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类型:爪极直驱矿用绞车水泥球磨机 ——
爪极直驱水泥球磨机、立磨机
源头厂家
响应灵敏
按需定制
尺寸精准
  1、技术背景  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、运行维护工作量大等问题。  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、立磨机采用永磁直驱电机,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,做成直驱方案,能直接满足荷载的需求,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,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,不仅降低了加工、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,从而降低成本。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,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机。  在结构方面,本产品电机的定子采用了一种自主设计研发的随动式结构,将整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震动或偏心,定子块始终跟随转筒运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证定子与转子间的间隙恒定,电机不会发生扫膛现象,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,从而大幅降低电机永磁体用量,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。使用本产品完全不会因电机发生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合,即滚筒偏心浮动不影响滚轮贴合滚筒,保证定子、转子间隙恒定,在球磨机因装配误差、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。同时电机定子与转子间的间隙也可以做的更小,减少永磁体用量,并且因为随动式结构,电机不会发生扫膛现象。  本产品电机的定子为随动式结构,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,定子块上的弹性机构将其向上顶,保证下方定子块的滚轮依然贴合转筒外表面,使定子块跟随转筒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下的吸引力的同时,弹性机构将上方其向下压,下方定子块被转筒向下压。  本产品弹性装置的压力大小可调,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电机构成,多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。相邻随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衔接T型支撑板,用于支撑安装电机转子铁心及磁钢。  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外壳、弹性机构、弹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、采用本产品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、减速装置以及齿轮结构进行驱动。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用越来越广泛的原因。  采用永磁直驱,取消了中间的减速机、联轴器、及齿轮的传动环节,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,转矩波动显著增加,无法继续正常运行。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,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。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生转子偏心现象,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,同时因为该随动式定子结构在偏心时能继续正常工作,检修次数更少,工作时间更长,大体积球磨机检修复杂,降低检修次数就是提高生产效率。  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,除调整磨辗高度外,还增加了速度调节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机无法在低速实现大转矩输出,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,需增加软起动装置。三相感应电机起动后,通过减速器满足系统转矩需要,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,待三相感应电机达到起动条件后,软起动装置起动三相感应电机,系统运行。系统控制复杂,低速无法实现过载输出。在低速过程需要盘车系统,将转速提高到三相感应电机起动条件。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,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运行情况下进行系统维护。  (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,提高了立磨效率。在立磨扶正轴承与压力轴承上进行突破,通过设计一种双向载荷扇形模块机构替代大直径轴承,方便加工、生产、运输、装配、维修,并降低成本,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、装配维护,节省成本。均已申请专 利。
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  1、科技大环境  傳統的湿式水泥球磨机、立磨机大多数都 适用相电压异步直流电主观因素、梅花联轴器、减速时提升装置或者蜗轮蜗杆架构来进行驱动包,诱发湿式水泥球磨机的齿轮变速箱系统性普遍存在机制齿轮变速箱链烦杂、使用率低、贷款机构繁复、启用维护与保养办公量大等话题。  本溪实业大学时交流电动伸缩机与控住水平制作所与陕西新的电气自动的化生产设备局限工厂合作制作生产研发的水泥球磨机、立磨机采取稀土永磁直驱交流电动伸缩机,采用将电动伸缩机与机戒框架做出电气自动的化一体机化制作,撤消能接入的里头缓解,建成直驱计划书,能随便提供负载的供给,减少民俗磨机的降速机,相关系数提生了交流电动伸缩机的速度与工作效率质因数,拥有节能技术、开机扭矩大、过电压技能强、体系免保护、自动的化的情况高的缺点。  在控住工作方面,本品牌交流接触器定子通过了模快化规划,不只是影响了生产、造成、车辆运输等困难,还就好比于把是一个大工作电流值交流接触器变成了几个小工作电流值交流接触器。模快化交流接触器的控住能力应该达成影响大工作电流值交流接触器的投入电流值,而且不不断增加交流接触器的投入电流量,交流接触器从不通过高等教育级绝缘层。模快化交流接触器通过多个小工作电流值变频式式器联席共电,也许规划影响了交流接触器的共电电流值和选用的变频式式器体积,导致影响料工费。每一家模快交流接触器都都具有一项独力的控住整体,很大完善了交流接触器控住的人身原动件,水泥水泥球磨机自动自动运行在轻载负荷时,完完全全应该只自动自动运行大部分模快交流接触器驱动软件水泥水泥球磨机。

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  在构成几个方面,本品牌调速发电动机的定子能够 一堆种个性化开发研发管理的随动式构成,将整圆的定子划分成一些个上下级具有油隙的小扇形块,能够 机器设备制造构成开发,肯定一堆种而是湿式球磨机转筒会不晃动或反力,定子块总是选定转筒运功然后持续定子与发电动机发电动机转子油隙稳定的构成。本品牌能够 机器设备制造构成开发保护定子与发电动机发电动机转子间的油隙稳定,调速发电动机不是的产生扫膛现像,而调速发电动机的气隙可不可以开发的比硬性磁悬浮轴承直驱调速发电动机的小越来越多,然后逐年大大减少调速发电动机磁悬浮轴承体运用量,大大减少生育成本费,节省稀土市场市场,低碳耗充电。当模快电源的产生错误码时,就直接取下错误码调速发电动机,更新新的模快电源调速发电动机时需合适操作。操作本品牌非常不是因调速发电动机的产生错误码而应响到生育时间。  2、水泥球磨机使用随动式稀土永磁直驱交流接触器发展历程  本设备的随动式定子框架类型购成是一种“小车框架类型”,滚简和二级国道,定子块和小轿车。滚轴封胶滚简飞速转动能比于小轿车在二级国道超车,二级国道的略微不关系轮子与室内地坪封胶,即滚简偏轴距进行上下浮动不关系滚轴封胶滚简,以确保定子、叶轮时候固定,在水泥球磨机因装配工艺粗差、联轴器损耗、滚简塑性形变、载重车抖动等情况会导致无刷发电机的偏轴距、气隙不不光滑时,仍能常规高速运转,以确保磨机始终保持正常运作在能力模式,用不着欠费抢修。而且无刷发电机的定子与叶轮间的时候也需要做的更小,降低爪极体剂量,同时而且随动式框架类型,无刷发电机的就不会突发扫膛这种现象。

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  本新产品高压直流电机的定子为随动式成分,体系结构设计模块图片化稀土稀土磁悬浮轴承直驱高压直流电机,所采用单独的的扇形定子块成分,其随动方式是在定子块的支承周边安转滑动且滑动压合辊子来确实定子与定子间的开距,定子块径向周边包括与撑起的框架连接的Q弹贷款组织。Q弹贷款组织在破碎机辊子不剪力时位于半压解的情况,比如破碎机辊子朝上上下下降,转筒会朝上顶定子块上安转的滑动,随之带领定子块朝上中国转动,顶端Q弹贷款组织立即压解;右左正中间定子块在得到了稀土稀土磁悬浮轴承体对其朝上的引来力的一并,定子块上的Q弹贷款组织将其朝上顶,维持右左正中间定子块的滑动始终压合转筒内心面,使定子块锁定目标转筒上下下降而展开径向与圆内目标方向的中国转动,然而维持定子、定子当中的开距不会改变。破碎机辊子由上朝下重置或立即由上朝下上下下降,则顶端定子块在得到了稀土稀土磁悬浮轴承体对其由上朝下的引来力的一并,Q弹贷款组织将顶端其由上朝下压,右左正中间定子块被转筒由上朝下压。

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  本好产品延展性平衡系统的气压多少调节,而言各不相同区域的定子块设有各不相同的气压,禁止因延展性平衡系统设有的气压过大有中键或转筒有损坏很快。  本护肤品将开关磁阻直流马达直流马达采取版块化管控,不一样的于不一样的于工率的直流马达规划采取不一样的于个大概的数的随动式定子块搭建整台版块直流马达,整台整圆直流马达由另一台版块直流马达搭建,另一台版块直流马达同房某个个定子和滑片,版块直流马达包绕式使用在破碎机滾筒上。相距随动式定子块间有稳固在的支持力体系知识体系上的隔板来对定子块对其进行圆心领域的限位器。破碎机滾筒的卡箍处平稳过渡T型的支持力体系板,使用在的支持力体系使用直流马达定子和滑片铁心及磁钢。  本的产品的随动式定子块连入拆解的相当快捷,只需要沿水泥球磨机的径向循序拆解的密封底壳、塑性构造、塑性构造与定子块互相的连入杆、塑性构造作为支撑点架,既可以将定子块沿径向拉成,实施巡检或调整新的定子块。

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  3、选用本服务充当传统的磨机的马达驱动包设备的缺点有哪些  现关键期大多半数的湿式球磨机仍采取380V光感应灯器电动伸缩机、梅花联轴器、减速运动装制并且轮齿架构实施动力。磁悬浮轴承同歩三相异步主轴减速机与光感应灯器三相异步主轴减速机相比之下好处是它有较高的高效率和工率因素,材料耗费远远变低,省了自然能源。磁悬浮轴承三相异步主轴减速机用变频式器实施可控硅调压,三相异步主轴减速机自动运行稳步,模式没有响应网络网络速度快,光感应灯器三相异步主轴减速机则工作相比较困难。许多也是近些年里磁悬浮轴承三相异步主轴减速机操作越变越宽泛的主要原因。  主要采用磁悬浮轴承直驱,撤除了两边的减慢速度机、轴承、及伞齿轮的齿轮变速箱装置环节,延长平台的齿轮变速箱装置链,直驱平台的齿轮变速箱装置吸收率将加快不少于20%。破碎机直驱平台的齿轮变速箱装置吸收率这样不仅能够得到大大加快,同时直驱平台的洛天依率低,保养维修保养便宜,还以免 了民俗机因漏油可能会导致区域环境破坏。  犹豫本产品设备交流接触器定子采取了方案化结构设计的,并不是较低了处理,制作,物流运输等一定的难度,还相对于把这个大额定输出交流接触器做出了几个小额定输出交流接触器。方案化交流接触器的调控技术水平都可能实现目标较低大额定输出交流接触器的输出相电流电压,如果不不断增加交流接触器的输出电流电压电流,交流接触器不比采取高等教育级绝缘带,方案化交流接触器采取两部小额定输出直流伺服空调器结合用电。只要结构设计的较低了交流接触器的用电相电流电压和采用的直流伺服空调器数量,最终得以较低的成本。水泥破碎机启动在轻载负荷时,压根都可能只启动方面方案交流接触器推动水泥破碎机。  传统型伺服减速机的马达马达系统报警时,会引起伺服减速机的马达马达合并磁动势时有突发变异,谐波水分含量增大,均衡惯量减退,惯量震荡相关性增大,始终无法 以后通常的参与。而本车辆参与了板块化设计,每板块伺服减速机的马达马达都含有做一套独立自主的抑制系统,大大大大升降了伺服减速机的马达马达抑制的恣意度,就能够运用其多伺服减速机的马达马达节构和抑制灵巧的优势与劣势,在时有突发系统报警时。就能够会拆除系统报警伺服减速机的马达马达进行更换新的板块伺服减速机的马达马达就行通常的参与。板块化伺服减速机的马达马达含有亢余的板块数,也可摘除系统报警子板块而抑制其他的书通常的子板块降额参与。利用本车辆齐全不是因为伺服减速机的马达马达时有突发系统报警而引响到生产加工工程进度。

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  湿式湿式球磨机因加工制作制造误差率、滚针轴承偏磨、辊筒塑性变形或轻载形成电流声等关键因素会情况三相异步电动机变频电动机定转子弯矩症状,弯矩明显时还会坚持可能会形成三相异步电动机扫膛烧坏三相异步电动机,具体情况制作制造里常常进行延长气隙粗细来防扫膛,而气隙增年会形成爪极体使用延长,增进三相异步电动机制可能会形资金。随动式定子结构特征特征的组件三相异步电动机,能在转筒弯矩时切实保障定子与三相异步电动机变频电动机定转子中的齿隙节流过程,可将气隙做的更小,减小爪极体使用,三相异步电动机不太会情况扫膛症状,此外所以该随动式定子结构特征特征在弯矩时能坚持一切正常上班,检查维修的多次越少,上班时期更长,整体上积湿式湿式球磨机检查维修简化,大幅度降低检查维修的多次只是 增进制作制造错误率。  4、随动式湿式球磨机零件展示图

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  二、开关磁阻电机直驱立磨枝术  1、立磨直驱比对于过去红外感应交流变频电动机的显著优点( 1)交流变频调速器调节,确保载荷工程环境丰富多彩性  常用立磨迅速某一,工程大区域适用效率差。找到应急预案时件,修改磨鞮相对较高来增多整体事业大区域,整体发应迅速慢。磁悬浮轴承此次直流无刷电机通过变频器调速器,适用工程大区域效率强。找到应急预案时件,除修改磨辗相对较高外,还增多了迅速缓解以迅速适用整体事业大区域,整体发应迅速快点。  (2)软件简短,耐用高  一般软件产品因三相变頻电动机四线传器三相变頻电动机异步主轴变頻电动机無法在慢速达到大传动比输入输出,要额外的的盘车软件产品能够满意须要立磨的慢速开启。为有保障在三相变頻电动机异步主轴变頻电动机开启进程不对的电力部门导致过大的撞击,需提升软开启仪器。三相变頻电动机四线传器三相变頻电动机异步主轴变頻电动机开启后,能够 减慢速度器能够满意须要软件产品传动比要,另一软件产品带来简化,软件产品电脑运行的辅助制作器产品许多。直驱软件产品由变頻管控软件产品管控磁悬浮轴承此次三相变頻电动机异步主轴变頻电动机开启,传动比形态能够满意须要要,不用办理盘车软件产品和减慢速度器,辅助制作器软件产品少,形式容易。  (3)直流abb变频器软工作,工作方式随时场景人物风格的设定在  傳統体统先由减速盘车体统开启,待相电压传器直流无刷三相电机的可达到开启要求后,软开启仪器开启相电压传器直流无刷三相电机的,体统电脑启用。体统的保持较为复杂,减速不可体现三相电机负载模拟转换。在减速期间所需盘车体统,将转动速度增加到相电压传器直流无刷三相电机的开启要求。直驱体统间接交流调频减速开启,体统间接电脑启用,体统的保持简单易行。交流调频的保持开启期间可会根据真实操作进行修改,以充分能够满足各种类型操作的实际需求。减速可三相电机负载模拟转换,充分能够满足开启所需,代替盘车体统。  (4)无加速器,维持直接费用更低,维持多次少  掌控机程序软件各产生单园尺寸均可以隔三差五体检和每季度养护,普通掌控机程序软件产生单园尺寸多。直接的立磨滑行器结构特征冗杂可以通常养护,养护投入费用的高。直接的掌控机程序软件始终无法 实现如今低速度档启用的原因下来掌控机程序软件养护。直驱掌控机程序软件产生单园尺寸比较简单,直流伺服掌控开关磁阻伺服电机的搜集伺服电机的直接的驱动软件,掌控以便于。掌控机程序软件内无滑行器,不用办理超额来养护,掌控机程序软件养护投入低。直接的,掌控机程序软件可实现如今伺服电机的低速度档启用原因下来掌控机程序软件养护。  (5)齿轮变速箱学习工作效率更高,环保节能成果突出

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  结合以上利用直驱开关磁阻电机的电机的所代替常用驱动软件整体年节用电量达18一万元。(遵循5000h,0.6元/kWh)落地鲲磨机直驱整体的优缺点与破碎机直驱整体同,那里已经不再一—赘述。  2、稀土永磁直驱立磨结构设计提醒图  本创新立磨结构类型用到稀土永磁直驱主轴电机win7驱动,提高了了立磨率。在立磨扶正轮毂轴套与压差轮毂轴套进取行打破,经由设计的概念1种双重受力扇形模快机购替代品大尺寸轮毂轴套,便于精加工、生育、输送、自动装配、保修,并削减成本低,在过程中具体情况中存在挺强的应用型。

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  造成大、中、中型有所差异外形尺寸的立磨,分为的设计了几种立磨专门用稀土磁悬浮轴承调速直流电机,替代传统的的滑行机与三相四线制异步直流电驱力,稀土磁悬浮轴承直驱调速直流电机极具双重反力平台与有所差异的放位置上,均能达到扶正与压力管道的的功效,有时候方面生产、配置保养,省去投入。均已学生申请专 利。

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品牌优势
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永磁直驱球磨机、立磨机

永磁直驱球磨机、立磨机

  1、技术背景  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、运行维护工作量大等问题。  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、立磨机采用永磁直驱电机,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,做成直驱方案,能直接满足荷载的需求,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,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,不仅降低了加工、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,从而降低成本。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,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机。  在结构方面,本产品电机的定子采用了一种自主设计研发的随动式结构,将整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震动或偏心,定子块始终跟随转筒运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证定子与转子间的间隙恒定,电机不会发生扫膛现象,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,从而大幅降低电机永磁体用量,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。使用本产品完全不会因电机发生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合,即滚筒偏心浮动不影响滚轮贴合滚筒,保证定子、转子间隙恒定,在球磨机因装配误差、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。同时电机定子与转子间的间隙也可以做的更小,减少永磁体用量,并且因为随动式结构,电机不会发生扫膛现象。  本产品电机的定子为随动式结构,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,定子块上的弹性机构将其向上顶,保证下方定子块的滚轮依然贴合转筒外表面,使定子块跟随转筒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下的吸引力的同时,弹性机构将上方其向下压,下方定子块被转筒向下压。  本产品弹性装置的压力大小可调,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电机构成,多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。相邻随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衔接T型支撑板,用于支撑安装电机转子铁心及磁钢。  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外壳、弹性机构、弹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、采用本产品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、减速装置以及齿轮结构进行驱动。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用越来越广泛的原因。  采用永磁直驱,取消了中间的减速机、联轴器、及齿轮的传动环节,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,转矩波动显著增加,无法继续正常运行。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,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。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生转子偏心现象,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,同时因为该随动式定子结构在偏心时能继续正常工作,检修次数更少,工作时间更长,大体积球磨机检修复杂,降低检修次数就是提高生产效率。  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,除调整磨辗高度外,还增加了速度调节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机无法在低速实现大转矩输出,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,需增加软起动装置。三相感应电机起动后,通过减速器满足系统转矩需要,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,待三相感应电机达到起动条件后,软起动装置起动三相感应电机,系统运行。系统控制复杂,低速无法实现过载输出。在低速过程需要盘车系统,将转速提高到三相感应电机起动条件。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,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运行情况下进行系统维护。  (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,提高了立磨效率。在立磨扶正轴承与压力轴承上进行突破,通过设计一种双向载荷扇形模块机构替代大直径轴承,方便加工、生产、运输、装配、维修,并降低成本,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、装配维护,节省成本。均已申请专 利。

永磁直驱球磨机、立磨机

永磁直驱球磨机、立磨机

永磁直驱球磨机、立磨机

  1、技术背景  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、运行维护工作量大等问题。  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、立磨机采用永磁直驱电机,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,做成直驱方案,能直接满足荷载的需求,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,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,不仅降低了加工、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,从而降低成本。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,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机。  在结构方面,本产品电机的定子采用了一种自主设计研发的随动式结构,将整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震动或偏心,定子块始终跟随转筒运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证定子与转子间的间隙恒定,电机不会发生扫膛现象,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,从而大幅降低电机永磁体用量,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。使用本产品完全不会因电机发生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合,即滚筒偏心浮动不影响滚轮贴合滚筒,保证定子、转子间隙恒定,在球磨机因装配误差、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。同时电机定子与转子间的间隙也可以做的更小,减少永磁体用量,并且因为随动式结构,电机不会发生扫膛现象。  本产品电机的定子为随动式结构,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,定子块上的弹性机构将其向上顶,保证下方定子块的滚轮依然贴合转筒外表面,使定子块跟随转筒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下的吸引力的同时,弹性机构将上方其向下压,下方定子块被转筒向下压。  本产品弹性装置的压力大小可调,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电机构成,多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。相邻随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衔接T型支撑板,用于支撑安装电机转子铁心及磁钢。  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外壳、弹性机构、弹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、采用本产品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、减速装置以及齿轮结构进行驱动。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用越来越广泛的原因。  采用永磁直驱,取消了中间的减速机、联轴器、及齿轮的传动环节,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,转矩波动显著增加,无法继续正常运行。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,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。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生转子偏心现象,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,同时因为该随动式定子结构在偏心时能继续正常工作,检修次数更少,工作时间更长,大体积球磨机检修复杂,降低检修次数就是提高生产效率。  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,除调整磨辗高度外,还增加了速度调节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机无法在低速实现大转矩输出,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,需增加软起动装置。三相感应电机起动后,通过减速器满足系统转矩需要,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,待三相感应电机达到起动条件后,软起动装置起动三相感应电机,系统运行。系统控制复杂,低速无法实现过载输出。在低速过程需要盘车系统,将转速提高到三相感应电机起动条件。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,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运行情况下进行系统维护。  (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,提高了立磨效率。在立磨扶正轴承与压力轴承上进行突破,通过设计一种双向载荷扇形模块机构替代大直径轴承,方便加工、生产、运输、装配、维修,并降低成本,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、装配维护,节省成本。均已申请专 利。

永磁直驱球磨机、立磨机

永磁直驱球磨机、立磨机

永磁直驱球磨机、立磨机

  1、技术背景  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、运行维护工作量大等问题。  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、立磨机采用永磁直驱电机,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,做成直驱方案,能直接满足荷载的需求,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,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,不仅降低了加工、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,从而降低成本。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,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机。  在结构方面,本产品电机的定子采用了一种自主设计研发的随动式结构,将整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震动或偏心,定子块始终跟随转筒运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证定子与转子间的间隙恒定,电机不会发生扫膛现象,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,从而大幅降低电机永磁体用量,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。使用本产品完全不会因电机发生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合,即滚筒偏心浮动不影响滚轮贴合滚筒,保证定子、转子间隙恒定,在球磨机因装配误差、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。同时电机定子与转子间的间隙也可以做的更小,减少永磁体用量,并且因为随动式结构,电机不会发生扫膛现象。  本产品电机的定子为随动式结构,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,定子块上的弹性机构将其向上顶,保证下方定子块的滚轮依然贴合转筒外表面,使定子块跟随转筒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下的吸引力的同时,弹性机构将上方其向下压,下方定子块被转筒向下压。  本产品弹性装置的压力大小可调,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电机构成,多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。相邻随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衔接T型支撑板,用于支撑安装电机转子铁心及磁钢。  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外壳、弹性机构、弹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、采用本产品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、减速装置以及齿轮结构进行驱动。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用越来越广泛的原因。  采用永磁直驱,取消了中间的减速机、联轴器、及齿轮的传动环节,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,转矩波动显著增加,无法继续正常运行。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,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。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生转子偏心现象,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,同时因为该随动式定子结构在偏心时能继续正常工作,检修次数更少,工作时间更长,大体积球磨机检修复杂,降低检修次数就是提高生产效率。  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,除调整磨辗高度外,还增加了速度调节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机无法在低速实现大转矩输出,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,需增加软起动装置。三相感应电机起动后,通过减速器满足系统转矩需要,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,待三相感应电机达到起动条件后,软起动装置起动三相感应电机,系统运行。系统控制复杂,低速无法实现过载输出。在低速过程需要盘车系统,将转速提高到三相感应电机起动条件。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,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运行情况下进行系统维护。  (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,提高了立磨效率。在立磨扶正轴承与压力轴承上进行突破,通过设计一种双向载荷扇形模块机构替代大直径轴承,方便加工、生产、运输、装配、维修,并降低成本,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、装配维护,节省成本。均已申请专 利。

永磁直驱球磨机、立磨机

永磁直驱球磨机、立磨机

永磁直驱球磨机、立磨机

  1、技术背景  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、运行维护工作量大等问题。  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、立磨机采用永磁直驱电机,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,做成直驱方案,能直接满足荷载的需求,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,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,不仅降低了加工、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,从而降低成本。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,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机。  在结构方面,本产品电机的定子采用了一种自主设计研发的随动式结构,将整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震动或偏心,定子块始终跟随转筒运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证定子与转子间的间隙恒定,电机不会发生扫膛现象,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,从而大幅降低电机永磁体用量,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。使用本产品完全不会因电机发生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合,即滚筒偏心浮动不影响滚轮贴合滚筒,保证定子、转子间隙恒定,在球磨机因装配误差、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。同时电机定子与转子间的间隙也可以做的更小,减少永磁体用量,并且因为随动式结构,电机不会发生扫膛现象。  本产品电机的定子为随动式结构,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,定子块上的弹性机构将其向上顶,保证下方定子块的滚轮依然贴合转筒外表面,使定子块跟随转筒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下的吸引力的同时,弹性机构将上方其向下压,下方定子块被转筒向下压。  本产品弹性装置的压力大小可调,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电机构成,多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。相邻随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衔接T型支撑板,用于支撑安装电机转子铁心及磁钢。  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外壳、弹性机构、弹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、采用本产品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、减速装置以及齿轮结构进行驱动。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用越来越广泛的原因。  采用永磁直驱,取消了中间的减速机、联轴器、及齿轮的传动环节,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,转矩波动显著增加,无法继续正常运行。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,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。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生转子偏心现象,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,同时因为该随动式定子结构在偏心时能继续正常工作,检修次数更少,工作时间更长,大体积球磨机检修复杂,降低检修次数就是提高生产效率。  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,除调整磨辗高度外,还增加了速度调节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机无法在低速实现大转矩输出,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,需增加软起动装置。三相感应电机起动后,通过减速器满足系统转矩需要,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,待三相感应电机达到起动条件后,软起动装置起动三相感应电机,系统运行。系统控制复杂,低速无法实现过载输出。在低速过程需要盘车系统,将转速提高到三相感应电机起动条件。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,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运行情况下进行系统维护。  (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,提高了立磨效率。在立磨扶正轴承与压力轴承上进行突破,通过设计一种双向载荷扇形模块机构替代大直径轴承,方便加工、生产、运输、装配、维修,并降低成本,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、装配维护,节省成本。均已申请专 利。

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