1、技術背景（jǐng）　　傳統的球磨機、立磨機大都采用三相異（yì）步電（diàn）動機、聯軸器、減（jiǎn）速裝（zhuāng）置以及齒輪結構進行（háng）驅動，導致球磨（mó）機的傳動係統存在（zài）機械傳動鏈冗長、效（xiào）率（lǜ）低、機（jī）構（gòu）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究所與河南全新機電設備有限公司聯合設計研發的球（qiú）磨（mó）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（lì）傳輸的中間環（huán）節，做成直驅方案，能直接滿足荷載（zǎi）的需求，省去傳統磨機的減（jiǎn）速（sù）機，顯著（zhe）提高了電機的效率與（yǔ）功率因數，具有節能（néng）、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（chǎn）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（xiàng）當於把一個大功率（lǜ）電機做成了多個小功率（lǜ）電機。模塊化電機的控製技術可以實現降低大功率電（diàn）機的輸入電壓，但是不增加電機的輸入電流，電（diàn）機不必采用高等級絕緣（yuán）。模塊化（huà）電機采用多台小功率變頻（pín）器聯合供電，這樣設計降低了電機的供電電壓和使用的變頻器容量，從而降（jiàng）低成本。每個模塊電機（jī）都（dōu）具有一套獨立（lì）的控製係統（tǒng），大大（dà）提升了電機控製的自由度，球磨機（jī）運行在輕載工況時，完全可（kě）以隻運行（háng）部分（fèn）模塊電（diàn）機驅動球磨機（jī）。　　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，將整圓的定子分成若幹個相互存在間隙的小扇形塊，通（tōng）過機械結構設計，確定了一種無（wú）論球（qiú）磨機轉（zhuǎn）筒（tǒng）是否震動或偏心，定（dìng）子塊始終跟隨（suí）轉筒（tǒng）運動（dòng）從而保持定（dìng）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（dìng）子與轉子間的間隙恒定，電機不會發生掃膛（táng）現象，因此電機的氣隙可以設計的比普通（tōng）永磁（cí）直驅電機（jī）的（de）小很多，從而大幅降低電（diàn）機永磁體用量，降低生（shēng）產成本，節約稀土（tǔ）資源（yuán），節能用（yòng）電量。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。使用本產品完全不會（huì）因電機發生故（gù）障（zhàng）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（pǐn）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（qì）車。滾輪貼合滾筒旋轉相當於汽（qì）車在公路行駛，公路的起伏（fú）不影響車輪與地（dì）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（xì）恒定，在球磨機因裝配誤差、軸承磨損、滾筒（tǒng）形變、重載震（zhèn）動等（děng）原因造成電（diàn）機（jī）偏心、氣隙不均勻時，仍能正常運轉（zhuǎn），保證磨機始（shǐ）終運行在性能狀態，不必停機檢修。同時電機定子與轉子間的間隙也可以做的更小（xiǎo），減少永磁體用量，並且因為隨動式（shì）結（jié）構，電機不會發生掃膛現（xiàn）象。　　本產品電（diàn）機的定子（zǐ）為隨動式結構,基於模塊化永磁直驅電機，采用（yòng）獨立的扇形定子塊（kuài）結構，其隨動原（yuán）理是在定子（zǐ）塊的（de）軸向兩側安裝滾輪且（qiě）滾輪貼（tiē）合滾筒來確定定子與轉子間的間隙，定子塊徑向（xiàng）外側設有與支撐框架相連的彈性機構。彈性機構在球磨機滾筒不偏心時處於半壓縮狀態,如果球磨機滾筒向上波動，轉筒會向上頂定子塊上安裝（zhuāng）的滾輪，進而（ér）帶（dài）動定子塊向上移動（dòng），上方（fāng）彈性機構繼續壓縮;下方定子塊（kuài）在受到永磁（cí）體對（duì）其向（xiàng）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（jī）滾筒向（xiàng）下複位或繼續（xù）向下波動，則上方定（dìng）子塊在（zài）受到永磁體對其向下的吸（xī）引力的同時，彈性機構將上方（fāng）其向下壓,下（xià）方定子塊被轉筒（tǒng）向下壓。　　本產品彈性裝置的壓（yā）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（zhì）的壓力過（guò）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（yī）台整圓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，模塊電機包繞式安裝在球磨機滾筒上。相鄰隨動式定子塊間設（shè）有固定在（zài）支撐框架上的擋板來對定子塊進行（háng）圓（yuán）周方（fāng）向的（de）限位。球磨機滾筒的法蘭處銜接T型支撐板（bǎn）,用於支撐安裝電機轉子鐵心及磁鋼。　　本產品（pǐn）的隨動式定（dìng）子塊安裝拆卸十分（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、彈性（xìng）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，進行檢修或更換新的定子塊。　　3、采用本產品代替傳（chuán）統（tǒng）磨機的電（diàn）機驅動係統的優點　　現階段大多數的球磨機仍采用三相感應電（diàn）動機、聯軸（zhóu）器、減速裝置以及齒輪結構進行驅動。永磁（cí）同步電機與感（gǎn）應電機（jī）相比優（yōu）勢是（shì）它有較高的效率和功率因數，損耗（hào）大大降低，節約了能源。永磁電機（jī）通過變頻器進（jìn）行調速，電機運行平穩，係（xì）統響應速（sù）度快，感（gǎn）應電機則起動相對困難。這些也是近（jìn）年來永磁電機應（yīng）用越（yuè）來越廣泛的原（yuán）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，縮短係統的傳動（dòng）鏈，直驅係統的傳（chuán）動效率將提升至少20%。球磨機直驅係統的傳動效率不僅得到大幅提升，而且直驅係統的故障率（lǜ）低，維護檢修方便（biàn），還避免了傳統設備因漏油造（zào）成環境汙染。　　由於本產品電機定子（zǐ）采（cǎi）用了模塊化設計，不僅（jǐn）降低了加工（gōng），製（zhì）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。模塊化電機的控製技（jì）術可以實現降低大功率電機（jī）的輸入電壓，但是不增加電（diàn）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）變頻器聯合供電。這樣設計降（jiàng）低（dī）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（yùn）行在輕載（zǎi）工況時,完全可（kě）以隻運行部分模（mó）塊電機驅動球磨機。　　傳統電機故障（zhàng）時，會導致電機合成磁動勢發生畸變，諧波含（hán）量（liàng）增加，平（píng）均轉矩下（xià）降，轉矩（jǔ）波動（dòng）顯（xiǎn）著增加，無法繼續正常運行。而本產品進（jìn）行了（le）模塊化設計，每個模（mó）塊電機都具有一套獨立的（de）控製係統，大大（dà）提升了電機控製的自由度,可以利用其多電機結構和控製（zhì）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（jí）可（kě）正常運行。模塊（kuài）化電機具有冗餘的模塊數，也可切除故障子模塊而控製其餘正常子模塊降（jiàng）額運行。使用本產品完全不會因電機發生故（gù）障而影響到生產工期。　　球（qiú）磨機因加工誤差、軸（zhóu）承磨（mó）損、滾筒形變或重載產生震動等因素會發生轉子偏心現象，偏心嚴重時還會造成電機掃膛損壞電機，實際生產中常常通過增加氣隙（xì）大小來預防掃膛，而氣（qì）隙增大會導致（zhì）永磁體用量增加，提高電機製造成本。隨動（dòng）式定子結（jié）構的（de）模塊電機，能在轉筒偏心時保證定子與轉子之間的（de）間隙恒（héng）定，可將氣隙做的更小，減少永磁體用量，電機不會發生（shēng）掃膛現象，同時因為該隨動式定子結構（gòu）在偏心時能繼續正（zhèng）常工作，檢修次（cì）數更少，工作時（shí）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（qiú）磨機裝配示意（yì）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，工況（kuàng）適應能力差。遇到突發事件，調整磨鞮高度來改變係（xì）統工作環境，係統反應速度慢。永磁同步電機采用變頻調速，適應工況能力強。遇到突發事件，除調（diào）整（zhěng）磨輾高（gāo）度外，還增加了速度調節（jiē）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（xì）統因三相感應電（diàn）機（jī）無法在低速實現大轉矩（jǔ）輸出，需要（yào）額外的（de）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（diàn）網（wǎng）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（hòu），通過減速器滿足係統轉矩需要，整個（gè）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磁同步電機起動（dòng），轉矩特性滿足需要，無需盤（pán）車係統和減速器，輔助（zhù）係統少，結構簡單。　　(3）變頻器軟起動，起動過（guò）程隨意設定　　傳統係統先（xiān）由低速盤（pán）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（diàn）機，係統運行。係統控製複雜，低速無法實現過載輸出。在低速（sù）過程需要盤車係統（tǒng），將轉速（sù）提高到三相感應電機起動條（tiáo）件。直驅係統直接變（biàn）頻低速起動，係統直接（jiē）運行，係統控製簡單。變頻控製起（qǐ）動過程可根據實（shí）際工況進行調整，以滿足（zú）各種工況的（de）需求。低速可過載輸出，滿足起動（dòng）需要，取（qǔ）代盤車係統。　　(4）無減速（sù）器，維護（hù）成本更低,維護次數少（shǎo）　　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（dān）元多。同時立磨減速器結構複雜需要經常（cháng）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（gòu）成單元簡單（dān），變頻器控製永磁同步電機直接驅動，控製方便。係統內無（wú）減（jiǎn）速器，無需額外進行維護，係統維護成本（běn）低。同（tóng）時，係統可實現（xiàn）在電（diàn）機低速（sù）運（yùn）行情況下進行係統維護。　　(5）傳動效（xiào）率高,節能效果明顯（xiǎn）　　綜上采用直（zhí）驅永磁電機取代傳統驅動係統年（nián）節電量達181萬（wàn）元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨（mó）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（cí）直驅立磨結構示意圖　　本新型立磨結構采用永磁直驅電（diàn）機驅動,提高了立磨效率。在立磨扶正軸承與壓（yā）力軸承上進行突（tū）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（wéi）修，並降低成本,在工程實際中具有很強的實用型。　　針對大、中、小型不同尺寸的立磨，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（xiàng）異（yì）步電動機，永磁直驅電機具有雙向載荷機（jī）構與不同的放置位置，均能達（dá）到扶正（zhèng）與承壓的作用，並且方便製造、裝配維護，節（jiē）省（shěng）成本。均已申請專 利。

　　1、技術背（bèi）景　　傳統（tǒng）的球磨機、立磨機（jī）大都采用三相異步電（diàn）動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進行驅動（dòng），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）維護工作（zuò）量大等問題。　　沈（shěn）陽工業大學電機（jī）與控製技術研究所（suǒ）與河南全新（xīn）機電（diàn）設備有限公（gōng）司聯（lián）合設計研發的（de）球磨機、立磨機采用（yòng）永磁直驅電機,通過（guò）將電動機與機械結構（gòu）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（xū）求，省去傳統磨機的減速機，顯著提高了電機的效率與功率因數，具有節能、起動轉矩大、過載能力強（qiáng）、係統免維護、自動化程度高等優點。　　在控製方麵,本產品電機定子采用了模塊化設計，不僅降低了加工、製造、運輸等難度，還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（kòng）製技術可以實現降低大（dà）功率電機的輸入電壓（yā），但是不增加電機的輸入電流（liú），電機不必采用高等（děng）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（de）供電（diàn）電壓和使用（yòng）的變頻（pín）器容量，從而降低成本。每個模塊電機都具有一套獨立的控製係統，大大提升了電機控製的自由（yóu）度，球磨機運行在輕載工況時，完（wán）全可以隻運行部分模塊電（diàn）機驅動球磨（mó）機。　　在結構方麵，本產品電機的（de）定子采用了一種自主設計研發的（de）隨動式結構，將整圓（yuán）的定子（zǐ）分成若幹個相互存在間隙的小扇形（xíng）塊，通過機械結構（gòu）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（kuài）始（shǐ）終跟隨轉筒（tǒng）運（yùn）動從（cóng）而保持定子與轉子間隙恒定的結（jié）構。本產品通（tōng）過機械結構設計保證定子與轉子間的間隙恒定，電機不會（huì）發生掃膛現象，因此電（diàn）機的氣（qì）隙（xì）可以設計（jì）的比普通永磁（cí）直驅電機的小很多，從而大幅降低電機永（yǒng）磁體（tǐ）用量（liàng），降低生產（chǎn）成本，節約稀土資源，節能用電量。當模塊發生故（gù）障時，直接拆卸故障電機，更換新的模塊電機即可（kě）正常運行。使用本產品完全不會（huì）因（yīn）電機（jī）發生故障而（ér）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（gòu）構成一種“小車結（jié）構（gòu）”，滾筒就像公路，定子塊就像汽車。滾輪貼合滾筒（tǒng）旋轉相（xiàng）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（gǔn）輪貼合滾筒，保證定子、轉（zhuǎn）子（zǐ）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電機偏心、氣（qì）隙（xì）不均勻時，仍能正常運（yùn）轉，保證磨機始終運行在性能狀態，不（bú）必停機檢修。同時（shí）電機定（dìng）子與轉（zhuǎn）子間的間隙也可以做的更小，減少永磁體用量，並且因為隨動式結構，電機（jī）不會發（fā）生掃膛現象。　　本產品電機的定子（zǐ）為隨動式結（jié）構,基於模塊（kuài）化永磁直驅電機（jī），采用獨立的扇形定（dìng）子塊（kuài）結構，其隨動（dòng）原理是在定子（zǐ）塊的軸向兩側安裝滾輪且（qiě）滾輪貼合滾筒來確（què）定定子與轉子間（jiān）的間隙，定子塊徑向外側設（shè）有與支撐框（kuàng）架相（xiàng）連的彈性機構。彈性（xìng）機構（gòu）在（zài）球磨機滾筒不（bú）偏心時處於半壓縮狀（zhuàng）態,如果球磨機滾（gǔn）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（kuài）向上（shàng）移動，上方彈性（xìng）機構繼續壓縮（suō）;下方定子塊在受到永磁體對其向上的吸引力的（de）同時，定子塊上的彈性（xìng）機構將其向上頂，保證下方定子塊的滾輪依然貼合轉（zhuǎn）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動，從而保證定子、轉子之間的間隙不（bú）變。球磨機滾筒向下（xià）複位或（huò）繼續向（xiàng）下波動，則上（shàng）方定子塊在受到永磁體對其向下的吸引力的同時（shí），彈性機構將（jiāng）上方其（qí）向下壓,下（xià）方定（dìng）子（zǐ）塊被轉筒向下（xià）壓。　　本產品彈性裝置的壓力大小（xiǎo）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壓力過大造成滾輪或轉筒磨損較快。　　本（běn）產品將永磁電機采用模塊化控製，根據不同功率的電（diàn）機設（shè）計采用不同（tóng）個數的隨動式定子塊構成（chéng）一台模塊電（diàn）機，一台整圓電機由多台模塊電機構成,多台模塊電機共（gòng）用同一（yī）個轉子，模塊電機包繞式安裝（zhuāng）在球（qiú）磨（mó）機滾筒上。相鄰隨（suí）動（dòng）式定子塊間設有固定在支撐框架上的擋（dǎng）板來對定子塊進行圓（yuán）周方向的限位。球磨機滾筒的法蘭處銜接T型支撐（chēng）板,用（yòng）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密（mì）封外殼、彈性機構、彈（dàn）性機構與定子塊之（zhī）間的連接杆、彈性機（jī）構支撐架，即可將定子（zǐ）塊沿徑（jìng）向拉出，進行檢修（xiū）或更換新（xīn）的定子塊。　　3、采用本產品代替傳統磨機的電機驅動係（xì）統的優點　　現階段大多數的球磨機仍采用三相感應電動機、聯軸器、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（xiàng）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（yuē）了能源。永磁電機通過變頻器進行調速，電（diàn）機運行（háng）平穩，係統響（xiǎng）應速（sù）度快，感應電機則起動相（xiàng）對困難。這些（xiē）也是近年來永磁電機應用越（yuè）來越廣泛的原因。　　采用（yòng）永磁直驅，取消了中間的減速機、聯軸（zhóu）器、及齒輪的傳動環節，縮短係統的傳動鏈，直驅係統的傳動（dòng）效率（lǜ）將提（tí）升至少20%。球磨機直驅係統的傳動效率（lǜ）不僅（jǐn）得到（dào）大幅提升（shēng），而且直驅（qū）係（xì）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（yú）本產品電機定子采用了模塊（kuài）化設計，不僅降低了加工，製造（zào），運（yùn）輸等難度（dù），還相當於把一個大功率電機（jī）做成了多個小功率電機。模塊化電機（jī）的控製技術可以實現降低大功率電機的輸入電壓，但（dàn）是不增（zēng）加電機的輸入電流，電機不必采用高等級絕緣，模塊化電機采用多台小功率變頻器聯合供電。這樣設計降低（dī）了電機的供電電壓和使用的變頻（pín）器容量（liàng），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（kuài）電機驅動球磨（mó）機。　　傳統電機故（gù）障（zhàng）時（shí），會導致電機合成（chéng）磁（cí）動勢發生畸變，諧波含（hán）量增（zēng）加，平均轉矩下降，轉矩波動顯著增加，無法繼續正常運行。而本產品進行了模塊化設計，每個（gè）模塊電機都（dōu）具有一（yī）套獨（dú）立的控製係統，大（dà）大提（tí）升了（le）電機（jī）控製的自由度,可（kě）以利用其多電機結構和控製靈活的優勢，在發（fā）生故（gù）障時。可以直接拆卸故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（yǒu）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（diàn）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（dòng）等因素會發生轉子偏心現象，偏心嚴重時還會造成電機（jī）掃膛損壞電機，實際生產中常常通過增（zēng）加氣（qì）隙大（dà）小來（lái）預防掃膛，而氣隙增大會導致永磁體用量（liàng）增加，提高電機製（zhì）造成本。隨（suí）動式定子結構的（de）模塊電機，能在轉筒偏心時保證定子與（yǔ）轉子（zǐ）之間的間隙（xì）恒定，可將氣隙做的更小（xiǎo），減少永磁體用量，電機不會發生（shēng）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（shù）更少，工作時間更長，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（lǜ）。　　4、隨動（dòng）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）變頻調速（sù）控製，實現負載工況多樣性　　傳統立磨速度（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（xì）統工（gōng）作環境，係統反應速度慢。永磁同步電機（jī）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（hái）增加了速度（dù）調節（jiē）以快速適應係統工作環（huán）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（xiàng）感應電機無法在低速實現大（dà）轉矩輸出，需要額（é）外的盤車係統滿足立磨的低速起動。為保（bǎo）證在電機起（qǐ）動過程不對電網造成過大的衝擊（jī），需增（zēng）加軟（ruǎn）起動裝置（zhì）。三相感應電機起動後（hòu），通過減（jiǎn）速器滿足係統轉（zhuǎn）矩需要，整個係（xì）統構成複雜，係統運行的輔助設備（bèi）很多。直驅（qū）係統由（yóu）變頻控製係統控製永磁同步電機（jī）起動，轉矩特性滿足需要，無需盤（pán）車係（xì）統和減速器，輔助係統少，結構簡單。　　(3）變頻器軟（ruǎn）起動，起（qǐ）動過程隨意設定　　傳統係統先由低速盤（pán）車係統起動，待（dài）三相感應電機達到起動條（tiáo）件後，軟（ruǎn）起動裝置起動三相感應電機，係統運行。係統控製複雜，低速無法實現過載輸出。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。直驅係統直接變頻低速起動，係統直接運行，係統控（kòng）製簡單。變頻控製起動過程可根據實際工況進行調整，以滿足各種工況的需求。低速可過載（zǎi）輸出，滿足起動需要，取（qǔ）代盤車係統。　　(4）無減速（sù）器，維護（hù）成本更低（dī）,維護次數少　　係統（tǒng）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（dān）元多（duō）。同時立磨減速器結構（gòu）複雜需要經常（cháng）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（tóng）步電機直接驅動（dòng），控製方便。係統內（nèi）無減速器，無需額外進行維護，係統維護成本低。同時（shí），係統可實現在電機低速運行（háng）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（jī）取代傳統驅動係（xì）統（tǒng）年節電量達181萬（wàn）元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機直驅係統的（de）優勢與球磨機直驅係統相同，這裏不再一—贅述。　　2、永磁（cí）直驅立磨結構示意圖　　本新型立磨結構采（cǎi）用永（yǒng）磁直驅電機驅動,提高了立磨效率（lǜ）。在（zài）立磨扶正軸承與壓力軸承上進行（háng）突破，通過設計一種雙向載荷（hé）扇形模塊（kuài）機構替代大直徑軸承，方便加工（gōng）、生產、運輸、裝配、維修，並（bìng）降低成本,在工程實際中具有很強的實（shí）用型。　　針對大、中、小型不同尺寸的立磨，分別設計了三種立磨專用永（yǒng）磁電機，代替傳（chuán）統的（de）減速機與三相（xiàng）異步電動機，永磁直驅電機具有雙向載荷機構與不（bú）同的放置（zhì）位置，均能達到扶正與承（chéng）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（jì）術背景（jǐng）　　傳統的球磨機、立磨機大都采用三（sān）相異步電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進（jìn）行驅動，導致（zhì）球磨機（jī）的傳（chuán）動係（xì）統存在機械傳動鏈冗長、效率低、機構複（fù）雜、運（yùn）行維護工作量（liàng）大等問題（tí）。　　沈陽工業大學電機與控製技術研究所與河南全新（xīn）機電設備有（yǒu）限公司聯合設計研發的球磨機、立磨機采用（yòng）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（de）中間環節，做成直驅方案，能直接滿（mǎn）足荷載的（de）需求，省去傳統磨機的減速機，顯著（zhe）提高了電（diàn）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、自動化程度高等優點。　　在（zài）控製方麵,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（zhì）造、運輸等（děng）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（jiā）電機的輸入（rù）電流，電機不必采用高等級絕緣。模塊化電機（jī）采用（yòng）多台小功（gōng）率變（biàn）頻器聯合供電，這樣設計降低了電機的供電電壓和使用的變頻器容量，從（cóng）而降低（dī）成本。每個模塊電機都具有一套獨立的控製係統，大大提升了電機控製的自由度，球磨機運行在輕載工況時（shí），完全（quán）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（de）定子采用了一種自主（zhǔ）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，確定了一種無論球（qiú）磨機轉筒是否震動或（huò）偏心，定子塊始（shǐ）終跟隨轉筒運動從而保持定子與轉子間（jiān）隙（xì）恒定的結（jié）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（xiàng），因（yīn）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（yuē）稀土資源，節能用電量。當模塊發生故（gù）障（zhàng）時，直接拆卸（xiè）故障電機，更換新（xīn）的模塊（kuài）電（diàn）機即可正常（cháng）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、球磨機專用隨動（dòng）式永（yǒng）磁直驅（qū）電機概述　　本產品的隨動式定子結構（gòu）構成一種“小車結構”，滾筒就像（xiàng）公路，定子塊就像（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（chē）輪與地（dì）麵貼合，即滾筒偏心浮（fú）動不影響滾輪貼合滾（gǔn）筒，保證定（dìng）子、轉子間隙恒定，在球磨（mó）機因裝配誤差、軸承磨損、滾筒形變、重載震（zhèn）動（dòng）等原因造成電機偏心、氣隙不均（jun1）勻時，仍能正常運轉，保證磨機始終運行在（zài）性能狀態（tài），不必停機檢修。同時電機定子與轉子間的間隙也可以（yǐ）做的更小，減少永磁體用量，並且因為隨動（dòng）式結構，電機不會（huì）發生掃膛現象。　　本產品（pǐn）電機的定子為隨動式結構,基於模塊化永磁直驅電機，采用獨立的扇形定子塊結構，其隨動原理（lǐ）是在定子塊的軸向兩側安裝滾輪且滾輪（lún）貼合（hé）滾筒來確定定子與轉子間的間隙，定（dìng）子塊（kuài）徑向外（wài）側設有與支撐框架相連（lián）的彈性機構。彈（dàn）性機構在球磨機滾筒不偏心時處於半壓縮狀態,如（rú）果球磨機滾筒向上波動，轉筒會向上（shàng）頂定子塊（kuài）上安（ān）裝的滾輪，進而帶動定子塊向（xiàng）上移動，上方彈性機構繼續壓縮;下方定子塊在受到永（yǒng）磁體對（duì）其向上的吸引力的（de）同時，定（dìng）子塊上的彈性機（jī）構將其向上頂（dǐng），保證下（xià）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向的移動（dòng），從而保證定子、轉子之間的間隙不變（biàn）。球磨（mó）機滾筒向下（xià）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（shàng）方其向下壓,下方定（dìng）子塊被轉（zhuǎn）筒向下壓。　　本產品彈性裝置的壓力大小可（kě）調，對於不同位置的定子塊設（shè）置不同（tóng）的壓力,避（bì）免因彈性裝置設置的壓力過大造成滾輪或轉筒磨損較快。　　本產品將永磁電機采（cǎi）用模（mó）塊化控製，根（gēn）據不同功率的電機設計采用不同個（gè）數的隨動式定子塊構（gòu）成一（yī）台模塊電機，一台整圓電機由多台模塊電機構成,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（qiú）磨機滾筒的法（fǎ）蘭處銜接T型支撐板（bǎn）,用於支撐安裝電機（jī）轉子（zǐ）鐵心及磁鋼。　　本產品的隨（suí）動式定子塊安裝拆卸十分（fèn）便捷，隻需要沿球磨機（jī）的徑向依次拆卸密封外（wài）殼、彈性機構、彈性機構與定子塊（kuài）之（zhī）間的（de）連接杆、彈性機構支（zhī）撐架，即（jí）可將定子塊沿徑（jìng）向拉出，進行檢修或（huò）更換新的定子塊（kuài）。　　3、采用本產品代替傳統磨機的電機驅動係統的（de）優點　　現階段大多數（shù）的球磨機（jī）仍采用三相感應電動（dòng）機、聯軸器、減速裝（zhuāng）置以及齒輪結構進行驅（qū）動。永磁同步電機與感應（yīng）電機相比優勢是它有較高的效率和功率因數，損耗大（dà）大降低，節約了能源。永磁電機（jī）通過變頻器進（jìn）行調速，電機運行平穩，係統響應（yīng）速度快，感應電機則起（qǐ）動相（xiàng）對困難。這些也是近年來永（yǒng）磁電機應用越來（lái）越廣泛的原因。　　采用永磁直驅（qū），取消了中間的減速機、聯軸器、及（jí）齒輪的傳動環節，縮短係統的傳動鏈，直驅係統的傳動效率將提升至少（shǎo）20%。球磨（mó）機直驅係統的傳動（dòng）效率不僅得（dé）到大幅提升，而且直驅係統的故障率低（dī），維護檢（jiǎn）修方便，還避（bì）免了傳統設備因漏油造成環境汙染。　　由於本產品（pǐn）電（diàn）機定（dìng）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（yú）把（bǎ）一個大功率（lǜ）電（diàn）機做成了多（duō）個（gè）小功率電機。模塊化電機的（de）控製技術可以（yǐ）實現降低大（dà）功率（lǜ）電機的輸入電壓，但是不增加電機（jī）的輸入電流，電機（jī）不必采用高等級絕緣，模塊化電機采用（yòng）多台小功率變頻器聯合供電。這樣設計（jì）降低了電機的供（gòng）電電壓和使用的變頻器容量，從而降低成本。球磨機運行在輕載工況時,完全可以隻運行部分模塊（kuài）電機（jī）驅動球磨機。　　傳統電機故障（zhàng）時，會（huì）導致（zhì）電機（jī）合成磁動勢發生畸變，諧波含量增加，平均轉矩下降（jiàng），轉矩波動顯著增加，無法繼續正常運（yùn）行（háng）。而本產品進行（háng）了模塊化設計，每個模塊電機都具有一套獨立的控（kòng）製係統，大大提升了電機控製的自由度,可以利用其多電（diàn）機結（jié）構和控（kòng）製靈活的優勢，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即（jí）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常子模塊降額運行。使用（yòng）本產品完全不會因電機發（fā）生故障而影響到生產工期。　　球磨（mó）機因加工誤差（chà）、軸承（chéng）磨損、滾筒形變或重（chóng）載產（chǎn）生震動等因素會發生轉子偏心現（xiàn）象，偏心嚴重時還（hái）會造成電機掃膛損壞電機，實際生產中常常通過增加氣隙大小來預防掃膛，而（ér）氣隙增（zēng）大會導致永磁體用量增（zēng）加，提高電（diàn）機製造（zào）成本。隨動式定子結構的模塊電機，能（néng）在轉筒偏心（xīn）時保證定子（zǐ）與轉子之間的間（jiān）隙恒定，可將氣隙做的更小，減少永磁體用量，電機不會發（fā）生掃膛（táng）現象（xiàng），同時因為該隨動式定子結構（gòu）在偏心時能繼續正（zhèng）常工作，檢修次數更少，工作時間更長，大（dà）體積球磨（mó）機檢修（xiū）複雜，降低檢修次數就是提高生產效率（lǜ）。　　4、隨動式球磨機（jī）裝配示意圖　　二、永磁直驅立磨技術　　1、立磨直驅對（duì）比於（yú）傳統感應電機的優點( 1）變頻調速控製，實現負載（zǎi）工況多樣性　　傳統立磨速度單一，工況適應能力（lì）差。遇到突發事件，調整磨鞮高度來改變係統工作（zuò）環境，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。遇到突（tū）發事件，除（chú）調（diào）整磨輾高度外，還增加了速度調節以（yǐ）快速（sù）適應係統工作環境，係統反應速（sù）度更快。　　(2）係統（tǒng）簡單,可靠（kào）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的低速起動（dòng）。為保證在電機起動過程（chéng）不（bú）對電網造成過大的衝擊，需增加軟起動裝置（zhì）。三（sān）相感應電機起動後，通過減速器滿足（zú）係統轉矩需要，整個係統（tǒng）構成複雜，係統運行的輔助設備很（hěn）多。直驅係統由變頻控製係統控製永磁同步（bù）電機起動，轉矩特性滿足（zú）需要，無需盤車係統和減速器，輔助係統少，結構簡單。　　(3）變頻器軟起動，起動過程隨意設（shè）定　　傳統係統先由低速盤（pán）車係統起動，待三相感應電機達到起動條件後，軟起動裝置（zhì）起動三相感應電機，係統運行。係統控製複雜，低（dī）速無法實現過載輸出。在（zài）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據實際工況進行調整（zhěng），以滿足各種工況的需求。低速可過（guò）載（zǎi）輸出，滿足起動需要，取（qǔ）代盤車係統。　　(4）無減速器，維護（hù）成本更低,維護次數少　　係統各構成單（dān）元（yuán）均需要時常檢查和（hé）定期維護，傳統係統構成（chéng）單元多。同時立磨減速器結構複雜（zá）需要經常維護，維護成本費用高（gāo）。同時係統無法實現在低速運行的情況下進行係統維護。直（zhí）驅係統構成（chéng）單元簡單，變頻器控製永磁同（tóng）步電（diàn）機直接驅動，控製方便。係統內無（wú）減速器，無需額外進行維護，係統維護（hù）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,節能效果明顯　　綜上采用直（zhí）驅永磁電機取代傳統驅動（dòng）係統年節電量達181萬元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機直驅係統的優勢與球磨機直（zhí）驅係統相同，這裏不（bú）再一（yī）—贅述。　　2、永磁直驅（qū）立磨結構示意圖　　本新型立磨結構采（cǎi）用永（yǒng）磁直驅電機驅動,提高了立磨（mó）效率。在（zài）立磨扶正軸承與壓力軸承上進（jìn）行突破，通（tōng）過設計一種雙向載荷扇形模塊（kuài）機構替代大直徑軸承（chéng），方便加工、生產、運輸、裝配、維修，並降低（dī）成本,在工程實際中具有很強的實用型。　　針對大、中、小型不同尺（chǐ）寸的立磨，分別設計了三種立磨專用永磁電機，代替傳統的減速機與三相異步電動機，永磁（cí）直（zhí）驅電機具有雙向（xiàng）載荷機構與不同的放（fàng）置位置，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、立磨機大（dà）都采（cǎi）用三相異步（bù）電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結（jié）構進行驅動，導致球磨機的傳動係（xì）統存在機械傳動鏈冗長、效率低、機構複雜、運行維護工作量大等問題。　　沈陽工業（yè）大學電機（jī）與控製技術研究所與河南全新機電設備有限公司（sī）聯合設計研發的球（qiú）磨機、立磨機采用永磁直（zhí）驅電機,通過將電動機與機械結構進行機電一體化設計，取消動（dòng）力傳輸的中間環節，做（zuò）成直驅方案，能直接滿足荷載的需求，省（shěng）去傳統磨機的減速機，顯著提高了電機的效率與功率因數（shù），具有節能（néng）、起（qǐ）動（dòng）轉矩大、過載能力（lì）強、係統免維護、自動化程度高等優（yōu）點。　　在控製方麵（miàn）,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（děng）難度，還相當於把一個大功率電機做成了多個小功率電機。模塊化電機的控製技術可以實現（xiàn）降低大功率電機的輸入電壓，但（dàn）是不增加（jiā）電機的輸入電流，電（diàn）機不必采用高等級絕緣。模塊化電機采用多台小功率（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（cóng）而降低成（chéng）本。每（měi）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（kòng）製的自由度，球磨機運（yùn）行在輕載工況時，完全可（kě）以隻運行部分模塊電機驅（qū）動球（qiú）磨機。　　在結構方（fāng）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（gòu），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（xiè）結構設計，確定了一種（zhǒng）無論球磨機轉筒是否震動或偏心，定子塊始終（zhōng）跟隨轉筒運動從而保持（chí）定子（zǐ）與轉子間隙恒定的結構。本（běn）產（chǎn）品通過（guò）機械結構設計保證定子與（yǔ）轉子間的間隙恒定，電機不會發（fā）生掃膛現象，因此電機的氣隙可以設計的比普通永磁直驅電（diàn）機的小很多，從而大幅降（jiàng）低電機永磁（cí）體（tǐ）用量，降低生產成本，節（jiē）約稀（xī）土資源，節能用電量。當模塊發生故障時，直接拆卸故障電機，更換新（xīn）的（de）模塊電機即可正常運行。使用本產品完全不會因電機發生故障而影響到生產工期。　　2、球磨機專（zhuān）用隨動式永磁直驅電機概述　　本產品的（de）隨動式（shì）定（dìng）子結構構成一種“小車結（jié）構”，滾筒就像公（gōng）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（dì）麵貼合，即滾筒偏心浮動不影響滾輪（lún）貼合滾筒，保證（zhèng）定（dìng）子、轉子間隙恒定，在球磨機因裝配誤差、軸承磨（mó）損、滾筒形變、重（chóng）載（zǎi）震動等原因造成電機偏心、氣隙不均勻時，仍能正常運轉，保證磨機始終運行在性（xìng）能狀態（tài），不必停機檢修（xiū）。同時電機定（dìng）子與轉子間（jiān）的間隙也可以做的更小，減少永磁體用量，並且因（yīn）為隨動式結構，電機不會發生掃膛現（xiàn）象。　　本（běn）產（chǎn）品電機的定子為（wéi）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的軸向兩側安裝（zhuāng）滾（gǔn）輪且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（cè）設有與支撐框架相（xiàng）連的彈性機構（gòu）。彈性機（jī）構在球磨機滾筒不偏心時處於半壓縮狀（zhuàng）態,如果球磨（mó）機滾筒向上波動，轉筒（tǒng）會向上頂定子塊（kuài）上安裝的滾輪，進而帶動定子（zǐ）塊（kuài）向上移動（dòng），上方彈性機構繼續壓縮;下方定子塊在受到永磁體對其向上的吸引（yǐn）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（yī）然貼合（hé）轉筒外表（biǎo）麵，使定子塊跟隨（suí）轉筒波動而進行徑向與圓周方向的移動（dòng），從而保（bǎo）證定子、轉子之間的間隙不變（biàn）。球磨機滾筒向下複位或（huò）繼（jì）續向下波動，則上（shàng）方定子塊在受到永磁體對其向下的吸（xī）引（yǐn）力的（de）同時，彈性機（jī）構將上方其向下壓（yā）,下方定子塊被轉筒向下壓。　　本產品彈性裝置的壓力大小可調，對於不同位置的定子（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（zhuǎn）筒磨損較快。　　本產品將永磁電機采用模塊（kuài）化控製（zhì），根（gēn）據（jù）不同功率的電機設計采用不同個數的隨動式定子（zǐ）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（kuài）電機包繞式安裝在球磨機滾筒上。相鄰隨（suí）動式定子塊間設有固定在支（zhī）撐框架上的擋（dǎng）板來對定子塊進行圓周方向的限位。球（qiú）磨機滾筒的法（fǎ）蘭處銜接（jiē）T型支撐板,用於支撐安裝電（diàn）機轉子鐵心及磁（cí）鋼。　　本產品的隨動式（shì）定子塊安裝拆卸十分（fèn）便捷，隻需要沿球磨（mó）機的徑向依次拆卸密封外殼、彈性機構、彈性機構與定（dìng）子塊（kuài）之間的連接杆、彈性機構（gòu）支撐架，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（yòng）本產品代替傳統磨機的電機驅動係（xì）統的優點　　現階段大（dà）多數的球磨機（jī）仍采用三相感應電動（dòng）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，損耗大大降低，節約了能源。永磁電機通過變頻器進行（háng）調速，電機運行平穩，係統（tǒng）響應速度快，感應電（diàn）機則起動相對困難（nán）。這些也是近年來（lái）永磁電機應用越（yuè）來越廣泛的原因。　　采（cǎi）用永磁（cí）直驅，取消了中間的減速機、聯軸器、及齒輪的（de）傳動環節，縮短係統的傳（chuán）動鏈（liàn），直驅係統的傳動效率將提升至少20%。球磨機直驅係統的傳動效率不僅得到大幅提升，而且直驅係（xì）統（tǒng）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。　　由於本產（chǎn）品電機定（dìng）子采用了模塊化設計，不僅降（jiàng）低了加工，製造，運輸等難度，還相當於（yú）把一個（gè）大功率電（diàn）機做成了多個小功（gōng）率電機。模塊化電機的控製（zhì）技術可以實現降低大功率電機的輸（shū）入電（diàn）壓，但是不增加電機的輸入電（diàn）流，電機不必（bì）采用高等級（jí）絕緣，模塊化電機（jī）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（ér）降低成本。球磨（mó）機運行在輕載工況時,完全可以隻（zhī）運行部分（fèn）模塊電（diàn）機驅動球磨機。　　傳統電（diàn）機故障時，會導致電機合成（chéng）磁動勢發生畸變，諧波（bō）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（huà）設計，每個模塊（kuài）電機都具有一套（tào）獨立的控製係統，大大提升了電（diàn）機控製的自由度,可以利用其多電機結構和控製靈活的優（yōu）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（jù）有冗餘的模塊數，也（yě）可切（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（chǎn）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（zào）成電機掃膛（táng）損（sǔn）壞電機，實際生產中常常（cháng）通過增（zēng）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（tí）高電機製造成本。隨動式定（dìng）子結（jié）構的模塊電（diàn）機，能在轉（zhuǎn）筒（tǒng）偏心時保證定子與轉子之間的（de）間隙恒（héng）定（dìng），可（kě）將氣隙做的更小，減（jiǎn）少永磁體用量，電機不會發（fā）生（shēng）掃膛現象，同時（shí）因為（wéi）該隨動式定子結構在偏心（xīn）時能繼續正（zhèng）常工作，檢（jiǎn）修次（cì）數（shù）更少，工作時間（jiān）更長，大（dà）體積（jī）球磨（mó）機（jī）檢修複雜，降低檢修次（cì）數就（jiù）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）統感應電機的優點( 1）變頻調速控（kòng）製（zhì），實現（xiàn）負載工況多樣性　　傳統立磨速度單一，工況適（shì）應能力（lì）差。遇到突發事件，調整磨（mó）鞮高（gāo）度來改變係統工作環境，係統反應速度慢。永磁同步電機采用（yòng）變頻調速，適（shì）應工況能力強。遇到突發事件（jiàn），除調整磨（mó）輾高度（dù）外，還增加了速度調節以快速適應係統工作環（huán）境，係統（tǒng）反應速（sù）度更快。　　(2）係統簡單,可靠（kào）性高　　傳統係統因三相感應電機無法在低速（sù）實現大轉矩輸出（chū），需要額外的盤車係統（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（sù）器滿足係統轉矩需要，整個（gè）係統構成（chéng）複（fù）雜，係統運行的輔助設備很多。直驅係（xì）統（tǒng）由變頻控製係統控製永磁同步電機起動，轉矩特性滿足需要，無需盤車係統（tǒng）和減速器，輔助（zhù）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（xì）統先由低（dī）速盤車係統起動，待三相感應電（diàn）機達到起動條件後，軟起動裝置起動三相感（gǎn）應（yīng）電機，係統運行。係統控（kòng）製複（fù）雜，低速無法實現（xiàn）過載輸（shū）出。在低速（sù）過程需要盤車係統，將轉速提高到三相感應電機起動（dòng）條件（jiàn）。直（zhí）驅係統直接變頻低速起動，係統直接（jiē）運行，係統控製簡單。變頻控製起動過程可根據實際工況進行（háng）調整，以滿足各種工況的需求。低速可過載輸出，滿足（zú）起動需要，取代盤車係統。　　(4）無減速（sù）器（qì），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）查和定期維護，傳（chuán）統係統構成單元多（duō）。同時（shí）立磨減速器結構複雜需（xū）要經常維護，維護成本費（fèi）用高。同時係統無法實現在低速運（yùn）行的情況下進行係統維（wéi）護。直驅係統構成單（dān）元簡單，變頻器控製永磁同步電機直接驅動，控製方便。係統（tǒng）內無減速器，無需額外進行維護，係統維護成本低（dī）。同時，係統可實現（xiàn）在電機低速運行情況下（xià）進行係統維護。　　(5）傳動效率高,節能效果明顯　　綜上采用（yòng）直驅永磁電機取代傳統驅動係統年（nián）節電量達181萬元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機（jī）直驅係統的優勢與（yǔ）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（mó）結構采用永磁（cí）直（zhí）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（pò），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（xiū），並降低成本,在工程實際中具有很強的實用型。　　針對大、中、小型不同尺寸的立（lì）磨，分別設計了三種立磨專用永磁電機，代（dài）替傳統的減速機與三相異（yì）步電動機，永磁直驅電機具有雙向載荷機構與不同（tóng）的放置位置，均能達到扶正與承壓的作用，並且方便製造（zào）、裝配維（wéi）護，節（jiē）省成本。均（jun1）已申請專（zhuān） 利。

　　1、技術背景　　傳統的球磨機、立磨機大都采用三相（xiàng）異步電動機、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進行（háng）驅動，導致球磨機的傳動（dòng）係統存（cún）在機械傳（chuán）動鏈冗長、效率低、機構複雜、運行維護工作量大等問題。　　沈陽（yáng）工業大學電（diàn）機與控製技術研究所與河南全新機電設備有限公（gōng）司聯合設計研發的球磨機、立（lì）磨機（jī）采（cǎi）用永磁直驅（qū）電機,通過將電動機與機械（xiè）結構進行機（jī）電一體（tǐ）化設計，取消動力（lì）傳輸的中（zhōng）間環節，做成直驅方案，能直接滿（mǎn）足荷載的需求，省去傳統磨機的減速機，顯著提高了電機的效率與功（gōng）率因（yīn）數（shù），具有節能、起動轉矩大（dà）、過載能力強、係統免維護、自動化（huà）程度高等優點。　　在控製方麵,本產品電機定子采用了模塊化設計，不僅降低了加工、製造、運輸等難度，還相當於把一個大功率電機做成了多個小功率電機。模塊化電機的控製技術可以（yǐ）實現降低大功（gōng）率電機（jī）的輸入電壓，但（dàn）是不增加電（diàn）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（lián）合供電，這樣設計降（jiàng）低了電機的供電電壓和使（shǐ）用的變頻器（qì）容量，從而降低成本。每個模塊電（diàn）機都具有（yǒu）一套獨立的控製係統，大大（dà）提升了電機控製的自由度，球磨機運行在輕載工況時，完全可以隻運行部分模塊電機驅動球磨機。　　在結構方麵，本產品電機的（de）定子采用了一種自主設計研發的隨動式結構，將整圓的定子分成若幹個相互存在間隙的小扇形塊，通（tōng）過機械結（jié）構設計，確定了（le）一種無論球磨機轉筒是否震（zhèn）動或偏心，定子塊始終跟隨轉筒運動從而保持定子與轉（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（yǔ）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（kě）以設計的比普通（tōng）永磁（cí）直（zhí）驅（qū）電機的小很多，從而（ér）大幅降低電機永（yǒng）磁體用量，降低生產（chǎn）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（cháng）運行。使用本產品完全不會因電機發生故障而影響（xiǎng）到生產工期。　　2、球磨機專用隨動（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（jié）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）、轉子間隙恒定，在球（qiú）磨機因裝配誤差、軸承磨損、滾筒形（xíng）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（zhuǎn），保（bǎo）證磨機始終運行在性能狀態，不必停機檢修（xiū）。同時電（diàn）機定子與轉子間的間隙也可以做的更小，減少永磁（cí）體用量，並且因為隨動式結構，電機不會發生掃膛現象。　　本（běn）產品電機的定子為隨動式結構,基於模塊化永磁直驅電機，采用獨立的扇形定子塊結構，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（zhuǎn）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（jī）構在球磨機滾筒不偏心（xīn）時處（chù）於半壓縮狀態,如果球磨機滾筒向上（shàng）波動，轉筒會向上頂（dǐng）定子塊上安裝的滾（gǔn）輪，進而帶動定（dìng）子塊向上移動，上方彈性機構繼續壓縮;下方定子塊在受到永（yǒng）磁體對其向上（shàng）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（de）滾輪依然貼合轉筒外（wài）表麵，使定子塊（kuài）跟隨轉筒波動而（ér）進（jìn）行徑向與圓（yuán）周方（fāng）向的移動，從而保（bǎo）證（zhèng）定子、轉（zhuǎn）子之間的間（jiān）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（yǒng）磁體（tǐ）對其向下的吸（xī）引力的同時，彈（dàn）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（wèi）置的定子塊設置不同的壓力,避免因彈性（xìng）裝置設（shè）置的壓力過大造成滾輪或（huò）轉筒磨損較快。　　本產品將永（yǒng）磁電機采用模（mó）塊化控製，根據不（bú）同功（gōng）率的電（diàn）機（jī）設計采用（yòng）不同個數的隨動式（shì）定子塊（kuài）構成一台模塊（kuài）電機，一台（tái）整圓電機由多台（tái）模塊電機構成,多台模塊電機共用同（tóng）一個轉子（zǐ），模塊電機包繞式安裝在（zài）球磨機滾筒上。相鄰隨動式定子（zǐ）塊間設有固（gù）定在支撐框架上的擋（dǎng）板來對定（dìng）子塊進行圓周方向的限（xiàn）位。球磨機滾筒的法蘭（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（chǎn）品（pǐn）的隨動式定（dìng）子塊安裝拆卸十分（fèn）便捷（jié），隻需（xū）要沿球磨機的徑向依次拆卸密封外殼、彈性機構、彈性機構與定子塊之間的連接杆、彈性機構支撐架，即可將（jiāng）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（jī）、聯軸器、減速裝置以及齒輪結構進行（háng）驅（qū）動。永磁同步電機與感應電機相比優勢是它（tā）有較高的效率和功率因數（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，電（diàn）機運行平穩，係統響應速度快，感應電機則（zé）起動相對困難。這些也是近年來永磁電機應用越來越廣泛的原因。　　采用永磁（cí）直驅，取消了中（zhōng）間的減速機（jī）、聯軸器、及齒輪的傳動環節，縮短（duǎn）係（xì）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（chéng）環境汙染。　　由於本產品電機定（dìng）子采用（yòng）了模塊化設計，不僅降低了加工，製造，運（yùn）輸等難（nán）度，還相當於把一個大功率電機做成了多個（gè）小功率電機（jī）。模塊化電機的控製技術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（rù）電流，電機不必采（cǎi）用高等級絕緣，模塊化電機采用多台小功率變頻器聯合（hé）供電。這樣設計降低了（le）電機（jī）的供電電（diàn）壓和使用的（de）變頻器容量，從而降低成本（běn）。球磨機運行在輕載工況時,完全可以隻（zhī）運行部分模（mó）塊電機驅（qū）動球磨機。　　傳統電機故障時，會導致電機（jī）合成磁動勢發生畸變，諧波含量增加，平均（jun1）轉矩下降，轉矩波動顯著增加，無（wú）法繼續正常運行。而（ér）本產品進行了模塊（kuài）化（huà）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（jī）控（kòng）製的自由度,可以利用其多電機結構和控製靈活的優勢，在發生故障時。可以直接拆卸（xiè）故障電機更換新的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（gù）障子模塊而控製其餘正常（cháng）子模（mó）塊降（jiàng）額運行。使（shǐ）用本（běn）產品（pǐn）完全不會因電機發（fā）生故障而影響（xiǎng）到生產工期。　　球磨機因（yīn）加工誤差、軸承磨損、滾筒形變（biàn）或重載產生（shēng）震動等因素會發生轉子偏心現象（xiàng），偏心嚴重（chóng）時（shí）還會造成電（diàn）機掃膛損壞電機，實（shí）際生產（chǎn）中常常通過增加氣隙大小來預（yù）防掃（sǎo）膛，而氣隙增大會導致永磁體用量增加，提高電機製造成本。隨動式定子結構的模塊電機，能在轉筒偏心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（piān）心時能繼續（xù）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效率。　　4、隨動式球（qiú）磨機裝配示意圖（tú）　　二、永磁直驅立磨技術（shù）　　1、立（lì）磨直驅對比於傳統感應電機的優點( 1）變頻調速（sù）控製，實現負載工況多樣性　　傳統（tǒng）立磨速度單一，工況（kuàng）適應能力差。遇到突（tū）發事件，調整（zhěng）磨鞮高度來（lái）改變係（xì）統（tǒng）工作環境，係統（tǒng）反應速度慢。永磁同步電機采用變頻調速，適應工況能力強。遇到突發（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（tǒng）工作環境，係統反應速度更快。　　(2）係統簡單,可（kě）靠性（xìng）高　　傳統係統（tǒng）因三相感應電機無法在低速實現大轉矩輸出，需要（yào）額外的盤車係統滿（mǎn）足立磨的低速（sù）起動。為保證在電（diàn）機起動過程不對電網（wǎng）造成過（guò）大的衝擊，需增加軟起動（dòng）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（tǒng）運行的輔助設備很多。直驅係（xì）統由變頻控製係統控製永磁同（tóng）步電機起動，轉矩特性滿足需要，無需盤車係統（tǒng）和減（jiǎn）速器，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（tǒng）係（xì）統（tǒng）先由低速（sù）盤車係統起動，待三相感應電（diàn）機達到起動條件後，軟（ruǎn）起動裝置起動三相感應電機，係統運行。係統控製複雜，低速無法實現過載輸出（chū）。在低速過程（chéng）需要盤（pán）車係統，將轉速提高到三相（xiàng）感應電機起動條（tiáo）件。直（zhí）驅（qū）係統直接變頻低速起動，係統直接（jiē）運行，係統控製簡單（dān）。變（biàn）頻控製起動過程可根據實際工況（kuàng）進（jìn）行調整，以滿足各種工（gōng）況的（de）需求。低速可過載輸出，滿足起動需要，取代盤車係統。　　(4）無減速器（qì），維護成本更低,維護次數少　　係統（tǒng）各構（gòu）成（chéng）單元均需要時常檢（jiǎn）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，維護成本費（fèi）用（yòng）高。同時係統（tǒng）無法實現在低速運行的情況下進行係統維護。直驅係統（tǒng）構成（chéng）單（dān）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（wú）需額外進行維護，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下進行係統（tǒng）維（wéi）護。　　(5）傳（chuán）動效率高,節能效果明顯　　綜上（shàng）采用直驅永磁電機取代傳統（tǒng）驅動係（xì）統年節電量達181萬（wàn）元。（按照5000h,0.6元/kWh）立（lì）式鯤磨（mó）機直驅係統（tǒng）的優勢與球磨機直驅係統相同，這裏不再（zài）一—贅述。　　2、永磁直驅立磨結（jié）構示意圖（tú）　　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（zhèng）軸承與（yǔ）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（tì）代大（dà）直徑軸承，方便加工、生產、運輸、裝配、維修（xiū），並降低成本,在工程實（shí）際中具有很強的實用（yòng）型。　　針對大、中、小型不同尺（chǐ）寸的立磨，分別設計了三種立磨專用永磁電（diàn）機，代（dài）替（tì）傳統的減速機與三相異步電（diàn）動機，永磁直驅電（diàn）機具有雙向載荷機構與不同的（de）放置位置，均能（néng）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（shēn）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（dòng）機、聯軸器、減速（sù）裝置（zhì）以（yǐ）及齒輪結構進行驅（qū）動，導致球磨（mó）機的傳（chuán）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（yán）究所與河（hé）南全（quán）新機電設備有限公司（sī）聯合設計（jì）研發的球磨機、立磨機采用永（yǒng）磁直驅電機,通過（guò）將電動機與機械（xiè）結構進行（háng）機（jī）電一體（tǐ）化設計，取消（xiāo）動力傳輸的中間環（huán）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，顯著提高了（le）電機的效率與功率因數，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（diǎn）。　　在控（kòng）製方麵,本（běn）產品電機定子采用了模塊化設計，不僅降低（dī）了加工、製造、運輸等（děng）難度，還相當於把一個（gè）大功率（lǜ）電（diàn）機做（zuò）成了多個小功（gōng）率電機。模塊（kuài）化電機的控製技術可以實現降低大（dà）功率電機（jī）的輸入電壓，但是（shì）不增加電（diàn）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。每個模塊電機都具有一套獨立的控製係統，大大提（tí）升了電（diàn）機控製（zhì）的自由度，球磨機運行在輕載工況時，完（wán）全可以隻運行部分模塊電機（jī）驅動球磨（mó）機。　　在結構方麵，本產品電機的（de）定子采用了（le）一種自主設計研發的隨動式結構（gòu），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（zhǒng）無（wú）論球磨機轉（zhuǎn）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轉子間隙恒（héng）定的（de）結構。本（běn）產品通過機械（xiè）結構設計保證定子與轉子間的間隙恒定，電機不會發生掃膛現象，因此電機的氣隙可以設計的比普通永（yǒng）磁直驅電機的小很多（duō），從而（ér）大幅降低電機永磁體（tǐ）用量，降低生產成本，節約稀土資源，節能用電量。當模塊發生故（gù）障時，直接（jiē）拆卸（xiè）故障電機，更換新的（de）模塊電機即（jí）可正常運行。使用本產品完（wán）全不（bú）會（huì）因（yīn）電機發生故障而影響到生產工期。　　2、球磨（mó）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（zhǒng）“小車結構”，滾筒就像公路，定子塊就像汽車。滾（gǔn）輪（lún）貼合滾筒旋轉相當於汽車在（zài）公路行駛，公路的起伏不影響車輪與地麵貼合，即滾（gǔn）筒偏心浮動不影響滾輪貼（tiē）合（hé）滾（gǔn）筒，保證定子、轉子（zǐ）間隙恒定（dìng），在球磨機因裝配（pèi）誤（wù）差、軸承磨損、滾筒形變、重載震動等原因（yīn）造成電機偏心、氣隙（xì）不均勻時，仍（réng）能正常運轉，保證磨機始終運行在性能狀態，不必停機檢修。同（tóng）時電機定子與轉子間的（de）間隙也可以做的（de）更小，減（jiǎn）少永（yǒng）磁體用量，並且因為隨動式結（jié）構，電機不（bú）會發生掃膛現象。　　本產品電機的定（dìng）子為隨動（dòng）式結構,基於模塊化永磁直驅（qū）電機，采用獨立的扇形定子塊（kuài）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（dàn）性機構在球磨（mó）機滾筒不偏心時處於半壓縮狀態,如果球磨機滾筒向上波動，轉（zhuǎn）筒會向上頂定子塊上安裝的滾輪，進而（ér）帶動定子塊向上移動，上方彈（dàn）性機構（gòu）繼續壓縮;下方定子塊在受到（dào）永磁體對其向上的吸（xī）引力的同時，定子塊上的彈（dàn）性（xìng）機構將其向上頂，保證下方（fāng）定子塊的（de）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，從而保證定（dìng）子、轉子之間的間隙不變。球磨機滾筒向（xiàng）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，彈性機構將上（shàng）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，對於不同位置的定子塊設置（zhì）不（bú）同的壓力,避（bì）免因彈性裝置設（shè）置的（de）壓（yā）力過大造成滾輪或轉筒磨損（sǔn）較快。　　本產（chǎn）品將永磁電機采用（yòng）模（mó）塊化控製，根（gēn）據不同功率的電機設計（jì）采用不同個數的隨動式定子塊（kuài）構成一台模塊電機，一台整圓電（diàn）機由多台模塊電機構成,多台模塊電機（jī）共用同一個（gè）轉子，模塊電機包繞式安裝在（zài）球磨機滾筒上。相鄰隨動式定子塊間設（shè）有固（gù）定在支撐框架上的擋板來對（duì）定子塊進行圓周方向的（de）限位。球磨（mó）機滾筒的法（fǎ）蘭處銜接T型支撐板,用於支撐安裝（zhuāng）電機轉（zhuǎn）子鐵心及磁鋼。　　本產品的隨（suí）動式定子塊安裝拆卸（xiè）十分便捷，隻需要沿（yán）球磨機的徑向依次拆卸密封外殼、彈性機構、彈（dàn）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，進行檢修或更換新的定子塊。　　3、采用本產品代（dài）替（tì）傳統磨機的電機驅（qū）動係統的優點　　現階段大多數的球磨機仍（réng）采（cǎi）用（yòng）三相感應電動機（jī）、聯軸器、減速裝置以及齒輪結（jié）構進行驅（qū）動。永磁同步電（diàn）機與（yǔ）感應電機相比優勢是它有較高的效率和功（gōng）率因數，損耗大大降低，節約了能源。永磁電機通（tōng）過變頻器進行調速，電（diàn）機運行平穩（wěn），係統響應速度（dù）快，感應電機則起動相對困難。這些也（yě）是近年來（lái）永磁電機應用（yòng）越來越廣泛的原因。　　采用（yòng）永磁直驅，取消（xiāo）了中（zhōng）間的減速機、聯軸器、及齒輪的傳動環節，縮短係統的傳動鏈，直驅係統的傳動效率將提升至（zhì）少20%。球磨機直驅係統的傳動（dòng）效率不僅得到大幅提升，而且直驅係統的故障率低，維護檢修方便，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（yòng）了模塊化設計，不僅降低了加工，製造（zào），運輸等（děng）難度，還相當於把一個大功率電機做成了多個小功率電機。模塊化電機的控製技術可以（yǐ）實現降低（dī）大功率電（diàn）機的輸入電壓，但是不增（zēng）加電機的輸（shū）入電（diàn）流，電機（jī）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（le）電機的供電電壓和使（shǐ）用的變頻器容量（liàng），從而降低（dī）成本。球磨機運行在輕載工（gōng）況時,完全可以隻運行部分模塊（kuài）電機驅（qū）動球磨機。　　傳（chuán）統電機故障時，會導致電機合成磁動勢發生畸變，諧波（bō）含量增加，平（píng）均轉矩下降，轉矩波動顯著增（zēng）加，無法繼續正常運行（háng）。而本產品進行了模塊（kuài）化設計，每個模塊電機都具有一套獨立的控製係統，大大提（tí）升了電機控製的自由度,可以利用其（qí）多電機結構（gòu）和控製靈活的優勢，在發生故（gù）障時（shí）。可以直接（jiē）拆卸故障電（diàn）機更換新的模塊電機即可正常運行。模塊化電機具有冗（rǒng）餘的模塊數，也可切（qiē）除故障子模塊（kuài）而控（kòng）製其餘正常子模（mó）塊降額運（yùn）行。使用本（běn）產品完全不會因電機發生故障而影（yǐng）響到生產工期。　　球磨機因加工誤差、軸承磨損、滾筒形變或重（chóng）載產生震動等因（yīn）素會（huì）發生轉子偏心現象，偏心嚴重時還會造（zào）成電機掃膛損壞電機，實際生產中常常通過增加氣隙大（dà）小來預防掃膛，而氣隙（xì）增大會導（dǎo）致永磁體用（yòng）量增加（jiā），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（piān）心時保（bǎo）證定子與轉子之間的（de）間隙恒定，可將氣隙做的更小，減少永磁體用量（liàng），電機不會發生（shēng）掃膛現象，同時因為該隨動式（shì）定子結構（gòu）在偏心時能繼續正常工作，檢修次數（shù）更少，工作（zuò）時間更（gèng）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（shì）球磨機裝配示意圖　　二、永磁直驅立磨技術　　1、立磨直驅對比於傳統感應電機的優點( 1）變頻調速控製，實現負載工況多樣性　　傳統立（lì）磨速（sù）度單一，工況適應能力差。遇到突發事件，調整（zhěng）磨鞮高度來改變係統工作環境，係統反應（yīng）速度慢。永磁同步電機采用變（biàn）頻調（diào）速（sù），適應工（gōng）況能力強。遇到突發（fā）事件，除調整磨輾高（gāo）度外，還增（zēng）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（dān）,可靠性（xìng）高　　傳（chuán）統係統因三相（xiàng）感應電（diàn）機無法在（zài）低速實現大（dà）轉矩（jǔ）輸（shū）出，需要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。三相感應電機起動後，通過（guò）減速器滿（mǎn）足係（xì）統轉矩需要，整個（gè）係統構成複雜，係統運行（háng）的輔助設備很多。直驅係統由變頻控製係（xì）統控製永磁同步電機起動，轉矩特性滿足需要，無需盤車係統和減速器，輔助係統少，結構簡單。　　(3）變頻器軟起動，起動過程隨意設定　　傳統係統先由低（dī）速盤（pán）車係統起動，待（dài）三相感應電機達到起動條件後（hòu），軟起動裝（zhuāng）置起動三相感應電機，係統運行。係統控製複雜，低速無法實現過載輸出。在低速過（guò）程需要盤車係統，將轉（zhuǎn）速提高到三相感應（yīng）電機起動條件。直驅係（xì）統直（zhí）接變頻低速起動，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（dài）盤車係統（tǒng）。　　(4）無減速器，維護成（chéng）本更低,維護次（cì）數少　　係統（tǒng）各構成單元均需要時常檢查和（hé）定期（qī）維護，傳統係統構成單元多。同時立磨（mó）減速器（qì）結構複雜需要經常維（wéi）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（xià）進行係統維護。直驅（qū）係統構成單元簡單，變頻器控製永磁（cí）同步電機直接驅動，控製方便。係統內無減速器，無需（xū）額外進行維護，係統維護成本低。同時，係統（tǒng）可實現在（zài）電機低速運（yùn）行情況下進（jìn）行係統維護。　　(5）傳動效（xiào）率（lǜ）高,節（jiē）能效果明顯　　綜上采用直驅永磁電機取代傳統驅動（dòng）係統年節電量達181萬元（yuán）。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鯤磨機直（zhí）驅（qū）係（xì）統的優勢與球磨機（jī）直驅係統相同，這裏（lǐ）不再一—贅（zhuì）述。　　2、永磁直驅立（lì）磨結構示意（yì）圖　　本新型立磨結構采用（yòng）永磁直驅電（diàn）機驅動,提高了立磨（mó）效率。在立磨扶正軸承與壓力（lì）軸（zhóu）承上（shàng）進行突破（pò），通過設計一種雙向載荷扇形（xíng）模塊機構（gòu）替代大直徑軸承，方便加工、生產、運輸、裝配、維修，並降低成本,在工程實際（jì）中（zhōng）具有很強的實用型。　　針對大、中、小（xiǎo）型不同尺寸的立磨，分（fèn）別設計（jì）了三種立磨（mó）專用（yòng）永磁電機，代（dài）替（tì）傳統的減速機與（yǔ）三相異（yì）步電動機，永磁直驅電機具有雙向載荷機構與不同（tóng）的放置位置，均能達到扶正與承壓的作（zuò）用，並且方便製（zhì）造、裝配維護，節省成本。均已申請專 利。