）運行情況下進（jìn）行（háng）係統維護。　　(5）傳動效率高,節能效果明顯　　綜上采用直驅永磁電機取代（dài）傳統驅動係統年節電量達181萬元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機直驅係統的優勢與球磨機直驅係統相同，這裏不再（zài）一—贅述（shù）。　　2、永磁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（xiàng）載荷扇形模塊（kuài）機構替代大直徑軸承，方便加工、生（shēng）產、運輸、裝配、維修，並降低成（chéng）本（běn）,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（zhǒng）立（lì）磨專用永磁電機，代替傳統（tǒng）的減速機與三相異步電（diàn）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（zhì），均（jun1）能達到扶（fú）正與承壓的作用，並且方便製造、裝配維護，節省成本。均已申請專（zhuān） 利（lì）。

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