1、技术背景　　传统的球磨机、立磨机大（dà）都采用三相（xiàng）异步电动机、联（lián）轴器、减速装置（zhì）以及齿轮结构进行驱（qū）动，导（dǎo）致球磨机的传动系统存在机械传动链（liàn）冗长、效（xiào）率低、机构（gòu）复杂、运行（háng）维护工作量大等问题。　　沈阳工（gōng）业大学电机与控制技（jì）术研究所与河南全新机电设备有限公司联（lián）合设（shè）计研发的（de）球磨机、立磨机采用永（yǒng）磁（cí）直驱电机,通过将电动机与机械结构进行机（jī）电一体化设计，取（qǔ）消动力传输（shū）的（de）中间环节，做成直驱方案，能直接满足荷载的需求，省去（qù）传（chuán）统磨机的减速（sù）机，显著提高了电机的效率与功率因数，具有（yǒu）节能、起动转矩大、过载能力强、系（xì）统免维护、自动化程度高等优点。　　在控制方面,本产品电机定子采用了模块化设计，不仅（jǐn）降低了加工、制造、运输等难度，还相当于把一个大功率电机做成了多个小功率电机。模块化电机的控（kòng）制技术可以实现降低大功率电机的输入电压，但是不增加电机的（de）输入（rù）电流，电机不必采用高等级绝缘。模块（kuài）化电机采用多台小功率变频器联合供电，这样设计降低了电机的供电电压（yā）和使用的变频器容量，从而（ér）降低成本。每个模块电机都具有（yǒu）一套（tào）独立的控制系统，大大提升了电机控制的自（zì）由度，球磨机运行在轻载（zǎi）工况时（shí），完全（quán）可以只运行部分模块电机驱动球磨机。　　在结构方面，本产品电机的定子采用了（le）一种自主设计研发的随动式结构，将整圆的定子分（fèn）成若（ruò）干个相互存在间隙的小扇形（xíng）块，通过（guò）机械结（jié）构设计，确定了一种无（wú）论球磨（mó）机（jī）转筒是否震动或偏心，定子块始终跟随转筒运（yùn）动从而保持定子与转子间隙恒定的（de）结构。本产品通过机械结（jié）构设计保证（zhèng）定子与转（zhuǎn）子间（jiān）的间隙恒定，电机不会发生扫膛现（xiàn）象，因（yīn）此（cǐ）电机的气隙可以（yǐ）设计的比普通永磁直驱电机（jī）的小很多，从而大幅降低电机永磁体用（yòng）量，降低生产成本，节约稀土资源，节（jiē）能用电量。当（dāng）模块发生故（gù）障（zhàng）时，直接拆卸故障电机，更换新的（de）模块电机即可正常运（yùn）行。使用本产品完全不会（huì）因（yīn）电机发生故障而影响到生产工期。　　2、球（qiú）磨机专用随动（dòng）式永磁直驱（qū）电机概述　　本产品的（de）随（suí）动式定子结构构成一种“小车结构”，滚筒就（jiù）像公路，定子块就像汽车。滚轮贴合滚筒旋转相当于汽车在公路行驶，公路的起伏不影响车轮与地（dì）面贴合，即滚筒偏心浮动不影响（xiǎng）滚轮贴合滚筒，保证定（dìng）子、转子间隙恒定，在球（qiú）磨机因装配误差（chà）、轴承磨损、滚筒形变、重载震（zhèn）动等原因造成电机偏心、气隙不均匀时（shí），仍（réng）能正常运转，保证磨机始终运行在（zài）性能（néng）状态，不必停（tíng）机检修。同时电机定子与转子间的间隙（xì）也可以（yǐ）做的更小，减少永磁体用量，并且因为随动式结（jié）构，电机不会发生扫膛现象。　　本产品电机的定子为（wéi）随动式结构,基于模块化永磁（cí）直驱电机，采用（yòng）独立的扇形定（dìng）子块结构，其随动原理是在定子块的（de）轴向两侧（cè）安装滚轮且滚轮贴合滚筒来确定（dìng）定子与转子间的间隙，定子（zǐ）块径向外侧设有与支撑框架相连的弹性机构。弹（dàn）性机构在（zài）球磨机滚筒不（bú）偏心时（shí）处于半压缩状（zhuàng）态,如果球磨机滚（gǔn）筒向上波动，转筒会向上顶定子块上安装的滚轮，进而带动定子块向上移动，上方弹性机构继续压缩;下方定（dìng）子块在受到（dào）永磁体对其向上的吸引力的同时，定子块上的弹性机构（gòu）将（jiāng）其向上顶，保证下方定子块的（de）滚轮依然贴合（hé）转筒（tǒng）外表面，使定子块跟随（suí）转筒波动（dòng）而进行径（jìng）向与圆周方向（xiàng）的移动，从而（ér）保证定子、转子之间的间隙不变。球磨（mó）机滚筒向下（xià）复位或继续向下波（bō）动，则上方（fāng）定子块在受到永磁体对其向下的吸引力的同时，弹性机构将上方（fāng）其（qí）向下（xià）压（yā）,下方定子块被转筒（tǒng）向下压。　　本产品弹性装置的压力大小可调，对于（yú）不（bú）同位置的定子（zǐ）块设置（zhì）不（bú）同的压力,避免因弹性装置设置的（de）压力过大造成（chéng）滚轮或（huò）转筒磨损较快。　　本产品将永磁电机采用模块化控制，根据不（bú）同功（gōng）率的（de）电机（jī）设计（jì）采（cǎi）用不同个数（shù）的随动式定子（zǐ）块构（gòu）成（chéng）一台（tái）模块电机，一台整圆（yuán）电机由多台（tái）模块电机构成,多台模块电机共用同一（yī）个（gè）转子，模块电机包绕式安装在球（qiú）磨机滚筒上。相邻随动式定子（zǐ）块间设（shè）有固定在支撑（chēng）框架上的挡（dǎng）板来对定子块进行圆周方向的限位。球（qiú）磨机滚筒的法（fǎ）兰处衔接T型（xíng）支撑板,用（yòng）于支撑（chēng）安装电机转子铁心及（jí）磁钢。　　本产品（pǐn）的随动式定子块安装拆卸十分便捷，只需要沿球磨（mó）机的径（jìng）向依次拆卸密封外壳、弹性机构、弹性（xìng）机构与定子块之间的连接杆、弹性机构支撑架，即（jí）可将定子块沿径向（xiàng）拉出，进（jìn）行检修或更换新的定子块。　　3、采用本产品代替（tì）传统磨机的电机驱动系统（tǒng）的优（yōu）点　　现阶段大多数的球磨（mó）机仍采用（yòng）三相感应电动机、联轴（zhóu）器、减速装置以及齿轮（lún）结构进行驱动。永磁同步电机与感应电机相比（bǐ）优势是它有（yǒu）较高的效率和功率因数，损耗大大降低，节约了能源。永磁电机通过变（biàn）频器进行调速，电机运行平稳，系统（tǒng）响应速（sù）度快，感应电（diàn）机则起动相对困难。这些也是近年来永（yǒng）磁电机应用（yòng）越来越广泛的原因。　　采用永磁直驱，取消了中间（jiān）的减速（sù）机、联轴器、及齿轮的传动环节，缩短（duǎn）系统的传动链，直驱系统的传动（dòng）效率将提升至少20%。球磨（mó）机直驱系统的传动效率不仅得到大幅提升，而且直驱系统的故障率低，维护检修方便，还避免（miǎn）了传统设备因漏油造成环境污染。　　由（yóu）于本产（chǎn）品电机定子（zǐ）采用了模（mó）块化设计，不仅降低了加工，制造，运输等（děng）难度，还相当于把（bǎ）一个（gè）大功率电机做成了多个小功（gōng）率电（diàn）机。模（mó）块（kuài）化电机（jī）的控制技术可以实现降低大功率电机的输入（rù）电压，但是不增加电机的输入电流，电机不必采用（yòng）高等级绝缘，模块化电机采用多台小功（gōng）率变频器联（lián）合供（gòng）电。这样设计降低了电机的供电电压（yā）和使用的变频器容量，从而降低（dī）成本。球磨机运行在轻载工况时,完全可以只运行部分模块电机驱动球磨（mó）机（jī）。　　传统电机故障（zhàng）时，会导致（zhì）电机合成磁动势（shì）发生（shēng）畸（jī）变，谐波（bō）含量增加，平均转矩下降，转矩波动显著增加，无法继续正常运行。而本产品进（jìn）行（háng）了模块化设计，每个模块电机都具有一套独立的控制系统，大大提升了电机控（kòng）制（zhì）的自（zì）由度,可以利用其多电机结（jié）构和（hé）控制灵活的优势，在发生故障时。可（kě）以直接（jiē）拆卸故障电机更换新的模（mó）块电机即可正常运行。模块化电机具有冗余的模块数，也可切除故障子模块而控制其余正常子模块降额运行。使用本产品完全不会因电机发生故障（zhàng）而影响到生产工期。　　球（qiú）磨机因加工误（wù）差、轴承磨损、滚筒形变（biàn）或重载（zǎi）产生（shēng）震动等因素会发生转子偏心现象（xiàng），偏心严重时还会造成电机扫膛损坏电机，实际生产中常常通过增加气隙（xì）大小（xiǎo）来（lái）预防扫膛，而气隙增大会导致永磁体用量增加，提高电机制造成本。随动（dòng）式定子结构的模块电机，能在转筒偏心时（shí）保证定子与转子之（zhī）间的（de）间隙恒定，可将气隙（xì）做的（de）更小，减少永磁（cí）体用量，电（diàn）机不会（huì）发生扫膛现象，同时因为该随动（dòng）式定子结构在偏心时能继续正常工（gōng）作，检修次数更少，工作时间更长，大体积球磨机检修复（fù）杂，降低（dī）检（jiǎn）修次数就（jiù）是提高生（shēng）产效率。　　4、随动式球磨（mó）机装配示意图　　二、永磁直驱立磨技术（shù）　　1、立磨直驱对比于传统感应电机的优点( 1）变频调速控制，实现（xiàn）负（fù）载工况（kuàng）多样性（xìng）　　传统立磨速度单一，工（gōng）况适应能力差。遇到突发事件，调整磨鞮高度来改变系统工作环境，系统反应速度慢。永磁同步（bù）电机采用变频调速，适应工况（kuàng）能力强。遇（yù）到突发事件，除调整磨辗高度外（wài），还增（zēng）加了速度调节以（yǐ）快速适应系统工作环境，系统反应速度更（gèng）快。　　(2）系统简单,可靠性高　　传统系统因三相感应电机无法在低速（sù）实现大转矩输出（chū），需要额外的盘车系统满足（zú）立磨的低速起动。为保证在（zài）电机起（qǐ）动过程不（bú）对电网造成过大的冲击，需增加软（ruǎn）起动装置。三相感应电机起动后，通过减速器满足系（xì）统转矩（jǔ）需要，整个系统构成复杂，系统运行的辅助设备（bèi）很多。直驱系统由变频控制系统控制永磁同步电机起动，转矩特性满足（zú）需要，无需盘车系统和（hé）减速器，辅助（zhù）系统少，结构简单。　　(3）变频器软起动，起动过程随意设定　　传统系统先由低速（sù）盘车系统起动（dòng），待（dài）三相感应电机达（dá）到起动条件后，软起动装置（zhì）起动三相感应电机（jī），系统运行。系统控（kòng）制复杂，低速无法实现（xiàn）过（guò）载输出。在低速过程需要盘车系统，将转（zhuǎn）速提高到三相（xiàng）感应电机起动条件。直驱系统直接变频（pín）低速起动，系统直（zhí）接运行，系统控制简单。变频控制起动过（guò）程可根据实（shí）际工况进行调整，以满足各种工况的需求。低速可过载输出，满足起（qǐ）动需要，取代盘（pán）车系统。　　(4）无减速器，维护成本更低,维护次数少　　系统各构成单元均需要时常检查和定（dìng）期维护，传统系统构成单元多。同时立磨（mó）减速器结构复杂需（xū）要经常维护，维护（hù）成本费用高。同时系统无法实现在（zài）低速运行的情况下进行系（xì）统维护。直驱系统构成单元简单，变频器控制（zhì）永磁同（tóng）步电机直接驱动，控制方（fāng）便。系统内无减速器，无（wú）需额外进行维护，系统维护成本低。同时，系统可实现在电机低速运（yùn）行情况下进行系统维（wéi）护。　　(5）传动效率（lǜ）高,节能效果明显　　综上采用直驱永磁电（diàn）机取代传统驱动系统年节电（diàn）量达181万元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鲲磨机（jī）直驱系统的优势与球磨机直（zhí）驱系统（tǒng）相同，这里不再一—赘述。　　2、永磁直驱立磨结构示意图　　本新型立磨结构采用永磁（cí）直驱电机驱动,提高了立磨效率。在立磨扶正轴承与压力轴承（chéng）上进行突破，通过设计一种双向载荷扇（shàn）形模块机构替代大直径轴承（chéng），方便加工、生产、运输、装配、维修，并降低成（chéng）本（běn）,在工程实际中具有很强的实用型。　　针对大、中、小型不同尺寸的立（lì）磨，分别设（shè）计了三种立磨专用永磁电机，代替传统的减速机与三相异步电动机，永磁（cí）直驱电机具有双向载荷机构（gòu）与不同的（de）放置位置，均能达到（dào）扶正与承压的作用，并且方便制造、装配维护，节省成本。均已申请专 利（lì）。

　　1、技术背景（jǐng）　　传统的球磨机、立磨机大都采（cǎi）用三相异步电动机、联轴器、减速装置以及齿轮结构进行（háng）驱动，导致球磨机的传动系统存在机械传动（dòng）链冗长、效率低、机构复杂、运行维（wéi）护工作量大等问题。　　沈（shěn）阳工业大学电机（jī）与控制技术研究所与河南全新机电设备有限公司联合设计研发的球磨机、立（lì）磨机采用永磁直驱电机,通过将电动机（jī）与机械结构进行机电一体化设计，取消动力传输的中间（jiān）环节，做成（chéng）直（zhí）驱方案，能直（zhí）接满足荷载的需求，省去传统磨机的减速机，显著提高了电机的效率与功率因数（shù），具有节能、起动（dòng）转矩大（dà）、过载能力强（qiáng）、系统免维护、自动化程度高等优点。　　在（zài）控制方面,本产品电机定子采用了模块化设计（jì），不仅降低（dī）了（le）加（jiā）工、制造、运输等难（nán）度，还相当于把一个大功率电机做成了多个小功率电机。模（mó）块化（huà）电机的控制技术（shù）可以实现降低大功率电机的输入（rù）电（diàn）压，但是不增加电机的输入电流，电机不必采用高等级绝缘。模块化电机采用多台小功率变频器联合供（gòng）电，这样设计降低了电机的供电电（diàn）压和使用的变频器容量，从而（ér）降低成本。每个模块电机都具有一套独立的控制（zhì）系统，大（dà）大提升了电机控（kòng）制的自由度，球磨机运行在轻载工况（kuàng）时，完全（quán）可以只运行部分模块电机驱动（dòng）球磨机（jī）。　　在结构（gòu）方面，本产品电机的定子采用了一种自主设计研发的随动式结（jié）构，将整圆的定子分成若（ruò）干个相互存在间（jiān）隙的小扇形块，通过（guò）机械结构（gòu）设计，确定了一种（zhǒng）无论球磨（mó）机转筒是否震动或偏（piān）心，定子（zǐ）块始终跟随转（zhuǎn）筒运动从而保持（chí）定子（zǐ）与转子间隙恒定的结构。本产品通过（guò）机械结构设计保证定子与转子间的间隙（xì）恒（héng）定，电机不会发生扫膛现（xiàn）象，因此电机的气隙可以设计的比普通永磁直驱电机的小很多（duō），从而大幅（fú）降低电机永（yǒng）磁体用量，降低生产成本，节约稀（xī）土（tǔ）资（zī）源，节能（néng）用电量。当模块发生故障时（shí），直接拆卸故障电机，更换新的模块电机即可正常运行。使用本产品完全不会因电机发生（shēng）故障而影响到生产工期。　　2、球磨（mó）机专用（yòng）随（suí）动式永（yǒng）磁直驱电机概述　　本产品的随动式定子结（jié）构构成一种“小车结构”，滚筒（tǒng）就（jiù）像公路，定子块就像汽车。滚轮贴合滚筒旋转相当（dāng）于汽车在公路行驶，公路的起伏不影响车轮与地面贴合，即滚筒偏心浮动不影响滚轮贴合滚筒，保（bǎo）证定（dìng）子、转（zhuǎn）子（zǐ）间隙（xì）恒定，在球磨（mó）机因装配误差、轴（zhóu）承磨损、滚筒形变、重载震动等原因造成电机（jī）偏心、气隙不均匀时，仍能正常运转，保证磨机始终运（yùn）行在性能状态，不必停机检修。同时电机定子（zǐ）与转子间的间隙也可（kě）以（yǐ）做的更（gèng）小，减（jiǎn）少永磁体用量，并且因为随动式结构，电机不会（huì）发生扫膛现象。　　本产品电机的定子（zǐ）为随动式结构,基于（yú）模块化永磁直驱电机，采用独立的扇形（xíng）定（dìng）子块结构，其随动原（yuán）理是在定子块的轴向两（liǎng）侧安装滚轮且滚轮贴合滚筒来确定定子与（yǔ）转（zhuǎn）子间的（de）间隙，定子块径向外侧设有与支撑框架相连的弹性机构。弹性机构在球磨机滚（gǔn）筒不偏心时处于半压缩状态,如果球磨机滚筒（tǒng）向上波动，转筒会向上顶定子块上（shàng）安装的（de）滚轮，进（jìn）而带动定子块（kuài）向上移动，上方弹性机构继续压（yā）缩;下方定子（zǐ）块在（zài）受（shòu）到永磁体对其向上的吸引力的同时，定子块上的弹性机构将其向上顶，保证下方定子块的滚（gǔn）轮依然贴合（hé）转筒外表面，使（shǐ）定（dìng）子块跟随转筒（tǒng）波动而进行径向与圆周方向的移动，从而保证定子、转子之间的间（jiān）隙不（bú）变。球磨机滚筒向下复位或继续向下波动，则上方定子块在受到永磁体对其向下的（de）吸引力的同时，弹性机构将上（shàng）方其向下压,下方定子块被转筒向下压。　　本产品弹性装置的压力大小可调，对于不同位置的定子块设置不同的（de）压力,避（bì）免因弹性装置设置的压力过大（dà）造成滚轮或（huò）转筒磨损较快。　　本产品将永磁电机采用模块化控制，根据不同功率的电机设计采用不同个数的随动式定子块构成一台模块电机，一台整圆电机由多台模块（kuài）电机构成,多（duō）台模块电机共用同一个转子，模块电机包绕式安装在球磨机滚筒上。相邻（lín）随动式定子块间设有固定在支撑框架上的（de）挡板来对定子块进行圆周方向的限位。球磨机滚筒的法兰处衔接T型支撑板,用（yòng）于支撑安装电机转（zhuǎn）子铁心及磁钢。　　本产品（pǐn）的随动式（shì）定子块安装拆卸十分便捷，只需要沿球（qiú）磨机的径向依（yī）次拆卸密封外壳、弹性机构（gòu）、弹（dàn）性机构与定子块之间的连接杆、弹性机构支撑架，即可将定子块沿径向拉出，进行检修或更换新的定子块。　　3、采用（yòng）本产品代替传统磨机（jī）的电机驱（qū）动系统的优点　　现阶段大（dà）多数的球（qiú）磨（mó）机仍采用三相感应电动机、联轴器、减速装置以及齿（chǐ）轮（lún）结构进行驱动。永磁同步电机与感应电机相比优势是它有（yǒu）较高的效率和功率因数，损耗大大降低，节约了（le）能源（yuán）。永磁电机（jī）通过变频器进行调速，电机运行平稳，系统响应速度快，感应电机则起动相对困难。这些也是近年来永磁电机应（yīng）用（yòng）越来越广泛的原因。　　采用永磁直驱，取消（xiāo）了中间的（de）减速（sù）机、联轴器、及齿轮的（de）传动环节，缩短系统的传（chuán）动链，直驱系统的传动效（xiào）率（lǜ）将提升（shēng）至少20%。球磨机直驱系统的传（chuán）动效率不仅得到大幅提升（shēng），而且直驱系（xì）统的故障（zhàng）率低，维（wéi）护（hù）检修方便，还避免了（le）传统设备因漏油造成环境污染。　　由于本产品电机定子采（cǎi）用了模块化设计，不仅（jǐn）降低了加工（gōng），制造，运输等难度，还（hái）相当于把一个大功率电（diàn）机做成了（le）多个小功率电机。模块化电机的控制技（jì）术可以实现（xiàn）降低大功（gōng）率电机的输入电压，但是不增加电（diàn）机的输入电流（liú），电机不必采用高等级绝缘，模块化电机采用多台小功率变频器联合供（gòng）电（diàn）。这样设计降低了电机的供电电压和使用的变频器容量，从而降（jiàng）低成本。球（qiú）磨机运行在轻载工况（kuàng）时,完全可以只运行部分模块电机驱动球磨机。　　传统电机（jī）故障时，会导致电机合成磁动势发生畸变，谐波含量增加，平均转矩下降，转矩（jǔ）波动显（xiǎn）著增加，无法继续正常运行。而本产品进行（háng）了模块化设计（jì），每个模块电机都具有一套独立的控制系统，大大提升了电机控制的自由度,可以利用其多电机结构和控（kòng）制灵活的（de）优势，在发生故障时。可以直接拆卸（xiè）故障电机更换新的模块电机即可正常运行。模块化电机具（jù）有冗余的模块数，也可切除故障子模块而控（kòng）制其余正常子模块降额运行。使（shǐ）用本（běn）产品完全不（bú）会因（yīn）电机发生故（gù）障而影响到（dào）生产工期。　　球磨机（jī）因加工误差、轴承磨损（sǔn）、滚筒形变或重载产生震动等（děng）因素会（huì）发生转子偏心现象，偏心严重时还会（huì）造成电机（jī）扫膛损坏电机（jī），实际（jì）生产（chǎn）中常常通过增加气隙大小来预防扫膛（táng），而气隙增大会（huì）导（dǎo）致永磁体用量增加，提高电机制造成本。随动式定（dìng）子结构的（de）模块电机，能在转筒偏（piān）心时保证定子与（yǔ）转子之间的间隙恒定，可将气隙做的更小（xiǎo），减少永磁体用量，电机不会发生扫膛现象（xiàng），同时因为该随动式定（dìng）子结（jié）构在（zài）偏心时能继续正常工作，检修次数更少，工作时间更长，大体（tǐ）积球磨机检修（xiū）复杂，降低检修（xiū）次数就是提（tí）高（gāo）生产效率（lǜ）。　　4、随动式球磨机装配示意图　　二、永磁直驱立磨技术　　1、立磨直驱对比于传统感应电（diàn）机的优点( 1）变频调速（sù）控（kòng）制，实现负载（zǎi）工况（kuàng）多样性（xìng）　　传统（tǒng）立磨速度单一，工况适应（yīng）能力差。遇到突发事件（jiàn），调整磨鞮（dī）高度来改变（biàn）系统工作环境（jìng），系统（tǒng）反应速度慢。永磁同（tóng）步电机采用变频调速，适应工况能力强。遇到突发事件，除调整磨辗高度（dù）外，还增（zēng）加了速度调节以（yǐ）快速适应系统（tǒng）工作环境，系统反应速度更快。　　(2）系统简单,可（kě）靠性（xìng）高（gāo）　　传统系统（tǒng）因三相感应电机无法在低速（sù）实现大转矩输出，需要额外的盘车系统满足立磨的低速起动。为保证在电机起动过程不对电网造成过大的冲击，需增加软起动（dòng）装置（zhì）。三相感应电机起动后，通过减速器（qì）满足系统（tǒng）转矩需要，整个系统构成复杂，系统（tǒng）运行的（de）辅助（zhù）设备很多。直驱（qū）系统由变频控制系统控制永磁同（tóng）步电机起动，转矩特性满（mǎn）足需要，无需盘车系统和减（jiǎn）速器，辅助系统少，结构简单（dān）。　　(3）变（biàn）频器软起动，起动过程随意设定　　传统系统先由低速盘车（chē）系统起动，待三相感（gǎn）应电机达到起动条（tiáo）件后，软起动装置起动三相感应（yīng）电机，系统运行。系（xì）统控制复杂（zá），低速无法（fǎ）实现过载输出。在低速过程需要盘车（chē）系统，将转速提高到三相感应电机起动条件。直驱系统直（zhí）接变频低速起动，系统直接运行，系（xì）统控制简单。变频控（kòng）制起动过程可根据实际工况进行调整，以满足各种工况的需求。低速可过载输出（chū），满足起动需要，取代盘车系统。　　(4）无减速器，维护成本更低,维护次数少　　系统各构成单元均需要时常检查和定期维护，传（chuán）统系统构成单（dān）元多。同时立磨（mó）减速器结构复杂需要经常（cháng）维（wéi）护，维护成本费用（yòng）高（gāo）。同时系统无法实现（xiàn）在低速运行的情况下进行系统维护。直驱系统构成单元简单，变频器控制永（yǒng）磁同步电机直接驱动，控制方便。系统内无减速器，无需额外进行维护，系统维护成本低。同时，系统可实现在电机低速（sù）运行（háng）情况（kuàng）下进行系统维护。　　(5）传动效（xiào）率高,节能效果（guǒ）明显　　综（zōng）上采（cǎi）用直驱永磁电机取代传统驱动系（xì）统年节电量达181万元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鲲磨机直驱系统的优势与球磨机直驱系统相同，这里不（bú）再一—赘述。　　2、永磁直驱（qū）立磨结构示意图　　本（běn）新（xīn）型立磨结（jié）构采用永磁直驱电机驱动,提高了立磨效率。在立磨扶正轴承与压力轴承（chéng）上进行突破，通（tōng）过设计一种双向载荷扇（shàn）形模块机构替代大直径轴承，方便（biàn）加（jiā）工、生（shēng）产、运输、装配、维修，并降低（dī）成本,在工（gōng）程（chéng）实际中（zhōng）具有很强的实用型。　　针对大、中、小型不同尺寸的（de）立磨，分别设计了三种立磨专用永磁电机，代替传统的减速机与三相异步（bù）电动机，永磁直驱电机具有双向载荷机构与不同的放置位置，均能达到扶正与承压的作用，并且方便制造（zào）、装配（pèi）维护，节省成本。均已申请专 利。

　　1、技术背景　　传统的球磨机、立磨机大都（dōu）采用三相异步电动机、联轴器、减速装置以及齿轮结构进行驱动，导致球磨机的传动系统存在机械传动链冗长、效率低、机构复杂（zá）、运行维护工作量大等问题。　　沈阳工业大学电（diàn）机与控制技（jì）术研究（jiū）所与河南全（quán）新机电设备有限公司联合设计研发的球磨机、立（lì）磨机采用永（yǒng）磁直驱电机,通过将电动机与机械结构进行机电一体化设计，取消动力传输的中间环节（jiē），做成直驱方案（àn），能直接满足荷载的需求，省去传统磨机的减（jiǎn）速（sù）机，显著提（tí）高了电机的效率与（yǔ）功率因数，具有节能、起动转矩大、过载能力强、系统（tǒng）免维护、自动化程度（dù）高等优点。　　在控制方（fāng）面,本产品电机定子采用了模块化设计，不仅降低了加工、制造、运输（shū）等难度，还相当于把一个大功率电机做成了多个小功率电机。模块化电机的控制技术可以实现降低大功率电（diàn）机的输入电（diàn）压，但是不增加电机的输入电流（liú），电机不必采用高等级绝缘（yuán）。模块（kuài）化电机采用多台小功率变频（pín）器联（lián）合供电，这样设计降低了电机的供电电压和使用的变频器容量，从而降低成（chéng）本。每个模块（kuài）电机都具有一套（tào）独立的控制系统，大大提升了电机（jī）控制的自由度，球（qiú）磨机运行在轻载工况时（shí），完全可以只运行部分模块电机驱动（dòng）球磨机。　　在结构方面，本（běn）产品（pǐn）电机的定子采用了一种自主设计研发（fā）的随动式（shì）结构，将整圆的定子分（fèn）成若（ruò）干个（gè）相互存在间隙（xì）的（de）小扇形块，通过（guò）机械结构设计，确定了一种无论球磨机转筒是否震动或偏心，定子块始终跟随转筒运（yùn）动从而保持定子与转子间隙恒定的结构。本产品通过机械结构设计保（bǎo）证定子与（yǔ）转子（zǐ）间的间（jiān）隙恒定，电机不会发生扫（sǎo）膛现象，因此电机的气隙可以（yǐ）设计的比普通永磁直驱电机的小很多，从而大幅降低电机永磁体用量，降低生产成（chéng）本，节约稀土资源，节能用电量。当模块发（fā）生故障时，直接拆卸故障电机，更换新的模块电机即（jí）可正常运行。使用（yòng）本产品完全不会因电机发（fā）生（shēng）故障而影响到生产工期。　　2、球磨机专用随动式永磁直驱电机概述　　本产品的随动式定子结构构成一种“小车结构”，滚筒就像公路，定子块就像汽车。滚轮贴合（hé）滚筒旋转相当于汽车在（zài）公路行驶，公路的起（qǐ）伏不（bú）影响车轮与地面贴合，即滚筒偏心浮动不影响滚轮贴合滚筒，保证定子、转子（zǐ）间隙（xì）恒定，在球磨机因装配误（wù）差、轴承磨损、滚筒形变、重载震动（dòng）等原因造成电（diàn）机偏心、气隙不均匀时（shí），仍能正常运转（zhuǎn），保证磨机始终运行在性能状态，不必停机检修。同时电机定子与转子间的间隙也可以做的更（gèng）小（xiǎo），减少永磁体用量，并且因为随动式结构，电机（jī）不会发生扫膛现象。　　本产品电机的定子为随动式（shì）结（jié）构,基于模块化永磁（cí）直驱电机，采用独立的扇形定子块结构（gòu），其随动原理（lǐ）是在定子（zǐ）块的轴向两（liǎng）侧安装滚轮且（qiě）滚（gǔn）轮贴合滚筒来确定定子与转子间的间隙，定子块径向外侧（cè）设有（yǒu）与（yǔ）支撑框架相连（lián）的弹性机构。弹性机构在球磨（mó）机滚（gǔn）筒不偏心时处于半压缩状态,如果球磨机滚筒（tǒng）向上波动，转筒会向上顶定子块上安装的滚轮，进而带动定子块向上移动，上方弹（dàn）性（xìng）机构继续压缩;下方定子块在受到永磁体对其向上的吸引力的同时，定子块上的弹性机（jī）构将其向上顶，保证下方（fāng）定（dìng）子块的滚轮依然（rán）贴合转筒（tǒng）外表（biǎo）面，使定子（zǐ）块（kuài）跟随转筒波动（dòng）而进行径向与圆周方（fāng）向的移动，从而保证（zhèng）定子、转子之（zhī）间的间隙不变（biàn）。球（qiú）磨机滚筒向下复位或继续向下波（bō）动，则上方定子块（kuài）在（zài）受到永磁体对其向下（xià）的吸引力的同时，弹性机构将上方其向下压,下方定子块被转筒（tǒng）向下（xià）压。　　本产品弹性装置（zhì）的压力大小可调，对于不（bú）同位置的定（dìng）子（zǐ）块（kuài）设置不（bú）同（tóng）的压力,避免因弹性装置设置的压（yā）力过大造成滚轮或转筒磨损较快。　　本产品（pǐn）将永磁电机采用模块化控制，根据不同功率的电机设（shè）计采用不同个数的随（suí）动式定子块构成一台模块电机，一台（tái）整圆电机由（yóu）多台模块电机构成,多台模块电机共用同（tóng）一个转子，模块电机包绕（rào）式安装在球磨机滚筒上。相邻随动式定子块间（jiān）设有固定在支（zhī）撑框架上的挡板来对定子（zǐ）块进行圆周方向的限位。球磨机滚筒的法兰（lán）处（chù）衔接T型支撑板,用于支（zhī）撑安（ān）装电机转子铁心及磁钢。　　本产品的随（suí）动式定子块（kuài）安装拆卸十分便捷，只需要沿球磨机的径向依次（cì）拆卸密封外壳、弹性机构、弹性机构与定子块之（zhī）间的连接杆、弹性机构（gòu）支撑架（jià），即可将定子块沿径向拉出（chū），进行检（jiǎn）修或更换新的定子块。　　3、采用本产品代替（tì）传统磨机（jī）的电机驱动系统的优点　　现阶段大多（duō）数的球磨机仍采用三相感应电动机、联轴器、减速装置以及齿轮结构进行驱动（dòng）。永磁同步电机与感（gǎn）应电（diàn）机（jī）相比（bǐ）优势是它有较高的效（xiào）率和功率因数，损耗（hào）大大降低，节约了能源（yuán）。永磁电机通过变频器进行调速，电机运行平稳，系统响应速度快，感应电机则起动相对困难。这些也是近年来（lái）永磁电机应用越（yuè）来（lái）越广泛的原因。　　采用永磁直驱，取消了中间的减速机、联轴（zhóu）器、及（jí）齿轮（lún）的传动环节，缩短系统（tǒng）的传动链，直驱系统的传动效率将提升至少20%。球磨（mó）机直驱系统的传动效率不仅得到大幅提升，而且直驱系统的故障率低，维护检修方便，还避免了传统（tǒng）设备因漏油造成环（huán）境污染。　　由于本产品电机定（dìng）子采用了模块化设计，不仅降低了加工，制造，运输等（děng）难度，还相当（dāng）于把一（yī）个大功率电（diàn）机做成了多（duō）个小功率电机。模块化电机的控制技术可以（yǐ）实现降低大功（gōng）率（lǜ）电机的输入电压，但是不增加电机的输入电（diàn）流，电机不必采用高等级绝缘，模块化电机采用（yòng）多台小功率变频器联合供电。这样设计降低了电机的供电电压和使用的变（biàn）频器容量，从而降低成本。球磨（mó）机运行在轻载工况时,完全可以只运行部分模块电机驱动球磨机。　　传统（tǒng）电机故障时，会导致电机（jī）合成磁动势发生畸变，谐（xié）波含量增加，平均转矩下降，转矩波动显著增加，无法继（jì）续正常运行。而本产品进行了模块化设计，每个模块电机都具有一套独立的控制系（xì）统，大大提升了电机控制的（de）自由度,可以利用（yòng）其多电机结构和控制灵活的优势，在发生故障时。可以直接拆卸故障电机更换新的模块电机即可正常运行（háng）。模块（kuài）化电机具有冗余（yú）的模（mó）块数，也可切除故障子模块而控制其余正常（cháng）子（zǐ）模块降额运（yùn）行。使用本产品完全不（bú）会因电机发生故障而影响到生产工期。　　球磨机（jī）因加工误差、轴（zhóu）承磨损、滚筒形变或重载产生震动等因素会（huì）发生转子偏心现象，偏心严（yán）重时还会造成电机扫（sǎo）膛损坏电机，实际生产中常常通过增加气隙大（dà）小来预防（fáng）扫膛，而气隙增大会导致永磁体用量增加，提高电机制造成本。随动（dòng）式定子结构的模块（kuài）电机，能在转筒偏心（xīn）时保证定子（zǐ）与转子之间的间隙（xì）恒定，可将气隙做的更（gèng）小，减少永磁体用量，电机不会发生扫膛现象，同时因为该（gāi）随动式定子结（jié）构在偏心（xīn）时能（néng）继续正（zhèng）常工作，检修次数更少，工作（zuò）时间更长，大（dà）体积球磨机检修复杂（zá），降低检修次数就是提高生（shēng）产效率。　　4、随动式球磨机装配示意图　　二、永磁直驱立磨（mó）技术　　1、立磨直（zhí）驱对比于传统感应电机的优点( 1）变频调速（sù）控制，实现负载工况多（duō）样性　　传统立磨（mó）速度（dù）单一，工况适应（yīng）能力差。遇到突发事件，调整磨鞮高度来改变系统工作环境，系统反应速度慢。永磁同（tóng）步电机采用（yòng）变频调速，适应工况能（néng）力强。遇到突（tū）发事件，除调整磨辗高度外，还增加了速度调节以快速适应（yīng）系统工作环境，系统反应速度更快。　　(2）系统简单,可靠性高　　传统系统因三相感应电机无法在低速实现大（dà）转（zhuǎn）矩输出，需要额外的盘车系统满（mǎn）足立磨的低速起动。为保证（zhèng）在电机起动过程不对电网造成过大的冲击（jī），需增加软起动装置（zhì）。三相感应电机起动后，通过（guò）减速器满足系统转矩需要，整个系统构（gòu）成复杂，系统运行的辅助设备很（hěn）多。直（zhí）驱系统由变频控（kòng）制系统控制永磁同步电机起动，转矩特性满足需要，无需盘车系统和减速器，辅助系统少，结（jié）构简单。　　(3）变频器软起动，起动（dòng）过程随（suí）意设定　　传统系统先由低速（sù）盘车系统起动，待三相感应电机达到起动条件后，软起动装置起（qǐ）动三相感（gǎn）应电机，系统运行。系统控制复杂，低速无法实（shí）现过载（zǎi）输出。在低速过程需要（yào）盘车系统，将转速（sù）提高到三相感应电机起动条件。直（zhí）驱系统直接（jiē）变频低（dī）速起动，系统直接运行，系统控制简单。变频控制起动过程可根据实际工况进行调整，以满足各（gè）种工况的需求。低速可（kě）过载输出，满（mǎn）足起动需要（yào），取代盘车系统。　　(4）无减速器，维（wéi）护成本更低,维（wéi）护次数少　　系统各构成单元均需要时常检查和定期（qī）维（wéi）护，传统系统构成单元多（duō）。同时立磨减速器结构复杂需要经（jīng）常维护，维护成本费用高。同时系统无法实现在低速运行的情况下进行系统维护。直驱系统构成单元简单，变频器控制永磁同步电机（jī）直接（jiē）驱动，控制方便。系统内无减速器，无需额外进（jìn）行维护，系统维护成本低。同时，系统可实现（xiàn）在电机低速运行情况（kuàng）下进行系（xì）统维（wéi）护。　　(5）传动效率高,节能效果明显　　综（zōng）上采用直驱永磁电机取代传统驱动系统（tǒng）年节电量达181万元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鲲磨机直驱系统的优势与球磨机直驱系统相同，这里不再一—赘述。　　2、永磁直驱立磨结构示意图　　本新型立磨（mó）结构采用永磁直（zhí）驱电机驱（qū）动（dòng）,提高了立磨效率。在立磨扶正轴承与压力轴承（chéng）上进行突破，通过设计一种双向载荷（hé）扇形模块机构（gòu）替代大直径轴承，方（fāng）便加工、生（shēng）产、运输、装配、维修，并降低成本（běn）,在工程实际中具有很强的（de）实用（yòng）型。　　针对大、中、小型不同尺寸的立磨，分别设计了三种立磨专用永磁电机，代替（tì）传统（tǒng）的减速（sù）机（jī）与三相异步（bù）电（diàn）动机，永磁直驱电机具（jù）有双向载荷机构与不同的放（fàng）置位置，均能达到扶正与承压（yā）的作用，并且方便制造、装配维护，节省成本。均已（yǐ）申请（qǐng）专 利（lì）。

　　1、技术背景　　传统的球磨机、立磨机大都（dōu）采（cǎi）用三相异步（bù）电动机、联轴器、减速装置以及齿轮结构进行驱动，导致球（qiú）磨机的传动系统存在（zài）机械传（chuán）动链冗（rǒng）长、效（xiào）率低、机构复杂、运行维护工作量（liàng）大等问题。　　沈阳工业大学电机与控制技术研究所与河南全新机电设备有限公司联合设计研发的球磨机、立磨机采（cǎi）用永磁直驱电机（jī）,通过将电动机与机械结构进行机电一（yī）体化（huà）设计（jì），取消（xiāo）动力传输的中间环（huán）节，做成直驱方案，能直（zhí）接满足荷载的需求（qiú），省去传（chuán）统磨机的（de）减速机，显（xiǎn）著提高了电机的效率与功率因数，具（jù）有节能、起动转矩大、过载能力强（qiáng）、系统免维护、自动化程度高等优点。　　在控制方面（miàn）,本产品电机定子采用了模块化（huà）设计，不仅降低了（le）加工、制（zhì）造、运输等难度，还相当于（yú）把一个大功率（lǜ）电机做成了多个（gè）小功率电机。模（mó）块化电机的控制（zhì）技术可以实现降低大功率电机的输入电压，但是不增加（jiā）电机的输入（rù）电流，电机不必（bì）采用（yòng）高等（děng）级绝缘。模块化电机（jī）采用多台小功率变频器联合供电（diàn），这样（yàng）设计降低了电机的供电电（diàn）压和使用的变频器容量，从而降低成（chéng）本。每个模块电机都具有一套（tào）独立的控制系统（tǒng），大大提升了电机控制（zhì）的自由度，球（qiú）磨机运行在轻（qīng）载工况时，完全（quán）可以只运行部（bù）分模块电机驱动球磨机。　　在结（jié）构方面，本产品电机的定子采用了（le）一种自主设计研发的随动式结构（gòu），将整圆的定子分成若干（gàn）个相互存在间隙的小扇形块，通过机械结构设计，确定（dìng）了一种无论球磨机转筒是（shì）否（fǒu）震动或偏心，定子块始终跟随转筒运（yùn）动从（cóng）而保持定（dìng）子与转子间隙恒定的结构。本产品通过机械结构设计保证定子与转子间的间隙恒定，电机不会发生扫膛现（xiàn）象，因此电机的（de）气隙可以设计的比普通永（yǒng）磁直驱电机的小很多，从而大幅降低电机永磁体（tǐ）用量，降低生产成本，节约稀土资源，节能用（yòng）电量。当模块发生故障时，直接拆卸故障电机，更换新的（de）模块电机即可正常运行。使（shǐ）用本（běn）产品（pǐn）完全不会因电机（jī）发生故障（zhàng）而（ér）影响到（dào）生产工期。　　2、球磨机专用随动式永（yǒng）磁直驱电机概述　　本产品（pǐn）的随动式（shì）定子结构构成一种“小车结（jié）构”，滚筒就像公（gōng）路，定子块就像汽车（chē）。滚轮贴（tiē）合滚筒旋转相当于汽车在公路行驶，公路的起伏不影响车轮与地面贴（tiē）合，即滚筒偏（piān）心浮动不影（yǐng）响滚轮贴合滚（gǔn）筒（tǒng），保证定子、转子间隙恒定，在球磨机因装配误（wù）差、轴承磨（mó）损、滚筒形变、重载震动等原因造成电机偏心、气隙（xì）不均（jun1）匀时，仍能正常运（yùn）转，保证磨机始终运（yùn）行在性能状态（tài），不必停机检修。同时电机定子与转子间的间隙也可以做的更小（xiǎo），减少永磁体用量，并且因为随（suí）动式（shì）结构，电机不会发（fā）生（shēng）扫膛现象。　　本产品电机的定子为随动式结（jié）构,基于模块化永磁直驱电机，采用独立的扇形定子块结构，其随动原理是在定（dìng）子块的轴向两侧安装滚轮且滚轮贴合滚筒来确定定子与转子间的间隙，定子块径向外侧设有与支撑框架相连的弹性机构。弹性机构在球磨机滚筒不偏心时处于半压缩状态,如果球磨机滚筒向上波（bō）动，转筒会向上顶（dǐng）定子块上安装的滚轮，进而带动定子块向（xiàng）上移动，上方弹性机构继续压缩;下方定子块在受到永磁体对其向上的吸（xī）引力的同（tóng）时，定子（zǐ）块（kuài）上的弹性机构将（jiāng）其向（xiàng）上顶，保证（zhèng）下方定子块的滚轮依然（rán）贴（tiē）合转筒外表面，使定子（zǐ）块（kuài）跟（gēn）随转筒波动（dòng）而（ér）进行径（jìng）向与圆周方向的移动，从而（ér）保证定子、转子之间的（de）间隙不变。球磨机滚筒向下复位或继续向下波动，则上方定子块在受到永磁体对其向（xiàng）下（xià）的吸引力的同时，弹性机构将上方其向下压,下方定子块被转筒向下压。　　本产品弹性（xìng）装（zhuāng）置的压力大（dà）小可调，对于不同位置的定子块设置（zhì）不同的压力,避免因弹性装置设置（zhì）的压力过大造（zào）成滚轮或转筒磨损较快。　　本产品将永磁电机采用模块化控制，根据不同功率的电机设计（jì）采用（yòng）不同个数的随动（dòng）式定子块构成一台模块电机，一台整圆电（diàn）机由多台（tái）模块电机构成（chéng）,多（duō）台模块电机共用同一个转子，模块电机包绕式安装在球磨机滚筒（tǒng）上。相（xiàng）邻随（suí）动式定子块间设有固定在支撑框架上的挡板来对定子块进行圆周方向的限位。球磨机滚筒的法兰处（chù）衔接T型支撑板,用于支撑安装电机转子铁心及磁（cí）钢。　　本产品的随动式定子块安装拆卸十分便捷，只需要沿球磨机的径向依次拆卸密封（fēng）外壳、弹性机构、弹性机构与定子块（kuài）之间的连接（jiē）杆、弹性机构支撑架，即可将定子块沿径向拉出，进行检修或更换新的定子块（kuài）。　　3、采用本产品代替（tì）传统磨机的电（diàn）机驱动系统（tǒng）的优点（diǎn）　　现阶段大多数的球磨机仍采用三相感应电动（dòng）机、联轴器、减速装置以及（jí）齿轮结构进行驱动。永磁同步电机与感应电机相比优势是它有较高的效率和功率因数，损耗大大降低，节约了能源。永磁电机通过变频器进行调速，电机运（yùn）行平稳，系统响应速度快，感（gǎn）应电机则起（qǐ）动相对（duì）困难（nán）。这些也是近年来永磁电机应（yīng）用越来（lái）越广泛的原因。　　采用永磁直驱，取消了中间的（de）减速（sù）机、联轴器、及齿轮的传动环节，缩短系统的传动链，直（zhí）驱系统的传动效率将提升至少20%。球磨机直驱系统的传动效率不仅得到大幅提升，而且直驱系统的故障率低，维（wéi）护检修方便，还避免了（le）传统（tǒng）设备因漏油造成环境污染。　　由于本产品电机定子（zǐ）采用了模块化设计，不仅降低了加工，制造，运输（shū）等难度，还相当于把一个（gè）大功率电机做成了多个小（xiǎo）功率电机。模块化电机的控制技术可（kě）以实现降低大功率电机的输入电（diàn）压，但是（shì）不（bú）增加电机的输入（rù）电流，电机不必采用高等级绝缘，模块化电机采用多台小功（gōng）率变频器联合供（gòng）电。这样设计降低了电机的供电电压和使用（yòng）的变频器容量，从而（ér）降低成本。球磨机（jī）运（yùn）行在轻载工况时,完全可以只运行部（bù）分模块电机驱（qū）动球磨机。　　传统电机故障时，会导致电机合成磁动势发生畸变，谐波含量增加，平均转矩下降（jiàng），转（zhuǎn）矩波动显著增加，无法继（jì）续正常运行。而本产品进行了模块化设计，每个模块电机都具有一套独立的控制系统（tǒng），大大提（tí）升了电机控制的自由度,可以利用其（qí）多电机（jī）结构和控制灵活的优势，在发（fā）生故（gù）障时。可以直接拆卸故（gù）障电机更换新的模块电机即可（kě）正常运行。模块化电机具（jù）有冗余（yú）的模块（kuài）数，也可切除故障子模块而控制其（qí）余正常（cháng）子模块降额（é）运行。使（shǐ）用本（běn）产品（pǐn）完全不会因电机发生故障而影响到生产工期。　　球磨（mó）机因加工误差、轴承磨损、滚筒（tǒng）形变或重载产生震动等因素会发生转子偏心（xīn）现象（xiàng），偏心严重时（shí）还会造成电机扫膛损坏电机，实际生产中常常通过增加气隙大小来预防扫膛（táng），而气隙（xì）增大会导致永磁（cí）体用量增（zēng）加，提高电机制造成本。随（suí）动式定子结构的模块电机，能在转筒偏心时保证定子（zǐ）与转子之（zhī）间的间隙恒定，可（kě）将气隙做的更（gèng）小，减少永磁（cí）体用量，电机不会发生（shēng）扫膛现象，同时因为该随动式定子结（jié）构在偏心时能（néng）继续正常工作，检修次（cì）数更少，工作时间更长，大（dà）体积（jī）球磨机检修复杂（zá），降低检修次数（shù）就是提高生产效率。　　4、随动式球磨机装配示意图　　二、永磁直驱立磨技术　　1、立磨直驱对比于传统感应电机的优点( 1）变频调速控制，实现负载工况多样性　　传统立磨速度单一，工况适应（yīng）能力差。遇到突发事件，调整磨鞮高度来改变系统工作环境，系统（tǒng）反应速度慢。永磁同步电机采用变频调速（sù），适应工况能力强。遇到突（tū）发事件，除调整磨（mó）辗高度外，还增加了速度调节以快速适（shì）应系（xì）统工作环境，系统（tǒng）反应速度更快。　　(2）系统（tǒng）简单,可靠性高　　传统（tǒng）系统因三相感应电机无法在低速实（shí）现大转矩输出（chū），需要额（é）外的盘车系统满足立磨的低速起动。为保证（zhèng）在电机起动过程不对（duì）电网造成过大的（de）冲击，需增加软起动装（zhuāng）置。三相感应电机（jī）起动后，通过减速器满足系统转矩（jǔ）需要（yào），整个系统构成复杂（zá），系（xì）统运行的辅助设备很多。直驱系统由变频控制系统控制永磁同步电机起动，转（zhuǎn）矩特性满足需要，无需盘（pán）车系统和减速器，辅助系统少，结构简单。　　(3）变频器软起动，起动（dòng）过程随意设定　　传（chuán）统系统先由低速盘车系统起动，待三相感（gǎn）应电机达到起动条件后，软起动装置起动三（sān）相感应电机，系统运行。系统控制复杂，低速无（wú）法实现过载（zǎi）输出。在低速过程需要盘车（chē）系统，将转速提高到三相感应电机起动条件。直驱系统直接（jiē）变频低速起动，系统直接运行（háng），系统控制简单。变频控制起动过程可（kě）根据实际工况进（jìn）行调整，以（yǐ）满足各种工况的需求。低速可过载输出，满（mǎn）足起动需要，取代盘车系统。　　(4）无减速器，维护成本更低,维护次数（shù）少　　系统各构成单元均需要时常检查和定期维护，传统系统构成单元多。同时立磨减速器结构复杂需要（yào）经常维护，维护成本（běn）费用高。同时系统无法实现（xiàn）在低速运行（háng）的情况下进行系（xì）统维护（hù）。直驱系统构成单元简单，变频器（qì）控制永磁同步电机直接驱动，控制方便。系统内无减速器（qì），无需额外进（jìn）行（háng）维护，系（xì）统维护（hù）成本低。同时，系统可实现在电机（jī）低速运行情况下（xià）进行（háng）系统维（wéi）护（hù）。　　(5）传动效率高,节能效果明显　　综上采用直驱永磁电机取代传统驱动系（xì）统年节电量达181万元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鲲磨机直驱系统的优势与球磨机直驱系统相同，这里不再一—赘述。　　2、永磁（cí）直驱立磨结构示意图　　本新型立磨结构采用永磁直驱电机驱动,提高了立（lì）磨效率。在立磨扶正轴（zhóu）承与压力轴承上进行突破（pò），通过设计一种双向载荷扇形模块机构替代大直径轴承（chéng），方便加（jiā）工、生产（chǎn）、运输、装配、维（wéi）修，并降低成本,在工程实际（jì）中具有很强的（de）实用型。　　针对大、中、小（xiǎo）型不同尺寸的立（lì）磨，分（fèn）别设计了三种立磨专用永磁电机，代（dài）替传统的减速机与三相异步电动机，永磁直驱电机具有双向载荷机构与不同的放置位置，均能达到扶正与承压的作用，并（bìng）且方便制（zhì）造、装配维护，节省成本。均已申请专 利。

　　1、技（jì）术背景　　传统的球磨机、立磨机大都采用三相异步电动机、联轴器、减速装置（zhì）以及齿轮结构进（jìn）行驱动，导致球磨机的传动系统存在机械传动链冗长、效率低（dī）、机构复杂、运行（háng）维护工作量大（dà）等问题。　　沈阳工业大学电机与控制技术（shù）研究所与河（hé）南全新机（jī）电设备有限公司联合设计研发的（de）球磨机、立磨机采用永磁直驱电（diàn）机,通过将电动机与机械结构（gòu）进（jìn）行机电一体化设计，取（qǔ）消动力传输的中间环（huán）节，做成直驱方案，能（néng）直接满足荷载的需求，省去传统磨（mó）机的减速机，显著提高（gāo）了电机的效率（lǜ）与功率因（yīn）数（shù），具有节能（néng）、起动转（zhuǎn）矩大（dà）、过载能力强、系统免维护、自动化程度高等优点。　　在控制方面,本产品（pǐn）电机定子采用了模块化设计，不仅降低了加工、制造、运输等难（nán）度，还相当于把一个（gè）大功率电机做成了多（duō）个小功率电（diàn）机。模块化电机（jī）的（de）控制（zhì）技术可以实现降低大功率电机的输入电压，但是不增加电机的输入电流（liú），电机不必采用高（gāo）等（děng）级绝缘。模块化电机采用多台（tái）小功率变（biàn）频器（qì）联合供电，这样设（shè）计降低了电机的供电电压和使用的变频器容量（liàng），从而降低成本。每个模块电机都具有一套独立（lì）的控制系统（tǒng），大大提升了电机控制的自由度，球（qiú）磨机运行在轻载工况（kuàng）时，完全可以只运行部分模块电机驱动球磨机。　　在结构方面，本产品电机（jī）的定子采用（yòng）了一种自主设（shè）计研发的随动式结构（gòu），将整（zhěng）圆的定子分成若干个相互存在间隙的小扇形块，通过机械结构设计，确定了一种无论球磨机转筒是否（fǒu）震动或偏心，定子块始终跟（gēn）随（suí）转筒运动从而保持（chí）定子与转子间隙恒（héng）定的结构。本（běn）产品通过机械结构设（shè）计保证定子与转子间的（de）间隙恒定，电机不会（huì）发生扫膛现象，因此（cǐ）电机的气隙可以设计的比普通永（yǒng）磁（cí）直驱电机的小很多，从而（ér）大幅（fú）降低电机永磁体用（yòng）量，降（jiàng）低生（shēng）产成本，节约稀土（tǔ）资源，节能用电（diàn）量。当模块发生故障时，直接拆卸故障电机，更换新的模块电机即可正常运行。使（shǐ）用本产品完全不会因（yīn）电机发生故障（zhàng）而影响到生产工期。　　2、球磨机专用随动式永磁直（zhí）驱电机概述　　本（běn）产品的（de）随动式（shì）定子结（jié）构构（gòu）成一种“小车结构（gòu）”，滚筒（tǒng）就像公路，定子块就像（xiàng）汽车。滚轮贴合滚筒旋转相当于汽车在公路行驶，公路的起伏不影响车轮与地面（miàn）贴合（hé），即滚筒偏心浮动（dòng）不影响滚轮贴合滚（gǔn）筒，保证定子、转子间隙恒定，在球磨机因装（zhuāng）配误（wù）差、轴承磨损、滚筒形变、重载震动等原因造成电机偏心、气（qì）隙不均匀时，仍能正常运转，保证磨机（jī）始终运行在性能状态，不必停机检修。同时电机定子与转子间的间隙也可以做的更小，减少（shǎo）永磁体用量，并且（qiě）因为随动式结构，电机不会发生扫膛现象（xiàng）。　　本产品电机的定（dìng）子为随动（dòng）式结构（gòu）,基于模块化永（yǒng）磁直驱电（diàn）机，采用独（dú）立的（de）扇形定子块结构，其随（suí）动原理是在（zài）定子块的轴向两侧安装（zhuāng）滚轮且（qiě）滚轮贴合滚筒来确定定子与转子（zǐ）间的间（jiān）隙，定子块（kuài）径向外侧设有与支撑框架（jià）相连的弹性机（jī）构。弹性（xìng）机构在球磨机滚筒不偏心时处于半压缩状态,如（rú）果球（qiú）磨机滚筒向上波动，转筒（tǒng）会（huì）向上（shàng）顶定子块上安装的滚轮，进而带动（dòng）定子块（kuài）向上移动，上方弹性机构继续压（yā）缩;下方定子块（kuài）在受到永磁体对其向上的吸引力的同时，定子块上的弹性机构将（jiāng）其向上顶，保证下方定子块的滚（gǔn）轮依然贴合转筒（tǒng）外表面，使定子块跟随转（zhuǎn）筒波动而（ér）进行径向与圆周方向的移动，从而保证（zhèng）定子、转子之间的间（jiān）隙（xì）不变。球磨机滚筒（tǒng）向下复位或继续向下波动，则上方定子块在受到永磁体对其向下的吸引力的同时，弹性机构将上方其向下（xià）压,下方定子块被转筒（tǒng）向下压。　　本产品弹性装（zhuāng）置的压（yā）力大小可调，对于不同位置的定子块设置不同的压力,避免因弹性装置设置的压力过大造成滚轮或转筒磨损较快。　　本产品将永磁电机采用模块化（huà）控制，根据不同功率（lǜ）的电机设计采用不同个数的随动式定子块构成一台模块电机，一台整圆（yuán）电机（jī）由多台模块电机构成,多（duō）台模块电机共用同一个转（zhuǎn）子，模块（kuài）电（diàn）机包绕（rào）式安装在球磨机滚筒上。相邻随动式定子（zǐ）块间设有固定在支撑框架上的挡板来对定子块（kuài）进行圆周方向的限位。球磨机（jī）滚筒的法兰处（chù）衔接T型支撑板,用于支撑安（ān）装电机转子铁心及磁钢。　　本产品的随动（dòng）式定（dìng）子块安装拆卸十分便捷，只需（xū）要沿球磨机的径向依次拆（chāi）卸（xiè）密封外（wài）壳、弹性机构、弹性机构与定（dìng）子块之间的连接（jiē）杆、弹性机构支撑架，即可将定子块沿径向拉（lā）出，进行检修或更换新的（de）定（dìng）子块。　　3、采用本产品（pǐn）代替传统磨机的电机驱动系统的优点　　现阶段大多数的球磨机仍采用三相感应电动机、联轴器、减（jiǎn）速装置以（yǐ）及齿轮结（jié）构进（jìn）行驱动。永磁（cí）同步电机与感应电机相比优势是它有较高的效率和功率（lǜ）因（yīn）数，损耗大大降低，节约了能源。永磁电机通过变频（pín）器进行调速，电机运行（háng）平稳，系统响应速度（dù）快（kuài），感应电（diàn）机则起动相对困难。这些（xiē）也是近年来永磁电（diàn）机应用越来（lái）越广泛（fàn）的原因。　　采用永磁直驱，取消了中间的减速机、联轴器（qì）、及（jí）齿轮的传动环节，缩短系统的传动链，直驱系统的传动效率将提升至少20%。球磨机直驱系统的传动效率不仅得到大（dà）幅提升，而且直驱系统的故障率低，维护检修（xiū）方便，还避免了传统设备因漏油造成环境污染（rǎn）。　　由于本产品电机定子采用了模（mó）块化设计，不仅降低了加工（gōng），制（zhì）造，运输等难（nán）度，还（hái）相当于把一个大功率电机（jī）做成了多个小功率电机。模块化电机的（de）控制（zhì）技术可以实现（xiàn）降低大功率电机的输入电（diàn）压，但是不（bú）增加电机的输入（rù）电流，电（diàn）机不必采（cǎi）用高等级绝（jué）缘，模块化（huà）电机采用多台小（xiǎo）功率变频器联合供（gòng）电。这样设计降低了电机的（de）供电电压和使用的变频器容量，从而降低成本。球磨机运（yùn）行在轻载工况（kuàng）时,完全可以只（zhī）运行部分模块电机驱动球磨机。　　传统电机故障时（shí），会导致电机合成磁动势发生畸变，谐波含量增加，平均转矩下降，转矩波动显著增加，无法继续正常运行。而本产品进行了模（mó）块化（huà）设计，每个模块电机都具有一套独（dú）立的（de）控制系统，大大（dà）提升了电机控制的自由度,可以利用其（qí）多电（diàn）机结（jié）构和控制灵活的优势，在发生故障时。可以直接拆（chāi）卸故障电机（jī）更换新的模块电（diàn）机即可正常运行。模（mó）块化电机具有冗余的模块数，也可切除故障子模块而控制（zhì）其余正常子模块（kuài）降额运行。使（shǐ）用本产品完全不会因电机（jī）发生故障而影响到生产工期。　　球（qiú）磨机因加工误差（chà）、轴承磨损、滚筒（tǒng）形变（biàn）或（huò）重载产生震动等因素会发生转子偏心现象，偏心严重时还会造成电机扫膛（táng）损坏电机，实际生产中常常通过增加气隙大小来预防扫膛，而气隙（xì）增大会导（dǎo）致永磁体用量增加，提高电机制（zhì）造成本。随动式定子结构的（de）模块电机，能在转筒偏心时保证定子与转子之间的间隙恒定，可将气隙做（zuò）的更小，减少永磁体用量，电机不（bú）会（huì）发（fā）生扫膛现象，同时因为该随动式定子结构（gòu）在偏心（xīn）时能继续正常工作，检修次数（shù）更（gèng）少，工作时间更长，大体积球磨机检修复杂，降低（dī）检修次数（shù）就是提高生（shēng）产效率（lǜ）。　　4、随动式（shì）球（qiú）磨（mó）机装配示意图　　二、永磁直驱立磨技术　　1、立磨直驱对比于传（chuán）统感应电机的优点（diǎn）( 1）变频调速控制，实现负载工况多样性　　传统立磨速（sù）度单一，工况适应能力（lì）差（chà）。遇到突发事件，调整磨鞮（dī）高度来改变（biàn）系统（tǒng）工（gōng）作环境，系统反（fǎn）应速度慢。永磁同步电机采用变频调速，适应工况能力强。遇到突发事件，除调整（zhěng）磨辗高度外，还增加了（le）速度（dù）调节以快速（sù）适应系统工作（zuò）环境，系统反应速度更快。　　(2）系统简（jiǎn）单,可靠性高　　传统系统（tǒng）因三相感应电机无法在低速实现大转矩输出，需要额外的盘车系统（tǒng）满足立磨（mó）的低速起动。为保证在电机（jī）起动过程不对（duì）电（diàn）网造成过大的冲击，需增加软起动装置。三相感应电（diàn）机起动后，通过减速（sù）器满足系统转矩（jǔ）需要，整个系统构成复杂，系统运行的辅助设备很多。直驱系统由变频控制系统控制永磁同（tóng）步电机（jī）起动，转矩特性满足需要（yào），无需盘车系统和减速器，辅助系统少，结构简单。　　(3）变频器软起动，起动过程随意设定　　传统系统先由低速盘车系统起动，待三相感应电机达（dá）到起动条件后，软起动装（zhuāng）置起动三相感应电机，系统运行。系统控制复杂，低速无法（fǎ）实现过（guò）载输出。在低速（sù）过程需要盘车系统，将（jiāng）转速提高到三相感应电机起动条件。直驱系（xì）统直接变频低速起动，系统直接运行，系统控制简单。变频控制起动过程（chéng）可根据实际工况进行调整，以满足各种（zhǒng）工况的需（xū）求。低速可过载输出，满足起动需（xū）要，取代盘车系统。　　(4）无减速器，维护成本（běn）更低,维护次数少　　系统各构成单（dān）元均需要时常检查和（hé）定（dìng）期维护，传统系统构成单元多。同时立磨减速器结构复杂需要经常维护，维（wéi）护成本（běn）费用高。同时系统无法实现（xiàn）在低速运行的情况下进行系统维护。直驱系统构成单元简单（dān），变频器控制永磁同步电机直接驱动，控制方（fāng）便（biàn）。系统内无减（jiǎn）速（sù）器（qì），无需额外进行维护（hù），系统维护成本低。同（tóng）时，系统可实现在电机低速运行情（qíng）况下进行系统维护。　　(5）传（chuán）动效（xiào）率高,节能效果明显　　综上采用直驱永磁电机取代传统驱动系统年节电量达181万元。（按照（zhào）5000h,0.6元/kWh）立式鲲磨机直驱系统的优势与球磨机直驱系统相同，这里不再一—赘述。　　2、永磁直驱立（lì）磨结构示意图　　本新型立磨结构采用永磁直驱电机驱动,提高了立磨效率。在立磨扶正（zhèng）轴承与压力轴承上进行突破，通过设计一种双向载荷扇形（xíng）模块机构替代大直径轴承（chéng），方（fāng）便加工、生产、运输、装（zhuāng）配、维（wéi）修，并降低成本,在工程实际中具有很强的实用型（xíng）。　　针对大、中、小型不同尺寸的立磨，分别设计（jì）了三种立磨专用永磁电机，代替传统的减速（sù）机与三相异步电动机，永磁（cí）直驱电机具（jù）有双向载荷机构与不同的放置位置，均能达到扶正与承压的作用，并且方便制造、装配维（wéi）护，节省成（chéng）本。均已申请专 利。

　　1、技术背景　　传（chuán）统的球磨机、立磨机大都采用三（sān）相异步（bù）电动机、联轴器、减速装置以及齿轮结构进行驱动（dòng），导致球磨机的传动系统存在（zài）机械传动链冗（rǒng）长（zhǎng）、效率（lǜ）低、机构复杂（zá）、运行维护工（gōng）作量大等问（wèn）题。　　沈阳（yáng）工（gōng）业大学电机与（yǔ）控制技术（shù）研究所与（yǔ）河（hé）南全新机电设备有（yǒu）限公司联合设计研发的球磨机、立（lì）磨机采用永磁直驱电机,通过将电动机与机械结构进（jìn）行机电（diàn）一体化设计，取消动力传输的中（zhōng）间环节，做成直（zhí）驱方案，能直接满足（zú）荷载的需（xū）求，省去传（chuán）统磨机的减速机，显著提（tí）高了电机的效率与功率因（yīn）数（shù），具有节能、起动转矩大、过载能力强、系统免维护、自动化程度高等优点。　　在控制方面,本产品电机定子采用了模块化设计（jì），不仅降低了加工、制造、运输等难度，还相当于把一个大（dà）功（gōng）率电机做成了多个小功率电机。模块（kuài）化电机的控制（zhì）技（jì）术可以实现降低大功率电机的输入电压，但（dàn）是不增加电机（jī）的（de）输入电流，电机不必采用高等级绝（jué）缘。模块化电机（jī）采用多台小功率变频器联合供电，这样设计降低了电机的供电（diàn）电压和使用（yòng）的变频器容量，从而降低成本。每个模块电机都具有一套独立的控制（zhì）系统，大大提（tí）升了电机控制的自（zì）由度，球磨机运行在轻载工况时，完全可以只运（yùn）行部分模块电机驱动球磨机。　　在（zài）结构方面，本产品电机的定子（zǐ）采用了一种自主（zhǔ）设计研发的（de）随动式结（jié）构，将整圆的定子分成若干个相互（hù）存在间隙的小扇形块，通过机械结构设计（jì），确定了一（yī）种无论（lùn）球磨机转筒是否（fǒu）震动或（huò）偏心，定子块始终跟随转（zhuǎn）筒运动（dòng）从而保持定子与转子间隙恒定的结（jié）构。本产（chǎn）品（pǐn）通（tōng）过机械结构设（shè）计保证定子与转子间的间隙恒定，电机不会发生扫膛现象，因（yīn）此电机的气隙可以设计的比普通（tōng）永磁直驱电机的小很多，从而大幅降（jiàng）低电机永磁体用量，降低生产成本，节约稀土资源，节能用电量。当（dāng）模块发生故障时，直接拆卸故障电机，更换新的（de）模块电机即（jí）可正常运（yùn）行。使用本产品完全不（bú）会因电机发生故障而影响到生（shēng）产工期。　　2、球磨（mó）机专（zhuān）用随动式永磁直驱电机概述　　本产（chǎn）品的随动式定（dìng）子结构（gòu）构成（chéng）一种“小车结（jié）构”，滚筒就像公路，定子块就像汽车。滚轮贴合滚筒旋转相当于汽车在（zài）公路行驶，公路的起伏不影响（xiǎng）车轮与地面（miàn）贴合（hé），即滚筒偏心浮（fú）动不（bú）影响滚轮贴（tiē）合滚筒，保（bǎo）证（zhèng）定子、转（zhuǎn）子间隙恒定，在球磨（mó）机因装配误差（chà）、轴承磨损、滚筒形变、重载震动等原因造成电机偏心、气隙不均匀时，仍能正常运转，保证磨机始终运行在性能状态，不必停机检修。同时电（diàn）机定子与（yǔ）转子间的间隙也可以做的更小，减少永磁体用量，并且（qiě）因为随动式结构，电机不会发生扫（sǎo）膛现（xiàn）象。　　本产品电机的定（dìng）子为（wéi）随动式结构,基于模（mó）块（kuài）化（huà）永磁直驱电机，采用独立的扇形定子块结构，其随动原理是在（zài）定子块的轴向两侧安装滚轮且滚轮贴合滚筒来确定定子与转子间的间隙，定子块径（jìng）向外侧设有与支（zhī）撑框架相连的弹性机（jī）构。弹性机构在球磨机滚筒不偏心时处于半压缩状态,如果球磨机滚筒向上波动（dòng），转筒会向上顶（dǐng）定子块上安（ān）装的滚（gǔn）轮，进而带动定子块向上移动，上方弹性（xìng）机构继续压缩;下方定子块在受（shòu）到（dào）永磁体对其向上的吸引力（lì）的同时（shí），定（dìng）子块（kuài）上的弹性机构将其向上顶，保证下方定子块的滚（gǔn）轮依然贴合转筒外表面，使定子块跟随转（zhuǎn）筒波动而进行径（jìng）向与圆周方向的移动，从而保证定子、转子之间（jiān）的间隙不变。球（qiú）磨机滚筒向下复位或继续向下波动，则上方定子块在受到永磁体对其向下的（de）吸引力的（de）同时，弹性机构将上方其向下（xià）压,下方定子块被转筒向下压。　　本产品弹性装置的压力（lì）大小可调，对于不同位置的定（dìng）子（zǐ）块（kuài）设置（zhì）不同的压力,避免因弹性装置设置的（de）压力过大造成（chéng）滚轮或（huò）转筒磨损较（jiào）快。　　本产品将永磁电机（jī）采用模块化控制，根据不同功率的（de）电机设（shè）计采用不同个数（shù）的随动式定子块构成一台模（mó）块电机，一台整圆电机由多台（tái）模块电（diàn）机构（gòu）成,多台模（mó）块电机共用同一个（gè）转子，模块电（diàn）机包绕式（shì）安装在球磨机滚筒上。相邻随动（dòng）式定子块间设有固定在支撑框架上的挡（dǎng）板来对定子（zǐ）块（kuài）进行圆周方向的限位。球磨机滚（gǔn）筒的法兰处衔接（jiē）T型支撑（chēng）板,用于支撑安装电机转子铁心（xīn）及磁钢。　　本产（chǎn）品的随动式定子块安装拆卸（xiè）十分便（biàn）捷，只需要沿球磨（mó）机的径向依次拆卸密封外壳、弹性机构、弹性机（jī）构与定子块之间的连接杆、弹性机构支撑架，即可将定子块沿径（jìng）向拉出，进行检修（xiū）或更换新（xīn）的定子块（kuài）。　　3、采用本产品代（dài）替传统磨机的电（diàn）机驱动系统的优点　　现阶段大（dà）多数的球磨机仍采用三相感应电动机（jī）、联轴器、减速装置以及（jí）齿轮结构进行驱动。永（yǒng）磁同步电机与感应电机相比优势是它有较高的效率和功（gōng）率因（yīn）数，损耗大大降低，节约（yuē）了（le）能源。永磁电（diàn）机（jī）通过变频器（qì）进行调速，电机（jī）运行平稳，系统响应速度（dù）快，感应电机则起动相对困难。这些也是近年（nián）来永磁（cí）电机（jī）应用越来越广泛的原因。　　采用永磁直驱，取消了中间的（de）减速机（jī）、联轴器、及（jí）齿（chǐ）轮的传动环节，缩短系统的传动（dòng）链，直驱系统的传动效率将（jiāng）提（tí）升至少（shǎo）20%。球磨机直（zhí）驱系统的（de）传动效率不仅（jǐn）得到大幅提升，而且直驱系统的故障率低，维护检修方便，还（hái）避免了传统设备因漏油造成环境污染。　　由于本产品电机定子采用了模块化设计，不仅降低了加（jiā）工，制造，运输等难度，还相当于把一个大功率电机做（zuò）成了多个小功率电机。模块化电机的控制技术可以实现降低（dī）大功率电机的输入电压，但是不增加电机的输入电流，电机不必采用高等级绝缘，模块化电机（jī）采用（yòng）多台小功率变频器（qì）联合供电。这样设计降低了（le）电机的供电电压和使用的变频器容量（liàng），从而降（jiàng）低（dī）成本。球磨机运行在轻载工况时,完全可以只运行部分模块电机驱动（dòng）球磨机。　　传统电机故障时，会（huì）导致电机合成（chéng）磁动势发生畸变，谐（xié）波（bō）含量增（zēng）加，平（píng）均转矩下降，转矩波动显著（zhe）增加，无（wú）法（fǎ）继（jì）续正常运行。而（ér）本（běn）产（chǎn）品进行了模块化（huà）设（shè）计，每个模块电机（jī）都具有一套独立的控（kòng）制系统，大大提升了（le）电机控制的自由度,可以利用（yòng）其（qí）多电机结构（gòu）和控制灵（líng）活的优势，在（zài）发生故障时。可以直接拆卸故障电机更换新的模块电机即可正常运行。模块化电机具有冗余的模块数，也（yě）可切除故障子模块而控制其余正常子模块降额运行。使用本产品完（wán）全不会因电（diàn）机发生故障（zhàng）而影响到生产工期。　　球磨机因加工误差、轴承磨损、滚筒形变或重载产生震动等因素会发（fā）生转子（zǐ）偏心现象（xiàng），偏心严重时还会造成电机扫膛（táng）损坏电机，实际生（shēng）产中常常通过增加（jiā）气隙大小来预防扫膛，而气隙增大会导致永磁体用量增加，提高电机制造成本。随动式定子结构的模块电机，能在转筒偏心时保证定子与转子之间的间隙恒定，可将气隙做的更小，减少永磁体用量，电机不会发生扫膛现象，同（tóng）时因为该随动（dòng）式定子结构在偏心（xīn）时能（néng）继续正常工作，检修次数更少，工作时间更长，大体积球磨机检修复杂，降低（dī）检修次数就是提（tí）高生产效率。　　4、随动式球磨机装配示意图　　二、永磁直驱立磨技术　　1、立（lì）磨直驱对（duì）比（bǐ）于传统感应电机的优点( 1）变频调速（sù）控制，实现负载工况多样性　　传统立磨速度单一，工况适应能力差。遇到突发事件，调整磨鞮高度来改变（biàn）系统工作（zuò）环境，系统反应速度（dù）慢。永磁同步电机（jī）采用变频调速，适应工况能力强。遇（yù）到突发事件，除调整（zhěng）磨辗高度外，还增加了速度调节（jiē）以快速适应系统工作环境，系统反应速度更快。　　(2）系统简单,可靠性高　　传统系统因三相感应电（diàn）机无法在低速实现（xiàn）大转（zhuǎn）矩（jǔ）输出，需要额外的盘车系统满足立磨的低速起动。为保证在电机起动过程不对电（diàn）网造成过大的冲击，需增（zēng）加软（ruǎn）起动装置。三相感应电机起动后，通过减速（sù）器满足系统转矩需要，整个（gè）系（xì）统构成复（fù）杂，系统运行的辅助设备很多。直驱系统由变频控制系统控制永磁同步电机起动，转矩（jǔ）特性满足需要，无需盘车系统和减速器，辅助系统少，结构简单。　　(3）变频器软起动，起动过程随意设定　　传统系统先由低速盘车系统起动，待三相（xiàng）感应（yīng）电机达到起动条件后，软（ruǎn）起动装置起动三相（xiàng）感应电机，系统运行。系（xì）统控制复杂，低速无法实现过载输出。在低速过程需要盘车（chē）系统，将转速提高到三相感应电（diàn）机起动（dòng）条件。直驱系统直接变频低速起动，系统直接运行，系统控制简单。变频控（kòng）制起动过（guò）程可根据实际工况进行调整，以满足各种工况的需求。低速可过载输出，满足起动需要，取代盘车系统。　　(4）无减速器，维护成本更低,维护次数少（shǎo）　　系统各构成单（dān）元均需要时常检查和定期维护，传统系统构（gòu）成单元多。同时立磨减（jiǎn）速器结构复杂需要经常（cháng）维护，维护成本费用高。同时系统（tǒng）无法实现在低速运行的情况下进行系统维护。直驱系统构成单（dān）元（yuán）简单，变频器控制永磁同步电机直接驱动（dòng），控制方便。系统内无减速器，无需额外进行维护，系统（tǒng）维护成本低。同（tóng）时，系统可实现在电机低速运行情况下进行系统（tǒng）维护（hù）。　　(5）传动效率高,节能效果明显　　综上采用直驱永磁电机取代传（chuán）统驱动系统年节电量达181万（wàn）元。（按照5000h,0.6元/kWh）立（lì）式鲲磨机直驱（qū）系（xì）统的优势（shì）与球磨机（jī）直驱系统相同，这里不再一—赘述。　　2、永磁直驱立磨结构（gòu）示意图　　本新型立磨结构采用永磁（cí）直驱电机驱动（dòng）,提高了立磨效率。在立磨扶正轴承与压力轴承上进行突破，通（tōng）过（guò）设计一种双向载荷扇形模块机构替代大直径轴承，方（fāng）便加工、生产（chǎn）、运输、装配、维（wéi）修，并降低（dī）成本,在工程实际中具有很强的实用型。　　针对大、中、小型不同尺寸的立磨，分别设计了三种（zhǒng）立磨专用永磁电机，代替传统的减速机与三相异步电动机，永磁直驱（qū）电机具有（yǒu）双向载荷机构（gòu）与不同的放置（zhì）位置，均能达到（dào）扶正与承压（yā）的作（zuò）用，并且方便制造、装配维护，节省成本（běn）。均已申请（qǐng）专 利。