1、技術（shù）背景　　傳統的球磨機（jī）、立磨機大都采用三（sān）相異步電動機、聯軸器、減速裝置以（yǐ）及齒輪結構（gòu）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、運行維護工作量大等（děng）問題。　　沈陽（yáng）工業大學電（diàn）機與控製技術研究所與河南91视频网機電設備有（yǒu）限（xiàn）公司聯合設計研發的球磨機、立磨機采用永（yǒng）磁直驅電機,通過將電動機與機械結構進行機電一體化設計，取消動力傳輸的中間環節，做成直驅方案（àn），能直接滿足荷載的需求，省去傳統磨機的減速機，顯（xiǎn）著提（tí）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、自動化程度高等優點（diǎn）。　　在控製（zhì）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、運輸等難度，還相當於把一個大功率電機做成了多（duō）個小功率電機。模塊（kuài）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，但是不增加電機（jī）的輸入電流，電機不必采用高等級（jí）絕緣。模塊化電機采用多台小功（gōng）率變頻器聯合供電，這樣設計降低了電機的供電電壓和使用的變頻器容量，從而降低成本。每個模塊（kuài）電機（jī）都具有（yǒu）一（yī）套（tào）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（miàn），本產（chǎn）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（gè）相互存（cún）在間隙的小扇形（xíng）塊（kuài），通過（guò）機械結構設計，確定了一（yī）種無論球磨機轉筒是否震動或（huò）偏心，定子塊始終跟隨轉筒運動從（cóng）而保持定子與（yǔ）轉子間隙恒定的結構。本產（chǎn）品通過機械結構設計保證定子（zǐ）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（xì）可以設計的比普（pǔ）通（tōng）永磁直驅電機的（de）小很多，從而大幅降低電機永磁體用量，降低（dī）生產成（chéng）本，節約稀土資源，節能用電量。當模塊發生故障時，直接拆（chāi）卸（xiè）故（gù）障電機，更換新的模塊電機即可正常運行。使用本產品完全不會因電機（jī）發生故障（zhàng）而影響到生產工期。　　2、球磨機專（zhuān）用隨動（dòng）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，定子塊就像（xiàng）汽車（chē）。滾輪貼合滾筒旋轉相當於汽車在公路行駛，公路的起伏不影響車（chē）輪與地（dì）麵（miàn）貼合，即滾筒（tǒng）偏心浮動不影響滾輪貼合滾筒，保證定子、轉子間隙恒定，在球磨（mó）機因裝（zhuāng）配誤（wù）差（chà）、軸承磨損（sǔn）、滾筒（tǒng）形變、重（chóng）載震動等原因造成電機（jī）偏心、氣隙（xì）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（jī）檢修。同時電機定子與轉子間的間隙也（yě）可以做的更小，減少永磁體（tǐ）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（shì）結構,基於模塊化永磁直驅電機（jī），采用獨立的扇形（xíng）定子塊結構，其隨動原理是在定子（zǐ）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（zhī）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（tǒng）會向上頂定子塊上安裝的滾輪，進而帶動定子塊向上移動，上方彈性機構繼續壓縮;下方定（dìng）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（jī）構將（jiāng）其向上頂，保證下方定子塊的滾輪依然貼合轉（zhuǎn）筒外表（biǎo）麵，使定子（zǐ）塊跟隨轉筒波動而進行徑向與圓周方向的移動（dòng），從而保證定子、轉子之間的間隙（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（gòu）將上方其向下壓（yā）,下方定（dìng）子塊被（bèi）轉筒（tǒng）向（xiàng）下壓。　　本產（chǎn）品彈性裝置的壓力大小可調，對於不（bú）同（tóng）位置的定子塊設置不同的壓力,避免因彈性裝（zhuāng）置設置的壓力過（guò）大造成滾輪或（huò）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（tóng）個數的隨動式定子塊構成一台（tái）模塊電機，一台整圓電機由多台模塊電（diàn）機構成,多台模塊電（diàn）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（jiān）設有固定在支撐框架上的擋板來對定子塊進行圓（yuán）周方（fāng）向的限位。球磨機滾筒的法蘭處銜接T型支撐板,用於支撐安裝電機（jī）轉（zhuǎn）子鐵心及磁鋼。　　本產品的（de）隨動式定子塊安裝（zhuāng）拆（chāi）卸十分便捷，隻需要沿球磨機的徑向依次拆卸密（mì）封外（wài）殼、彈性機構、彈（dàn）性機構與定子塊之（zhī）間的連接杆、彈性機構（gòu）支（zhī）撐（chēng）架，即可（kě）將定子塊沿徑向拉出，進行檢修或更（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優點　　現階段大多數（shù）的球磨機（jī）仍采用三相感應電動機、聯軸器（qì）、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（xiàng）比優勢是它有較高的效率和功率因數，損耗大大降低，節約了能源。永磁電機通過變頻器（qì）進行調速，電機（jī）運行（háng）平穩，係統響應速度快（kuài），感應電機則起動相對困難。這（zhè）些也是近（jìn）年來永磁電機應用越來越廣泛（fàn）的原因。　　采用（yòng）永磁直驅，取消了中間的減（jiǎn）速機、聯軸器、及齒輪的傳動環節，縮短係統的傳動鏈，直驅係統的傳動效（xiào）率將提升至少（shǎo）20%。球磨機直驅係統的傳動效率不僅得到大幅提升，而且直驅係統的故障率低，維（wéi）護檢修方便，還避免了（le）傳統設備因漏油造成環境汙染。　　由（yóu）於本產品電機定子采用了模塊（kuài）化設計，不僅（jǐn）降低了加工，製造，運輸等難度，還相當（dāng）於把一個大（dà）功率電機做成了多個小功率電機（jī）。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（de）輸入電流，電機不必（bì）采用高（gāo）等級絕緣，模塊化電機采（cǎi）用多台小功率變（biàn）頻（pín）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（cóng）而降低成本。球磨機運行在輕載（zǎi）工（gōng）況時,完全可以隻運行部分模塊電（diàn）機驅動球磨機。　　傳統電機故障（zhàng）時，會（huì）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（jiā），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（diàn）機都具有一（yī）套獨立的控製係統，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（hé）控製靈活的（de）優勢，在發生故障時。可以（yǐ）直接拆卸故障電機更換（huàn）新的模塊電機即可正常運行。模塊化電（diàn）機具有冗餘的模塊數，也可（kě）切（qiē）除故障子模塊而控製其餘正常子（zǐ）模塊降額運行。使用本產品完（wán）全不會因電機發生故障而影響到生產工期。　　球磨（mó）機因加工誤差、軸承磨損、滾筒形變（biàn）或重載產生震動等因素會發生轉子偏（piān）心現象，偏心嚴（yán）重時還（hái）會造成電機掃（sǎo）膛損壞電機，實際（jì）生產中常（cháng）常通過增加氣隙大小來預防掃（sǎo）膛，而氣隙增大會導致永磁體用量增加，提高電（diàn）機製造（zào）成本。隨動式定子結構（gòu）的模塊電機，能在轉筒偏（piān）心時保證（zhèng）定子與轉子之間的間（jiān）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）結構在偏（piān）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率。　　4、隨動式球磨機裝配（pèi）示意圖　　二（èr）、永（yǒng）磁直驅立（lì）磨技術　　1、立磨直驅對（duì）比於傳（chuán）統感應電機（jī）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（lái）改變係統（tǒng）工作（zuò）環境，係統反應（yīng）速度慢（màn）。永磁同步電機采用變頻調速，適應工況能力（lì）強。遇到突發事件，除調整磨輾（niǎn）高度外，還增加了速度（dù）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（tǒng）簡單,可靠性高（gāo）　　傳（chuán）統係統因三相感應電機（jī）無法（fǎ）在低速實現大（dà）轉矩輸出，需要額（é）外的盤車係統滿足立磨的低速起動。為（wéi）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）。直驅係統由變頻控製係（xì）統控製永磁同步電（diàn）機起動，轉（zhuǎn）矩特性（xìng）滿足需（xū）要，無需盤車係統和減速器（qì），輔助係統少，結構簡單。　　(3）變頻（pín）器軟起動，起動過程隨意設定（dìng）　　傳統係統先由低速盤（pán）車（chē）係統起動，待三相感應電（diàn）機達到起動（dòng）條件後，軟起動裝置起動三相感應（yīng）電機，係統運行。係統控製複雜，低速無（wú）法實現過載輸出。在（zài）低（dī）速過程需（xū）要盤車係統，將轉速提高到三相感應電機起動（dòng）條件。直驅（qū）係（xì）統直接變頻低速起動，係統直（zhí）接運行，係統（tǒng）控（kòng）製簡單。變頻控（kòng）製起動過（guò）程可（kě）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（zǎi）輸（shū）出（chū），滿足起動需要，取代盤車係統。　　(4）無減速器，維（wéi）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，傳統係統構成單元多。同時立磨減速器結構複雜需要（yào）經常維護（hù），維護成本費用高。同時係統無法實現在低（dī）速運行的情（qíng）況下進行係統維護（hù）。直驅係統（tǒng）構成單元簡（jiǎn）單，變頻器控（kòng）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（běn）低。同時，係統可實現在電機低速運行情況下進（jìn）行係（xì）統維護。　　(5）傳動效率高,節能效果明（míng）顯　　綜上（shàng）采用直驅（qū）永磁電機取代傳統驅動係（xì）統年節電量達181萬（wàn）元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機（jī）直驅係統的優勢與球磨機直驅係統相同，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（jié）構采用永（yǒng）磁直驅電機驅動,提高了立磨效率。在立磨扶（fú）正軸承與壓力軸（zhóu）承上進（jìn）行突破，通過設計一（yī）種雙向載荷扇形模塊機構替代（dài）大直徑軸承，方便加工、生產、運（yùn）輸、裝配、維修，並降（jiàng）低成本,在工程實際中具有很強的實用型。　　針對大、中、小型不同尺寸的立磨，分（fèn）別設計了（le）三種立磨專用永磁電（diàn）機，代替傳（chuán）統的減速機與三相異（yì）步電動（dòng）機（jī），永磁直驅電機具（jù）有雙向載荷機（jī）構與不同的放置位置，均能達（dá）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（zhuān） 利。

　　1、技術背景（jǐng）　　傳統的球磨機、立磨機大都采（cǎi）用（yòng）三（sān）相異（yì）步電動機、聯軸器、減速裝置以及（jí）齒輪結構進（jìn）行驅動，導致球磨機（jī）的（de）傳動係統存在機械傳動（dòng）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91视频网機電設備有限公司聯合設計研發的（de）球磨機（jī）、立磨機采用永磁直驅電機,通（tōng）過將（jiāng）電動機與機械結構（gòu）進行機電一體化設計，取（qǔ）消動力傳輸的中間（jiān）環節（jiē），做成直驅（qū）方案，能直接滿足荷載的需求，省去傳統磨機的減速（sù）機，顯著提高了（le）電機的效率與（yǔ）功（gōng）率因數，具有節能（néng）、起動轉矩大、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（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（dù），還相當於把一個（gè）大功率電機做成了（le）多個小功率電（diàn）機。模塊（kuài）化電機的控製技術可（kě）以（yǐ）實現降（jiàng）低（dī）大功率電機的輸入電壓，但是不增加電機的（de）輸入電流，電機不必采用高等級絕緣。模塊化電機采用多台小功率變頻器聯（lián）合供電（diàn），這樣設計降低了（le）電機（jī）的供電電壓和使用的變頻器（qì）容量（liàng），從而降低成本。每個（gè）模塊電機都具有一套獨立的控製係統，大（dà）大提升了電機（jī）控製（zhì）的自由度，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球磨機。　　在結構方麵，本產品電機的定子采（cǎi）用了一種自主設計研發的隨動式結構，將整圓的定子分成若幹個相互存在間隙的（de）小扇形塊，通過機械結構設計，確定了一種無論（lùn）球磨機轉筒是否震動或偏心，定（dìng）子（zǐ）塊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證定子與轉子（zǐ）間的間隙恒定，電機不會（huì）發生掃膛現象，因此電（diàn）機的氣隙可以設計的比（bǐ）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（yuē）稀土資源，節能用電量。當（dāng）模塊發生故障（zhàng）時，直接拆卸故障電機，更換新的模塊電機即可（kě）正常運行。使用本產品完全不會因（yīn）電（diàn）機發生故障而影響到（dào）生（shēng）產工期。　　2、球磨機專（zhuān）用隨動式永磁（cí）直驅電機（jī）概述　　本產品的隨動式定子結構構成一種“小車結構”，滾筒就（jiù）像公路，定子塊就像（xiàng）汽車。滾輪貼合滾筒旋轉相（xiàng）當於汽車在公路行駛，公路的起伏不影響車輪與（yǔ）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，在（zài）球磨機（jī）因裝配誤差、軸承磨損（sǔn）、滾（gǔn）筒形變、重載震動等原因造成電機偏心、氣隙不（bú）均（jun1）勻時，仍能正常運轉，保（bǎo）證（zhèng）磨機（jī）始終運行在性能狀態，不必停機檢修。同時電機定子與轉子間的間（jiān）隙也可以做的更小，減少永（yǒng）磁體用（yòng）量，並且因為隨動式（shì）結（jié）構，電（diàn）機不會發生掃膛現象。　　本產品（pǐn）電機的定子為隨動（dòng）式結構,基於模塊化永磁直驅電（diàn）機，采用獨立的（de）扇（shàn）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（hé）滾筒來確定定子與轉子間的間（jiān）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（suō）狀態,如果球磨機滾筒向上波動，轉筒會向上頂（dǐng）定子塊上安裝的滾輪，進而帶動定子塊向上（shàng）移動，上方彈性機構繼續壓縮;下方定子塊在受到永（yǒng）磁體對其向（xiàng）上的吸引力的同時，定子塊（kuài）上的彈性機構將（jiāng）其（qí）向上（shàng）頂，保（bǎo）證下方定子塊的滾輪依然貼合轉（zhuǎn）筒外表麵，使定子塊跟隨轉（zhuǎn）筒波動而進行徑向與（yǔ）圓周方向的移（yí）動（dòng），從而保證定子、轉子之間（jiān）的（de）間隙不變。球磨機滾筒（tǒng）向（xiàng）下複位或繼續向下（xià）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（dìng）子塊被轉筒向下壓。　　本（běn）產（chǎn）品彈性裝置的（de）壓力大（dà）小可調，對於不同位置（zhì）的定（dìng）子塊設置不同的壓力,避（bì）免因彈性裝置設置的壓力過（guò）大造成滾輪（lún）或轉筒磨損較快。　　本產品將永磁（cí）電機采用模塊化控製（zhì），根據不同（tóng）功率的電機設計采用不同個數的隨動式定子塊構（gòu）成一台模塊電機，一台整圓電機由多台模塊電機（jī）構成,多台模塊電機共用（yòng）同一個轉子，模塊電機包繞式安裝在球磨（mó）機滾筒上。相（xiàng）鄰隨動式定子（zǐ）塊間設有固定在支撐框架上的擋板（bǎn）來對定子塊進行圓周方向的限位。球磨機滾筒的法蘭處銜接T型（xíng）支撐板,用（yòng）於（yú）支撐安裝電（diàn）機轉子鐵心及磁鋼。　　本產品的隨動式定子塊安（ān）裝拆卸十分便（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（yǔ）定子塊之間（jiān）的連接（jiē）杆、彈性機構支撐架，即可將定子（zǐ）塊沿徑（jìng）向拉出，進行檢修或更換（huàn）新的定子塊。　　3、采（cǎi）用（yòng）本（běn）產品代替傳統磨機（jī）的電機驅動係（xì）統的優點　　現階段大多數（shù）的球磨機仍采用三相感應電動機、聯軸器、減速裝置以及齒（chǐ）輪結構進行驅動（dòng）。永磁同步電機與感應電機相比優勢是它有較高的效率和功率因數，損耗大大降低，節約了能源（yuán）。永（yǒng）磁電機通過變頻器進行調速，電（diàn）機運行平穩（wěn），係統響應速度快，感應電機則起動相對困難。這些也是近年來永磁電機應（yīng）用越來越廣（guǎng）泛的原因。　　采用永磁直驅，取消了中（zhōng）間的減速機、聯軸器、及齒輪的傳動環節（jiē），縮短（duǎn）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（qū）係統的傳動效率不僅得到大幅提升（shēng），而且直驅係統的故障率低，維護（hù）檢修方便，還避免了傳統設備（bèi）因（yīn）漏油造（zào）成（chéng）環境汙染（rǎn）。　　由於本產品電機定子采用了模塊化設計，不（bú）僅降（jiàng）低了加工，製造（zào），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（huà）電機的控製技（jì）術可（kě）以實現降低大功率（lǜ）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（qiú）磨機運行在輕載工況時,完全可以隻（zhī）運行部分模塊電機驅動球磨機。　　傳統電機故障時，會（huì）導致電機合成磁（cí）動勢發生畸變，諧波含量（liàng）增加，平（píng）均轉矩下降，轉矩（jǔ）波動顯著增加，無法繼續正常運行。而本產品進行了模塊化設計，每個模塊電機（jī）都具有一套獨（dú）立的控（kòng）製係統，大（dà）大提升了電機控（kòng）製（zhì）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（shēng）故障時。可以直接拆（chāi）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（jī）具有冗餘的模塊數，也可切（qiē）除故障子模塊而控製其餘正常子模塊降（jiàng）額運行。使用本產品完全不會因電機（jī）發生故障而影響到生產工期。　　球磨機因（yīn）加工誤差、軸（zhóu）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（fáng）掃膛，而氣隙增大會導（dǎo）致永（yǒng）磁體用量增加，提高電機（jī）製造成本。隨（suí）動式定子結構的模塊電機，能（néng）在轉（zhuǎn）筒偏心時（shí）保證定子與轉子之間的間隙恒定，可將氣隙做的更小，減少永磁體用量，電機不會發生掃膛現象，同時因（yīn）為該隨動（dòng）式定子結構在偏心時（shí）能繼續正常工作，檢修次數更少，工作時間更長，大體積球磨機（jī）檢修複雜，降低檢修次數就是提高生產效（xiào）率（lǜ）。　　4、隨動式球磨（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（tǒng）感應電機（jī）的優點( 1）變（biàn）頻調速（sù）控（kòng）製，實現負載工況多（duō）樣性　　傳統立磨速度單一，工況適應能力差。遇到突發事件，調整磨鞮高度來改（gǎi）變係統工作環境，係統反應速度慢。永（yǒng）磁同（tóng）步電機采用變（biàn）頻調速，適應工況能力強。遇到突發（fā）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（gōng）作環境，係（xì）統反應速度更快。　　(2）係統（tǒng）簡單,可靠性高（gāo）　　傳統係（xì）統因三相（xiàng）感應電機無法在低（dī）速實現大轉矩（jǔ）輸出，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不對電網造成過大（dà）的（de）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（tǒng）控製永磁（cí）同步電機起（qǐ）動，轉矩特（tè）性滿（mǎn）足需要（yào），無需盤車係統和減速器，輔助係統少，結構簡單。　　(3）變頻器軟起動，起動過程隨意設定　　傳統係統（tǒng）先由低速盤車係統起動，待三相感應（yīng）電機達到起動（dòng）條件後，軟起動裝置起動三相感應電機，係統運行。係統控製（zhì）複雜，低速（sù）無法實現過載輸出。在低速過程需要盤車係統，將轉速提高（gāo）到三相感應電機起動條件。直驅係統直接變頻低（dī）速起動（dòng），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）無減速器，維護成（chéng）本更低,維護次數少　　係統各構成單元（yuán）均需要時常檢查和定期維護，傳統係統構成單元多。同時（shí）立磨減速器（qì）結（jié）構複（fù）雜需要經常（cháng）維護，維護成本費用（yòng）高。同時係統無法實現在低速運行的情況下（xià）進行係統（tǒng）維（wéi）護。直驅係統構成單元簡單，變頻器控製永磁同步電機直接驅動，控製（zhì）方便。係統內無減（jiǎn）速（sù）器，無需（xū）額外進行維（wéi）護，係統維護成本低。同時，係統可實現（xiàn）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。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機直驅（qū）係統的優勢與球磨機直驅係統相同，這裏不（bú）再（zài）一—贅述。　　2、永磁直驅立磨結構示意（yì）圖（tú）　　本新（xīn）型立磨結構采用永磁直驅電（diàn）機驅（qū）動（dòng）,提高了立磨效率。在立磨扶正軸承與壓力軸承上進（jìn）行突破，通過設計一（yī）種雙向載（zǎi）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（dī）成本,在工程實際（jì）中具有很強的實用型。　　針對大（dà）、中、小型不同尺寸的立（lì）磨，分別設計了三種立磨（mó）專用永磁（cí）電機，代替傳統的（de）減速（sù）機與三（sān）相異（yì）步電動（dòng）機，永磁直驅電機具有雙向載荷機（jī）構與不同的放置位置，均能（néng）達到（dào）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（de）球（qiú）磨機、立磨（mó）機大都采用三相異步電動機、聯軸器（qì）、減速裝置以及齒輪結構進行驅動，導致球磨機的傳動係統存在機械傳動鏈冗長、效率低、機構複雜、運行（háng）維護工（gōng）作量（liàng）大等問題。　　沈陽（yáng）工業大學電機與控製技術研究所與河南91视频网機電設備有限（xiàn）公司聯合設計研發的球（qiú）磨機、立磨機采用永磁直驅電機,通過將電動機與機械結構進行機電一體化設計，取消動力傳（chuán）輸（shū）的中間環節，做成（chéng）直驅方案（àn），能直接滿足荷（hé）載的需求，省去（qù）傳統磨（mó）機的減速機，顯著提（tí）高了電機的效率與功率因數，具（jù）有節能、起動轉矩大、過載能力強、係統免維護、自動化程度高等優點。　　在控製方麵,本產品電機定子采用了模塊化（huà）設計，不僅降低（dī）了加工、製造、運輸等難度，還相當於把（bǎ）一個大功率電機做（zuò）成了（le）多個小功率電（diàn）機。模塊化電機的（de）控製技術可以實現降低大（dà）功率電機的（de）輸（shū）入電壓，但是不增加電機（jī）的輸入電流，電機（jī）不必采用高等級（jí）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（shǐ）用的變頻器容量（liàng），從而（ér）降低成本。每個模（mó）塊電機都（dōu）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，球磨機運行在輕載工況時，完全可以隻（zhī）運行部分模塊（kuài）電機驅動球磨機。　　在結構方麵，本（běn）產品電機的定子采用了一種自主設計研發的（de）隨動式（shì）結構，將整圓的定子分成若幹個相互存在間隙（xì）的小扇形塊，通（tōng）過機械（xiè）結構設計，確定（dìng）了一（yī）種無論球磨機轉筒是否震動或偏心，定子（zǐ）塊始終（zhōng）跟（gēn）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（de）間隙（xì）恒定，電機（jī）不會發生掃膛現象，因此電機的氣隙（xì）可以設計的比普（pǔ）通永磁直驅電機的小很多，從而（ér）大幅降低電機永（yǒng）磁體（tǐ）用量（liàng），降低生產成本，節約稀土資源，節（jiē）能用電（diàn）量。當模塊發生故障時，直（zhí）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（cí）直驅電機概述　　本產品的（de）隨動式定子（zǐ）結構構成一種“小車結構”，滾筒就像公路，定子塊就像汽（qì）車。滾輪（lún）貼合滾筒旋轉相（xiàng）當於汽（qì）車在（zài）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（dòng）不影響滾輪貼合滾筒（tǒng），保證定子、轉子間隙恒定，在球磨機（jī）因裝配誤差、軸承磨損、滾筒形變、重載震動等原因造成（chéng）電機偏心、氣隙（xì）不均勻時，仍能正常運轉（zhuǎn），保證磨機始終運（yùn）行（háng）在性能狀態，不必停（tíng）機檢修。同時電機定子（zǐ）與轉子間的間隙也可以做的更小，減少永磁體用（yòng）量，並且因為隨動式結構，電機不會發生掃膛現象。　　本產品電機的定子為隨動式結構,基於（yú）模塊化（huà）永磁直驅（qū）電機，采用獨（dú）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（tiē）合滾筒來確定定子與轉子間的間隙，定子塊徑向外側設有與支撐框架相連的彈（dàn）性機構。彈性機構在球磨機滾筒不偏心時處於半壓（yā）縮狀（zhuàng）態,如果球磨（mó）機滾筒向上波（bō）動，轉筒會向上頂定子塊上安裝（zhuāng）的滾輪，進而帶動定子塊（kuài）向上移動，上方（fāng）彈性機構繼續壓縮;下方定子塊在受到永磁體對其（qí）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（shǐ）定（dìng）子塊跟（gēn）隨轉筒波動而進行徑向與圓周方向的（de）移動，從而保證定子、轉子之（zhī）間的間隙不變。球磨機滾（gǔn）筒向（xiàng）下複位（wèi）或（huò）繼（jì）續向下波動，則上（shàng）方定子塊在受（shòu）到（dào）永磁體對其向下（xià）的吸引（yǐn）力的同（tóng）時，彈性機構（gòu）將上方其向下壓,下（xià）方定子塊被轉筒向（xiàng）下壓。　　本產品彈性裝置的壓（yā）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（xìng）裝置設置的壓力過大造成滾輪或轉筒磨損較（jiào）快。　　本產品將永磁電機采用模塊化控製，根（gēn）據不同功率的電機設計采用不（bú）同個數（shù）的隨動式定子塊構（gòu）成一台模（mó）塊電機，一台（tái）整圓電（diàn）機由多（duō）台（tái）模塊電機構（gòu）成,多（duō）台模（mó）塊電機共用（yòng）同一個轉子，模塊電機包繞式安裝（zhuāng）在球磨機滾（gǔn）筒上。相鄰隨動式定子塊（kuài）間設有固定在支撐框架上的（de）擋板來對定子塊進行圓周方向的限位。球（qiú）磨機滾筒的（de）法蘭處銜（xián）接T型支撐板,用於支撐安裝電機轉（zhuǎn）子鐵心及磁鋼。　　本產品的隨動式定子塊安裝拆卸（xiè）十分便捷，隻需要（yào）沿球磨機的（de）徑向依次拆卸密封外殼、彈性機構、彈性機構與定子塊之間的連接杆、彈性機（jī）構支撐架，即可將定子塊（kuài）沿徑向拉出，進行檢修或更換新的定子（zǐ）塊。　　3、采用本產品（pǐn）代替傳統磨機的電機驅動係統的優點　　現階段大多數的球磨機（jī）仍采用三相感應電動機、聯軸（zhóu）器、減速裝置以及齒輪結構（gòu）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（de）效率和功率（lǜ）因數，損耗（hào）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（píng）穩，係統響應速度（dù）快，感應（yīng）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（guǎng）泛的原因。　　采用永磁直驅，取消了中間的減速機、聯軸（zhóu）器、及齒輪的傳（chuán）動環節，縮（suō）短係統（tǒng）的傳動鏈，直驅係統的傳動效率將提升至少20%。球磨機直驅係統的（de）傳動效率（lǜ）不（bú）僅得到大幅提升，而且直驅係統的故（gù）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汙（wū）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，製造，運輸等難度，還（hái）相當於把一個大功率電機做成了多個（gè）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（diàn）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（gòng）電。這（zhè）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（háng）在輕載工況時,完全可以（yǐ）隻運行部分模塊（kuài）電機驅動球磨機。　　傳統電（diàn）機故障時（shí），會導致電機合成磁動勢發生畸變（biàn），諧波含量增加，平均轉（zhuǎn）矩下降，轉矩波動顯著（zhe）增（zēng）加，無法繼續正常運行（háng）。而本產品進行了模塊化設（shè）計，每（měi）個模塊電機（jī）都具有一套獨（dú）立的控製係統，大大提升了電機（jī）控製的自由度,可以利用其多電（diàn）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（xīn）的（de）模塊電機即可正常運（yùn）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（zhèng）常子模塊（kuài）降額（é）運行。使用本產品完全不（bú）會因（yīn）電機發生故障而影響到生產（chǎn）工期。　　球（qiú）磨機（jī）因加工誤差、軸承（chéng）磨損（sǔn）、滾筒形變（biàn）或重載產生（shēng）震動等因（yīn）素會發生轉子偏心現（xiàn）象，偏心嚴重時還會造（zào）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（yǒng）磁體用（yòng）量增加，提高電機製造成本。隨動式定子結構的模塊電機，能在轉筒偏心時保證定子與轉子之間的間隙恒定，可將氣隙做的更小，減少永磁（cí）體（tǐ）用量（liàng），電機（jī）不會發生掃膛現象，同時（shí）因為該（gāi）隨動式定子結（jié）構（gòu）在偏心時能繼續正常工作（zuò），檢修（xiū）次數更少（shǎo），工作時間更長，大體積球磨機檢修複雜（zá），降（jiàng）低檢修次數就是提高生產效率。　　4、隨動式球磨機（jī）裝配示意圖（tú）　　二、永（yǒng）磁直驅（qū）立磨技術　　1、立磨直驅對比於傳統感應電機（jī）的優點（diǎn）( 1）變頻調速控製，實現負載工況多（duō）樣性　　傳統立磨速度單一，工況適應能力差。遇到突（tū）發事件，調整（zhěng）磨鞮高度來改變係統工作環（huán）境，係統（tǒng）反應速度（dù）慢。永磁同步電機采用變頻調（diào）速，適（shì）應工況能（néng）力強。遇（yù）到（dào）突發事件，除調整磨（mó）輾高度外（wài），還增（zēng）加了速度調節以快速適應係統工作環（huán）境（jìng），係統（tǒng）反應（yīng）速度更快。　　(2）係（xì）統簡單,可靠性高　　傳統係統因三相感應電機無法在低速實現大轉矩輸出，需要額外的盤車係統滿足立磨（mó）的（de）低速起（qǐ）動。為保證在電機起動（dòng）過程不對電網（wǎng）造成過大的衝擊（jī），需增加軟起動裝（zhuāng）置。三相感應電（diàn）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（tǒng）控製永磁同步電機起動，轉矩特性滿足需要，無需（xū）盤車（chē）係（xì）統和減速器，輔助係統少，結構（gòu）簡單。　　(3）變頻器軟起動，起動過程隨意設定　　傳統係統先（xiān）由低（dī）速盤（pán）車係統起動，待三相感應電機達（dá）到起動條件（jiàn）後，軟起動裝（zhuāng）置起動三相感應電機，係統運行（háng）。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（zhuǎn）速提高到三相感應電（diàn）機起動條件。直驅係統直接變（biàn）頻低速起動，係統直接運行，係統控製（zhì）簡單。變頻控製起動過程可根據實際工況（kuàng）進行調整，以滿足各種（zhǒng）工況的需求（qiú）。低速可（kě）過載輸出，滿足起動需要，取代盤車係統。　　(4）無減速（sù）器，維護成本更低,維（wéi）護（hù）次數少　　係統各構成單元均需（xū）要時常檢查（chá）和定期維護，傳統係統構成單元多。同時立磨減速器結構複雜需要經常維護，維護成（chéng）本費用高。同時係統無法實現在低速運行的情況下進行係（xì）統維護（hù）。直驅係統構成單元簡單，變（biàn）頻器控製永磁同步電機（jī）直接驅動，控製方便。係統內無減速器，無需額外進行維（wéi）護，係統維護成本低。同時，係（xì）統可實現（xiàn）在電機（jī）低速運（yùn）行情況下進（jìn）行係統維（wéi）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（qǔ）代傳統驅動（dòng）係（xì）統年節電（diàn）量達181萬元。（按照5000h,0.6元（yuán）/kWh）立式鯤磨機直驅係統的優勢與球磨機（jī）直驅（qū）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動,提高了立磨效率。在立磨扶正軸承（chéng）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（kuài）機（jī）構替代大直徑軸承，方便加工、生產、運輸（shū）、裝配、維修，並降低成本,在工程實際中具有很強的實用型。　　針對（duì）大、中、小型不同尺寸（cùn）的立磨（mó），分別設（shè）計了（le）三種立（lì）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，並且方便製造、裝配維護，節省成本。均已申請（qǐng）專 利。

　　1、技術背（bèi）景（jǐng）　　傳統（tǒng）的球磨機、立磨機大（dà）都采用三相異步電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進行驅動，導致球磨機的傳動係統存在機械傳動鏈冗長、效率低、機構（gòu）複雜、運行維護工（gōng）作量大（dà）等問題。　　沈陽（yáng）工（gōng）業大學電機與控製技（jì）術研究所與河南91视频网機電設備有限公司聯合設計研（yán）發（fā）的球磨機、立磨機采用永磁直驅電機,通過將電動機與機（jī）械結構進行機電一體化設計，取消動力傳輸（shū）的中間環節，做（zuò）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（le）電機的效率與（yǔ）功率因數，具有節能、起動轉矩（jǔ）大、過載能力（lì）強、係統免維（wéi）護、自動化程度高等優點。　　在控（kòng）製方麵,本產品（pǐn）電（diàn）機定子采用了模塊化設計，不僅降低了加工、製造（zào）、運輸等難（nán）度，還相當於（yú）把（bǎ）一個（gè）大（dà）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（shù）可以實現降低大功率電機的輸入電壓，但是不增加電（diàn）機（jī）的輸入電流，電機不必采用（yòng）高等級絕緣。模塊化（huà）電機（jī）采用多台小功率（lǜ）變頻器聯（lián）合供電，這樣（yàng）設計降低了電機的供電電壓和使用的變頻器容量，從（cóng）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（tí）升了電機控製（zhì）的（de）自由度（dù），球（qiú）磨（mó）機運行在輕載工況時，完全可以（yǐ）隻運行部分（fèn）模（mó）塊電機驅動球磨機。　　在結構方麵，本（běn）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（ruò）幹個相（xiàng）互存在間隙的小扇形塊，通過機械結構（gòu）設計，確定了一種無論（lùn）球磨機轉（zhuǎn）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間隙（xì）恒定的結（jié）構。本產品通過機械結構設（shè）計保證定（dìng）子與轉子間的間隙恒定，電機不會發生掃膛（táng）現象（xiàng），因（yīn）此電機（jī）的氣隙（xì）可以設計的比普通永磁直驅電機的小很（hěn）多，從而大幅降低電機永磁體用（yòng）量，降低生產成本（běn），節約稀土資源，節能用電（diàn）量。當模塊發生故障時，直接拆卸故障電機，更換新的模塊電（diàn）機（jī）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（xiǎo）車結構”，滾筒就像公路，定子塊就像汽車。滾輪貼合（hé）滾筒旋轉相（xiàng）當於汽車在公路行駛，公路的起伏不（bú）影響車輪與地麵貼合（hé），即滾（gǔn）筒偏心浮動不影響滾輪貼合滾筒，保證定子、轉子間隙恒定，在球（qiú）磨機因裝配誤差、軸承磨損（sǔn）、滾筒形變、重載（zǎi）震動等原因（yīn）造成電機偏心、氣隙不均勻時，仍能正（zhèng）常運（yùn）轉，保證磨機始（shǐ）終運行在性能狀態，不必（bì）停機檢修。同（tóng）時電機定子與轉子間的間隙（xì）也可（kě）以做的更小，減少永磁體（tǐ）用量，並且因為（wéi）隨（suí）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結構,基於模塊（kuài）化（huà）永（yǒng）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與轉子間的（de）間隙，定子塊徑向外側設有與支撐框架相連（lián）的彈性機構。彈性機構在球磨機滾筒不偏（piān）心時處於半壓縮（suō）狀態,如果球（qiú）磨機滾筒向上波動，轉筒會（huì）向上頂定子（zǐ）塊上安裝的（de）滾輪，進而帶動（dòng）定子塊向（xiàng）上移（yí）動，上方彈性機構繼續壓縮;下（xià）方定子塊在（zài）受到永（yǒng）磁（cí）體對其向上的吸引力的同時，定子塊上的彈性機構將其（qí）向（xiàng）上頂，保證下方定子塊的滾輪依然貼合轉（zhuǎn）筒外表麵，使定子塊跟隨轉筒波動（dòng）而進行徑向與圓周方向（xiàng）的移動，從而保證定子、轉（zhuǎn）子之間的間隙（xì）不變。球磨機滾筒向下複位或繼續向下波動，則上方（fāng）定子塊在受（shòu）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（fāng）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。　　本產品將永磁（cí）電（diàn）機（jī）采用模（mó）塊化控製，根據不（bú）同功率的電機設計采（cǎi）用不同個數的隨動式定子塊構成一台模塊電機（jī），一台整圓電機由多台模塊電機構成,多台模塊電機（jī）共用同一個轉子，模塊電機包繞式（shì）安裝在球磨機滾筒上。相鄰隨動式定子塊間設有固定在支撐框架上的擋板來對定子塊進行圓周方向的限位。球磨機（jī）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鋼。　　本產品的隨動式定子塊安裝（zhuāng）拆卸十分便捷，隻（zhī）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（zhī）間的連接杆、彈（dàn）性機構支撐架，即可將定子塊沿徑（jìng）向拉出，進行檢修或更換新的定子塊。　　3、采用本產品代替傳統磨機的電（diàn）機驅動係統的優點（diǎn）　　現階段大多數的球磨機（jī）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（diàn）機與感應電機相比優（yōu）勢是（shì）它有較高的效率和（hé）功率因數（shù），損耗大大降低，節約了能源。永（yǒng）磁電機通過變頻器進行調速（sù），電機（jī）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（jìn）年來（lái）永磁電（diàn）機應用越來越廣泛的原因。　　采用永磁直驅，取消了中間的（de）減速機、聯軸器、及齒輪的傳動環節（jiē），縮（suō）短係統的傳動（dòng）鏈，直驅係統的傳動效率將提升至少20%。球磨機直驅係統的（de）傳動效率不僅（jǐn）得到大幅提升，而且直驅係（xì）統的（de）故障率（lǜ）低，維護檢（jiǎn）修（xiū）方便，還避免了傳統設備因漏油造成環境汙染。　　由於（yú）本產品電機定子采用了模塊化設計，不（bú）僅降低了加（jiā）工，製造，運輸等難度，還（hái）相當於把一個大功（gōng）率電機（jī）做成了多個小功率（lǜ）電機。模塊化電機的控製技術可以實（shí）現降低大功率電機的（de）輸入電壓，但（dàn）是不（bú）增加電機的輸入（rù）電流，電機不必采用高等級（jí）絕緣，模（mó）塊化電機采用多台小功（gōng）率變頻器聯合供電。這樣設計降低了電機（jī）的（de）供電電壓和使用的變頻器容量，從而降低成（chéng）本。球磨機運行在輕載工況時,完全可以隻運行部分模塊電機驅動球磨機。　　傳統電機故障時，會導致電機合成磁（cí）動勢發生畸（jī）變，諧波（bō）含量增加，平均轉矩下降，轉矩波動顯著（zhe）增加，無法繼續（xù）正常運行。而本產品進（jìn）行了模塊（kuài）化設計（jì），每個模塊電機都具（jù）有一套獨立的控製係統，大大提升了電機控製的自由（yóu）度,可（kě）以利（lì）用其多電機結構和（hé）控製靈活的優勢，在發生故障時。可以直接拆（chāi）卸故障電機更換（huàn）新的模塊電機即可正常運（yùn）行。模塊（kuài）化電機（jī）具有冗餘的模塊數，也可切除故（gù）障子模塊而控製其餘正常子模塊降額運行。使用本（běn）產（chǎn）品完全不會因電機發生（shēng）故障而影響到生產工期。　　球磨機因加工誤差、軸承磨損、滾筒形變或重（chóng）載產生震動等因素會發生轉（zhuǎn）子偏心現象，偏心嚴重時還會造成電機（jī）掃膛損壞電（diàn）機，實際生產中常（cháng）常通過（guò）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，提高電機製造成本。隨動式定子結構的模塊電機，能在轉筒（tǒng）偏心時保證定子與轉子之間的間隙恒定，可（kě）將氣隙做的更小，減少永磁體（tǐ）用量，電（diàn）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（xiū）次（cì）數更少，工作時間更長，大體（tǐ）積球磨機檢修複雜，降低檢修次數就（jiù）是提高生產效率。　　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（yú）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（tǒng）立磨速度單一，工況適應（yīng）能力（lì）差（chà）。遇到突發事件，調整磨鞮高度來改變係統工作環境，係統反應速度慢。永磁同步電機采用變頻調速，適應工況（kuàng）能力強。遇到突發（fā）事件，除調整磨輾高度外，還增加了速度調節以快速適應係統工作環境，係統反應速度更快。　　(2）係統簡（jiǎn）單,可靠（kào）性高　　傳統係統因三相感應（yīng）電機無法在（zài）低（dī）速實現大（dà）轉矩輸出（chū），需要額外（wài）的（de）盤車係統滿足立磨（mó）的低速起動。為保證在電機起（qǐ）動過程不對電網造成（chéng）過大（dà）的衝擊，需增（zēng）加軟起動裝置。三相感應電機（jī）起動後，通過（guò）減速器滿足係統轉矩（jǔ）需要，整個係統構成複雜，係統運行的輔助設備（bèi）很多。直驅係統（tǒng）由變頻控製係（xì）統控製永磁同（tóng）步電機起（qǐ）動，轉矩特性滿足（zú）需要，無需盤車係統（tǒng）和減速器，輔助係（xì）統少，結構簡單（dān）。　　(3）變頻（pín）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動，待三相感應電機達到起動條（tiáo）件（jiàn）後，軟起（qǐ）動裝置起動三相感應電機，係統運行（háng）。係統控製複雜，低速（sù）無法（fǎ）實現過載（zǎi）輸出（chū）。在（zài）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。直驅係統直接變（biàn）頻低速起動，係統直接運行，係統控製簡單。變頻控製（zhì）起動過（guò）程可根據實際工況進行調（diào）整，以（yǐ）滿足各種工況的需求。低速可過載（zǎi）輸出，滿足起（qǐ）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　　係統各構成單元均需要時常檢（jiǎn）查和（hé）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（fèi）用高（gāo）。同時係統無法實現在（zài）低速運行的情況下進行係統維護。直驅係統構成單元簡（jiǎn）單，變頻器（qì）控製（zhì）永磁同（tóng）步電機直接驅動，控製方（fāng）便。係統內無減速（sù）器，無需額外進行維護，係統（tǒng）維護成本低（dī）。同時，係（xì）統可實現在（zài）電機低速運行情況下（xià）進行係統維護。　　(5）傳動效率高,節能（néng）效果明顯　　綜上采用直驅永磁電機取代傳統驅動係統年節電（diàn）量達（dá）181萬元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機直驅（qū）係（xì）統的優勢（shì）與球（qiú）磨機直驅係統相同，這（zhè）裏不再一—贅（zhuì）述。　　2、永磁直驅立磨結構示意圖　　本新型立磨結構采用永磁直驅電機驅動,提高了立磨（mó）效率。在立磨扶正軸承與壓力軸承上進行突破，通過設（shè）計一種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，並降低成本,在工程實際中具有（yǒu）很強的實用型。　　針對大、中、小型不（bú）同尺寸的立磨，分別（bié）設計了三種立磨專用永磁電機，代替傳統的減速機與三相異步電動機，永磁直驅電機具有雙向載荷機構與不同的放置（zhì）位置，均能達（dá）到扶正與承壓的作用，並且方便製造（zào）、裝配維護（hù），節省成本。均已申請專 利。

　　1、技術背景　　傳統的球磨機、立磨機（jī）大都采用三相異步電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構（gòu）進行驅動，導致（zhì）球磨機的傳動係統存在機械傳（chuán）動（dòng）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（jì）術研（yán）究所與河南91视频网機電設備（bèi）有限公司聯合設計研發的球（qiú）磨機、立磨機采用永磁直驅電機,通過將電動機與機械結構（gòu）進行機電一體化設計，取消動力傳（chuán）輸的中間環節（jiē），做成（chéng）直驅方案，能直接滿足荷載的需求，省去傳統磨機的減速機，顯著提高了電機的效率（lǜ）與功（gōng）率因數，具有節能、起動轉矩大、過載能（néng）力強（qiáng）、係統免維護、自動化程度高等優點（diǎn）。　　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（shū）等難度，還相當於把一個大功率電機做成（chéng）了多個小功率電機（jī）。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（yā），但是不增（zēng）加電機的輸入電流，電（diàn）機不（bú）必采用高等級絕（jué）緣。模塊化電機采用多台小功率（lǜ）變頻器聯合供電，這樣設計降低了電（diàn）機的供電電壓（yā）和使用的變頻器容量，從而（ér）降（jiàng）低成本。每個模塊電機都具有一套獨立的控製係統，大大提升了電機控製的自（zì）由度，球磨機運行在輕載工況時，完全可以隻（zhī）運行（háng）部分模塊電機驅動（dòng）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（jì）研發的隨動式結構，將整圓的定子分成若幹個相（xiàng）互存在間隙的小扇（shàn）形塊，通（tōng）過機械結構（gòu）設計，確定了一種無論球磨機轉筒是否震動或偏心，定子塊始終跟隨轉筒運動從而保持定子與（yǔ）轉子間隙（xì）恒定的結構。本（běn）產（chǎn）品通（tōng）過機械結構設計保（bǎo）證定子與轉子間的間隙恒（héng）定，電機不（bú）會發生掃膛現（xiàn）象，因此電機（jī）的氣隙可以設計的比（bǐ）普通永磁直驅電機的小很多，從而大幅降（jiàng）低電機永（yǒng）磁體用量，降低生（shēng）產（chǎn）成本（běn），節約稀土資源，節（jiē）能用電（diàn）量。當模塊發生故障時，直接（jiē）拆卸（xiè）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（wán）全不會因電機發生故障而影響到生產工期。　　2、球磨機專用隨動式永磁直驅電機概（gài）述　　本產品的（de）隨動式定子結構構（gòu）成一種“小車結構”，滾筒就像公路，定子塊就像汽（qì）車。滾輪貼合滾筒旋轉相當於汽車在公路行駛，公路的起伏不影響車輪與地麵貼合，即滾筒偏心浮動不影響滾輪貼合滾筒，保證定子、轉子間隙恒定，在球磨機因裝配誤差、軸承磨損、滾筒形變、重載（zǎi）震動等原因（yīn）造成電機偏心、氣隙不均勻時，仍能正常運轉，保證磨機始終運行在性能狀態，不必停機檢修。同時電（diàn）機定（dìng）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（shì）結構，電機不會發生掃膛現象。　　本產（chǎn）品電機的（de）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，其隨動原理是在定子塊的軸向（xiàng）兩側安（ān）裝滾輪且滾（gǔn）輪貼合滾筒來確定定子（zǐ）與轉子間的間隙，定子塊徑向外（wài）側設有與支撐（chēng）框（kuàng）架相連的彈性機構。彈性機構在球磨機滾筒不（bú）偏心時處於半壓縮狀態,如果球（qiú）磨機滾筒（tǒng）向上波動，轉筒會向上頂定子塊上安裝的滾輪，進而帶（dài）動定（dìng）子塊向上移動，上方彈性機構繼續（xù）壓縮;下方定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（bǎo）證下方定子塊的滾輪依然貼合轉筒外表麵，使定子（zǐ）塊跟隨轉筒波動而進行徑向與圓周方（fāng）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（xià）複位或繼續向下波動，則上方定子塊在受到永磁體對其（qí）向下的吸引力的同時，彈性機構將上方（fāng）其向下（xià）壓,下方（fāng）定子塊被轉（zhuǎn）筒向下壓。　　本產品彈性裝置的壓力大小可調，對於不同位置的定子塊設置不同的壓力,避免（miǎn）因彈性裝置設（shè）置的壓力過大造成滾輪或轉筒磨（mó）損較快。　　本產品將永磁（cí）電機采用模塊化控製，根（gēn）據不同功率的電機設計采用不（bú）同（tóng）個數的（de）隨動（dòng）式定（dìng）子塊構成一台模（mó）塊電機，一台整圓電機由多台模塊電（diàn）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（zài）球磨機滾筒上（shàng）。相鄰隨動式定子塊間設有固定在支撐框（kuàng）架上的擋板來對定子塊進行圓周（zhōu）方向的限位。球磨機滾筒的法（fǎ）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（suí）動式定子塊安裝拆卸十分便捷，隻需要沿球磨（mó）機的徑向依（yī）次拆卸密封外殼、彈性機構、彈性機構（gòu）與定子塊之間的連接杆、彈性機構支撐架（jià），即可（kě）將定子（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（tǒng）磨機的電機驅動係統的優點（diǎn）　　現階段大多數的球磨機仍采用三相感應電（diàn）動機、聯（lián）軸器、減速裝置（zhì）以及齒輪（lún）結構進行驅動。永磁（cí）同步電機與（yǔ）感應電機相比優勢是它有較高（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，電機運行平穩，係統（tǒng）響應速度快，感應電機則（zé）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（yǒng）磁直驅，取消了中間的減速機、聯軸器、及齒輪的傳動（dòng）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（fú）提升，而且直驅係統（tǒng）的故障率低，維護檢修（xiū）方便，還避免了傳統設備因漏油造成環境汙染。　　由於本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（shū）等難度，還相當於把一個大功（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（cǎi）用多台小功率變頻器聯合供電。這樣設計降低了電（diàn）機的供電電壓和使用的（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（kě）以隻運（yùn）行部分模塊電機驅（qū）動球（qiú）磨機。　　傳統電機故障時，會導致電機合成磁動（dòng）勢（shì）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，每個模塊電（diàn）機都具有一套獨立的控（kòng）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（de）優勢，在發生故障時。可以直接（jiē）拆卸故障電機更換新的（de）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（qí）餘正常子模塊降額運行。使用本（běn）產品完全不會因電機發生故障（zhàng）而影（yǐng）響到生產工期（qī）。　　球磨（mó）機（jī）因加工誤差、軸承磨損、滾筒形變或重載產生震動等因素會發生（shēng）轉子偏（piān）心現象，偏心（xīn）嚴重時還會造成電機掃膛損壞電機，實際（jì）生產中常常通（tōng）過增加氣隙大小來預防掃膛，而氣隙增大會導致（zhì）永磁（cí）體用量增加，提高電機製造成本。隨動式定子結構的模（mó）塊電機（jī），能（néng）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（yǒng）磁體用量，電機不會發生掃（sǎo）膛（táng）現象（xiàng），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、隨動式球磨機裝配示意圖　　二、永磁直驅立磨（mó）技術　　1、立磨直驅對比於傳（chuán）統（tǒng）感應電機的優點( 1）變頻調速控製，實（shí）現負載（zǎi）工況多樣性　　傳統立磨（mó）速度單一，工況適（shì）應能力差。遇到突發事（shì）件，調整磨鞮（dī）高度來改變係（xì）統工作環境，係統反應速度慢。永磁同步電機采用變頻調速（sù），適應工況能力強（qiáng）。遇到突發事件（jiàn），除（chú）調整磨（mó）輾高度外，還（hái）增加了速度調節以快速適（shì）應（yīng）係統工作環境，係統反應速度更快。　　(2）係統（tǒng）簡單,可靠性高　　傳統（tǒng）係統因三相感應電機（jī）無法在低（dī）速實（shí）現（xiàn）大轉矩輸出，需（xū）要額外（wài）的盤（pán）車係統滿足立磨的低速起（qǐ）動。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（zhì）係統控製永磁同步電機起動，轉矩（jǔ）特性滿（mǎn）足需要，無需盤（pán）車（chē）係統和減速器，輔（fǔ）助係統少（shǎo），結構簡單。　　(3）變（biàn）頻器軟起動，起動過程隨意設定　　傳（chuán）統係統先由低速盤車係統起動，待三相感應電機達到起動條件後，軟（ruǎn）起動裝置起動三相（xiàng）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係統，將轉速提（tí）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。變頻控製起動過程可根據實際工況進行（háng）調整，以滿足各種工（gōng）況的需求（qiú）。低速可過載輸出，滿足起動需要，取代盤車係統（tǒng）。　　(4）無（wú）減速器，維護成本更低,維護（hù）次數少　　係統各構成單元（yuán）均（jun1）需要時常（cháng）檢查和定（dìng）期維護，傳統係統構成單元多。同時立磨減速器結構複（fù）雜需要（yào）經常維護，維護成本費用高。同時係統無法實現在低（dī）速運行的情況下進行係統（tǒng）維護（hù）。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，無需（xū）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傳統驅動係統年（nián）節電量達181萬元（yuán）。（按照5000h,0.6元/kWh）立（lì）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（yī）—贅述。　　2、永（yǒng）磁直驅立磨結構示（shì）意圖（tú）　　本新型立磨結構采（cǎi）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（zhóu）承上進行突（tū）破，通過設計一種雙向載荷扇形（xíng）模塊機構替代大直（zhí）徑軸承，方便加工、生產（chǎn）、運輸（shū）、裝配、維修，並降低成本（běn）,在工（gōng）程實際中具有很（hěn）強（qiáng）的（de）實用型（xíng）。　　針（zhēn）對大、中、小型（xíng）不同尺寸的立磨（mó），分別設計了三種（zhǒng）立磨專用永磁電機，代替傳統的減速機與三相異步電動機（jī），永磁直驅電機具有雙向（xiàng）載荷機構與不同的放置位（wèi）置（zhì），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（qǐng）專 利。

　　1、技術背景　　傳統的球磨機（jī）、立磨機大都采用三（sān）相異步電動（dòng）機、聯軸（zhóu）器、減速裝（zhuāng）置以及齒輪結構（gòu）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、機構複雜、運（yùn）行維護工作（zuò）量大等問題。　　沈陽工業大學電（diàn）機與控製技術研究所與河南全（quán）新機電設備有限（xiàn）公司聯合設計研發的球磨機（jī）、立磨機采用永磁（cí）直驅電機,通（tōng）過將電動機與機械結構進行機電一體化設計，取消動力傳輸的中間環節，做（zuò）成直驅方案，能直接滿足（zú）荷載的需求，省去傳統磨機的減速機（jī），顯著提高（gāo）了電機的效率（lǜ）與功率因數（shù），具有節能（néng）、起動轉矩大、過載能力強、係統免維護（hù）、自動化程度高（gāo）等優點（diǎn）。　　在控製方（fāng）麵（miàn）,本產（chǎn）品電機定子采用了模塊化設計，不僅（jǐn）降低了加工、製造、運輸等（děng）難度（dù），還相當於把一（yī）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（jì）術可以實現降低（dī）大功率電（diàn）機的輸（shū）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（jí）絕緣。模塊化電機采（cǎi）用多（duō）台小功率變（biàn）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的控製係統，大大提（tí）升了（le）電機控製（zhì）的自由度，球磨機運行在輕載（zǎi）工況時，完全可以（yǐ）隻運行部分模塊電機驅動球磨機。　　在結（jié）構方麵，本產品電機的（de）定子采用了一種自主設計研（yán）發的隨（suí）動式結構，將整圓的定子分成若幹（gàn）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（jī）轉筒是否震動（dòng）或偏心（xīn），定子塊始終（zhōng）跟（gēn）隨轉筒運動從而保（bǎo）持定（dìng）子與（yǔ）轉子間隙恒定的結構。本產品通過機（jī）械（xiè）結構設（shè）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（zhí）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（shēng）故障時，直接（jiē）拆卸（xiè）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（qī）。　　2、球磨（mó）機專用隨動式永磁直驅電（diàn）機概述（shù）　　本產品的（de）隨動式定子結構構成一種“小車（chē）結構”，滾筒就像公（gōng）路，定子塊就像汽（qì）車。滾（gǔn）輪貼合滾（gǔn）筒旋轉相當（dāng）於（yú）汽車在公路行（háng）駛，公路（lù）的起伏不（bú）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（bǎo）證定子、轉（zhuǎn）子間隙（xì）恒定，在球磨機因裝配誤（wù）差、軸承磨損（sǔn）、滾筒形變、重載震動（dòng）等原因造成電機偏心、氣隙不均勻時，仍能正常運轉，保證磨機始終（zhōng）運行在性能狀態（tài），不（bú）必停機檢（jiǎn）修。同時電機定子（zǐ）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（wéi）隨動式結（jié）構，電機（jī）不會發生掃膛（táng）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電機，采用獨立的扇（shàn）形定子塊結構，其隨動（dòng）原（yuán）理是在定子塊的軸向兩側安裝（zhuāng）滾輪且滾輪貼合滾筒來確定（dìng）定子與轉子間的間隙，定子塊徑向外側設有與支撐框架相連的彈性機構。彈性機構在球磨機滾筒不偏心時處於半壓縮狀態,如果（guǒ）球磨機滾筒向上波動，轉筒會（huì）向上頂定子塊上安裝的滾輪，進而帶動定子塊（kuài）向上移動，上方彈性機構繼續壓縮;下方定子塊在受（shòu）到永（yǒng）磁體對其向上的吸引力的同時，定子塊（kuài）上的彈性機（jī）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，使定子塊跟隨轉筒波動而進行徑向與圓周方向的移動，從而保（bǎo）證定子（zǐ）、轉子之間的間隙（xì）不變。球磨機滾筒向下（xià）複位（wèi）或繼續向下波動，則上方定子塊在受到永磁體對其向（xiàng）下的吸引力的同時，彈性（xìng）機構將上方（fāng）其向下壓,下方定子塊被（bèi）轉筒向下壓。　　本產品彈性（xìng）裝置（zhì）的壓力大小可調，對於不同位置（zhì）的定子塊設置不同的壓力,避免因彈（dàn）性裝置設置的壓力過大造成滾輪或轉筒磨損（sǔn）較快（kuài）。　　本產品將永磁電機采用模（mó）塊化控製，根據不（bú）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台模塊電機，一台整圓電機由多台模塊電機構成,多台模塊電機共用同一個轉子，模塊電機包繞式安裝在球（qiú）磨機滾筒上。相（xiàng）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。球磨機滾筒的法蘭處銜接T型支（zhī）撐板,用於（yú）支撐安裝電機轉子（zǐ）鐵心及磁鋼（gāng）。　　本產品的隨動式定子塊安裝拆卸十分便捷，隻需要沿球磨機的徑向依（yī）次拆卸密封外殼、彈性機（jī）構、彈性機構與定子塊之間的連接杆、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（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點（diǎn）　　現階段大多數的球磨機仍采用三相（xiàng）感應電動機、聯軸器（qì）、減速裝（zhuāng）置以及齒輪結構進行驅動。永磁（cí）同步電機與感（gǎn）應（yīng）電機相比優勢是（shì）它（tā）有較高的（de）效率和功率因數，損耗大大降（jiàng）低，節約了能源。永磁電機通過變頻器進行調速（sù），電機運行平穩，係統（tǒng）響應速度快，感應電機則起動相對困難。這些也（yě）是近年來（lái）永磁電（diàn）機應用越來越廣泛的（de）原因。　　采用永磁直驅，取消了中間的減速機、聯軸器、及齒輪的傳動環節（jiē），縮短係統（tǒng）的傳動鏈，直驅係統的傳動效率將提升至少20%。球磨機直驅係統的（de）傳動效率不僅得到大幅提升，而且（qiě）直驅係統的故障率低，維（wéi）護檢修方便，還避免了傳統設備因漏油造成環境汙染。　　由（yóu）於本產品電機定子采用了（le）模塊化設計，不僅降低了加（jiā）工，製造，運輸等（děng）難度，還相（xiàng）當於把一個大功率電機（jī）做成（chéng）了多個小功率電機。模塊化電機的控製技術可以實現降低大功率電機的輸入電壓，但是不增加（jiā）電機的輸入電流，電機不必采用高等級絕緣，模塊化電（diàn）機采（cǎi）用多台小功率變頻器聯合供電。這（zhè）樣設計降（jiàng）低了電機的供電電壓（yā）和使用的變頻器（qì）容量，從而降（jiàng）低（dī）成（chéng）本。球磨機運行在輕載工況時,完全可以（yǐ）隻運行部分模塊電機驅動球磨機。　　傳統電機故障時，會導致電機合成磁動勢發生畸變（biàn），諧波含量增加，平均轉矩下降，轉矩波動顯（xiǎn）著增加，無法繼續正常運行。而（ér）本產品進行了模塊化設計，每個模塊電機都（dōu）具有一套獨立的控製係統，大大提升了電機控製的自（zì）由度,可以利用其多電機結構和控製靈（líng）活的優勢，在發生故障時。可以直接拆卸故障電機更換新的（de）模（mó）塊電機即可正常運行。模塊化電機具有冗餘的（de）模塊數，也可切除故障子模（mó）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（huì）因電機發生故障而（ér）影響到生產工期。　　球磨機因加工（gōng）誤差、軸承磨損、滾筒（tǒng）形變或重載產生（shēng）震動等因（yīn）素（sù）會發生轉子偏心現（xiàn）象，偏（piān）心嚴重時還會造（zào）成電機掃膛損壞電機，實際生產中常常通過（guò）增加氣隙（xì）大小來預防（fáng）掃膛，而（ér）氣隙增大會（huì）導致永磁體用（yòng）量增加，提高（gāo）電機製造成本。隨（suí）動式（shì）定子結構的模塊電（diàn）機（jī），能在轉筒偏心時保證定子與轉子之（zhī）間的間隙恒定，可將氣隙做的更小，減少永磁體用量，電機不（bú）會發生掃膛現象，同時因為該（gāi）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（gōng）作時間更長（zhǎng），大體積球磨機（jī）檢修複雜，降低檢修次數就是提高生產效率。　　4、隨動式球（qiú）磨機裝配示意圖　　二、永（yǒng）磁（cí）直驅（qū）立磨（mó）技術　　1、立磨直驅對比（bǐ）於傳統感（gǎn）應（yīng）電機的優點( 1）變頻調速控製，實現負載工（gōng）況多樣性　　傳（chuán）統立磨速度單一，工況適應能（néng）力差（chà）。遇到突發事件，調整磨鞮（dī）高度來改變係統工作環境，係統反應速度（dù）慢。永磁同（tóng）步電機采用變頻（pín）調速，適應工（gōng）況能力（lì）強。遇到突發事件，除調整（zhěng）磨輾高度外，還（hái）增加了（le）速（sù）度調（diào）節以快速適（shì）應係統工作環境，係統反應速度更快。　　(2）係統簡單,可靠性高　　傳統係（xì）統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（chē）係統滿足（zú）立磨的低速起動。為保證在電機起動過（guò）程不對電網造成過大（dà）的衝擊，需增加軟（ruǎn）起（qǐ）動裝置。三相感應電機起動後，通過減速（sù）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。直驅係統由變頻控製係統（tǒng）控（kòng）製永（yǒng）磁同步電機起動（dòng），轉矩特性滿足需要，無需盤車係統和減速器，輔助係統少，結構簡（jiǎn）單（dān）。　　(3）變頻（pín）器軟起動（dòng），起動過程隨意（yì）設定　　傳統係統先由低速（sù）盤車係統起（qǐ）動，待三相感應電機達到起動條件（jiàn）後，軟起動（dòng）裝置起（qǐ）動三相感應電機，係（xì）統運行。係統控（kòng）製複雜，低速無法實現過載輸（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件。直驅（qū）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（dòng）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）無減速器，維護成本更低,維護次數少　　係（xì）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。同時係統無法實現在低速運行的情（qíng）況下進行係統維護。直驅係統構成單元簡單，變頻器控製（zhì）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）額外進行維護，係統維護成本低。同（tóng）時，係統可（kě）實現在電機低速運（yùn）行情（qíng）況下進行係（xì）統維（wéi）護。　　(5）傳動效率高,節能效果明顯（xiǎn）　　綜上采用直驅永磁電機取（qǔ）代傳統驅動係統（tǒng）年節電量達181萬元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機直驅係統的優勢與球磨機直驅係統相同（tóng），這裏不再一—贅述（shù）。　　2、永磁直驅立磨結構（gòu）示意（yì）圖　　本新型立磨結構采用永磁直（zhí）驅（qū）電機驅動,提高（gāo）了立磨效率。在立磨扶正軸承與壓力軸（zhóu）承上進行突破，通過設（shè）計一種雙向載荷扇形模塊機構替代大（dà）直徑軸（zhóu）承，方便加工、生產、運輸、裝配、維修，並降（jiàng）低成本,在工程實際中具有（yǒu）很強的實用型。　　針對大、中（zhōng）、小型不同尺（chǐ）寸（cùn）的立磨，分別設計了三種立磨專用永磁電（diàn）機（jī），代替（tì）傳統的（de）減速機與三相異步電動機，永（yǒng）磁直驅電機具有雙向（xiàng）載（zǎi）荷機構與不同的放置位（wèi）置，均能達到扶正與承壓的作用（yòng），並且方便製造、裝配維護（hù），節省成本。均已申請專 利。