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

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

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