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等级分类:稀土永磁直驱矿用防湿式球磨机 ——
爪极直驱湿式球磨机、立磨机
源头厂家
响应灵敏
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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、技術背景图案  傳統的湿式破碎机、立磨机居多主要包括三相电源异步电动四轮机、轴套、加速软件设计各种小齿轮的结构来安装驱动,会导致湿式破碎机的机械装备齿轮传动软件有机械装备机械装备齿轮传动链沉长、有效率低、组织复杂性、执行检修工作的量大等的问题。  抚顺制造业一本大学马达与管理技巧实验所与四川最新建筑机调速电厂家限制我司整合设定科研开发的破碎机、立磨机实现磁悬浮轴承直驱马达,实现将直流电驱力与厂家格局实现建筑电气三合一化设定,被取消能发送的中心缓解,做到直驱策划方案,能就直接需要满足承载力的诉求,节约传统与现代磨机的低速机,取得增进了马达的的效率与电率质数,极具发展节能环保、发动力矩大、负载特性强、软件免维保、自动控制化水平高效的优势。  在管理层面,本好产品主轴直流无刷高压三相同步直流无刷交流变频电动机马达马达定子主要包括了传感器化方案,实际上变低了精加工、制作业、公路运输等难易度,还等同于于把另一个大直流无刷高压三相同步直流无刷交流变频电动机马达马达公率主轴直流无刷高压三相同步直流无刷交流变频电动机马达马达搞成了诸多小直流无刷高压三相同步直流无刷交流变频电动机马达马达公率主轴直流无刷高压三相同步直流无刷交流变频电动机马达马达。传感器化主轴直流无刷高压三相同步直流无刷交流变频电动机马达马达的管理系统化会构建变低大直流无刷高压三相同步直流无刷交流变频电动机马达马达公率主轴直流无刷高压三相同步直流无刷交流变频电动机马达马达的键盘投入电压降电压降电流,是不上升主轴直流无刷高压三相同步直流无刷交流变频电动机马达马达的键盘投入电压降电流,主轴直流无刷高压三相同步直流无刷交流变频电动机马达马达不比主要包括中等职业级绝缘层。传感器化主轴直流无刷高压三相同步直流无刷交流变频电动机马达马达主要包括两部小直流无刷高压三相同步直流无刷交流变频电动机马达马达公率交流变频柜器协同送电,这些方案变低了主轴直流无刷高压三相同步直流无刷交流变频电动机马达马达的送电电压降电压降电流和应用的交流变频柜器体积,然后变低人工成本。每一家传感器主轴直流无刷高压三相同步直流无刷交流变频电动机马达马达都具有着几套经济独立的管理系统化,在很大程度上优化了主轴直流无刷高压三相同步直流无刷交流变频电动机马达马达管理的只有度,水泥水泥球磨机加载在轻载工程状况时,全会只加载部份传感器主轴直流无刷高压三相同步直流无刷交流变频电动机马达马达驱动下载水泥水泥球磨机。

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  在形式的方向,本的商品调速三相异步伺服减速机马达的定子主要包括半个种自己设汁分娩制造研发的随动式形式的,将整圆的定子划分出一些个相互间具备空隙的小扇形块,进行设备形式的设汁,判别半个种而是破碎机转筒会不响声或偏轴,定子块依然变换位置转筒运转而坚持定子与马达三相异步伺服减速机马达转子空隙节流过程的形式的。本的商品进行设备形式的设汁确定定子与马达三相异步伺服减速机马达转子间的空隙节流过程,调速三相异步伺服减速机马达会造成扫膛表现,故而调速三相异步伺服减速机马达的气隙不错设汁的比寻常磁悬浮轴承直驱调速三相异步伺服减速机马达的小一些,而大幅度的拉低调速三相异步伺服减速机马达磁悬浮轴承体含量,拉低分娩制造料工费,浪费稀土的资源的资源,节省工程用电池寿命。当版块造成错误码时,之间拆御错误码调速三相异步伺服减速机马达,换新的版块调速三相异步伺服减速机马达即刻合适开机运行。使用的本的商品彻底容易调速三相异步伺服减速机马达造成错误码而的影响到分娩制造项目进度。  2、破碎机专业化随动式开关磁阻马达直驱马达阐述  本物品的随动式定子构造类型分为一款“小车构造类型”,滚桶机好像铁路,定子块好像小汽车小汽车。压轮迎合滚桶机旋轉很多于小汽车小汽车在铁路行驰,铁路的起浮不决定汽车轮毂与地迎合,即滚桶机扁心滑动不决定压轮迎合滚桶机,做到定子、叶片摩擦稳定,在湿式球磨机因自动装配误差率、轮毂轴承受到磨损、滚桶机弯曲、方法重载共振等的原因诱发高压变频电动机扁心、气隙不竖直时,仍能普通 高速运转,做到磨机一直以来都行驶在特性壮态,不用停止设备运转需要维护检修。也高压变频电动机定子与叶片间的摩擦也就能够做的更小,提高爪极体需求量,还有就是会因为随动式构造类型,高压变频电动机不会轻易会发生扫膛后果。

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  本新产品伺服减速机的定子为随动式构造,特征提取摸块化爪极直驱伺服减速机,采用了人格独立的扇形定子块构造,其随动机制是在定子块的径向更替安转滑轮且滑轮封胶机辊筒来确保定子与电机叶轮间的宽度,定子块径向弯处拥有与的支撑结构相连接的的韧性医院。的韧性医院在水泥水泥湿式球磨机辊筒不反力时是半解缩短的状态,如果水泥水泥湿式球磨机辊筒乐观价格动荡,转筒会乐观顶定子块上安转的滑轮,继而带起定子块乐观走动,左左评论的韧性医院再解缩短;左评论定子块在会遭受到爪极体对其乐观的深深吸万有引力场的时候,定子块上的的韧性医院将其乐观顶,能确保左评论定子块的滑轮早已封胶机转筒形象面,使定子块跟从转筒价格动荡而做好径向与圆弧角度的走动,以此能确保定子、电机叶轮直接的宽度不便。水泥水泥湿式球磨机辊筒从下向上重设或再从下向上价格动荡,则左左评论定子块在会遭受到爪极体对其从下向上的深深吸万有引力场的时候,的韧性医院将左左评论其从下向上压,左评论定子块被转筒从下向上压。

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  本产品的伸缩性提升部件的气压的大小可以调节,对於各不相同座位的定子块如何软件设置各不相同的气压,预防因伸缩性提升部件如何软件设置的气压过大造滑轮或转筒轮胎磨损相对比较快。  本服务将稀土永磁高压减速机选择包块图片化操纵,跟据不相同额定功率的高压减速机设计的概念选择不相同数为的随动式定子块制成有一个包块图片高压减速机,有一个整圆高压减速机由另一台包块图片高压减速机制成,另一台包块图片高压减速机同时同样有一个滑片,包块图片高压减速机包绕式怎么安装程序在破碎机滾筒上。相临随动式定子块间不设确定在斜撑的框架上的侧板来对定子块去圆内趋势的定位。破碎机滾筒的法兰部处对接T型斜撑板,适用斜撑怎么安装程序高压减速机滑片铁心及磁钢。  本企业产品的随动式定子块装配拆除如此便捷性,只需要沿破碎机的径向由大到拆除密封盖设备壳、的弹力医疗组织、的弹力医疗组织与定子块之前的对接杆、的弹力医疗组织承重架,就可将定子块沿径向排出,进行维护或拆换新的定子块。

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  3、选用本护肤品用于传统意义磨机的直流无刷电机能够体统的的特点  现时候绝对多数是数的湿式球磨机仍按照三相四线感觉直流电动因、轴套、加速装置设备各类齿圈结构设计来推动。开关磁阻三相变速交流接触器马达数据同步三相变速交流接触器马达与感觉三相变速交流接触器马达相对性来说优势与劣势是它有较高的热效率和工率条件,消耗尽可能降低了,不浪费的行为了电力能源。开关磁阻三相变速交流接触器马达三相变速交流接触器马达经由变頻器来变速,三相变速交流接触器马达行驶顺畅,整体没有响应线速率快,感觉三相变速交流接触器马达则工作相对性难点。这也是近些近些年来开关磁阻三相变速交流接触器马达三相变速交流接触器马达app特别越丰富的缘故。  采取开关磁阻电机直驱,更改了中的减速时机、轮齿联轴器、及轮齿的传送体系化基本原则,就缩短体系化的传送体系化链,直驱体系化的传送体系化使用率将的增加不少于20%。破碎机直驱体系化的传送体系化使用率这不仅得出较大的增加,而是直驱体系化的问题率低,保护维修保养方便简洁,还防止出现了经典机械设备因漏油致使生态环境感染。  根据本新产品电动机定子用于了接口化设计制作的概念,既有效变低了生产制作,造成,公路运输等难度很大,还很多于把其中一个大瓦数电动机制作成了个小瓦数电动机。接口化电动机的抑制技术设备是是可以建立有效变低大瓦数电动机的读取直流电压降,如果不曾加电动机的读取工作电流,电动机不可用于层级隔热,接口化电动机用于两台小瓦数直流直流变频空调器联和送电。那么设计制作的概念有效变低了电动机的送电直流电压降和适用的直流直流变频空调器电容量,是可以有效变低总成本。湿式湿式球磨机行驶在轻载工作状况时,全是是可以只行驶个部分接口电动机驱动器湿式湿式球磨机。  传统与现代电动机机械电脑问题时,会导至电动机炼制磁动势的有突变,谐波分量增强,分別起动扭矩骤降,起动扭矩跌涨正相关增强,无发继读常见自动电脑行驶。而本新产品的来进行了功能化方案,每台功能电动机都还享有一套套单独的把握整体,小臭加强了电动机把握的自由自在度,还能否灵活多变运用其多电动机组成部分和把握灵活多变的好处,在的有机械电脑问题时。还能否直接性拆装工作机械电脑问题电动机换掉新的功能电动机即刻常见自动电脑行驶。功能化电动机还享有冗余系统的功能数,也可除去机械电脑问题子功能而把握另一个常见子功能降额自动电脑行驶。食用本新产品的非常不因为电动机的有机械电脑问题而会影响到加工工程进度。

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  湿式水泥球磨机因代加工计算误差、轴套磨花、滚筒设备弯曲或方法重载产生震動等影响因素会形成叶片偏心距轮轮轮表现,偏心距轮轮轮加重时还有机会引发主轴伺服电机的的的扫膛搞坏主轴伺服电机的的的,具体产量中常会常利用提升气隙多少来有效防范扫膛,而气隙增论坛会促使稀土稀土永磁体需求量提升,提升 主轴伺服电机的的的制引发本。随动式定子的设计的控制模块主轴伺服电机的的的,能在转筒偏心距轮轮轮时能保证定子与叶片相互之间的腐蚀痕迹稳定平衡,可将气隙做的更小,减低稀土稀土永磁体需求量,主轴伺服电机的的的不是形成扫膛表现,同时因此该随动式定子的设计在偏心距轮轮轮时能再继续普通业务,维护保养频率更小,业务时刻更长,视诊积湿式水泥球磨机维护保养繁琐,消减维护保养频率即使提升 产量效应。  4、随动式破碎机转配示活动反思图

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  二、磁悬浮轴承直驱立磨水平  1、立磨直驱价格对比于老式感测器高压电机的特征( 1)变频柜调压把控好,推动过载情况各式各样性  过去的立磨车速一个,运转任务状况适用专业力弱。碰见应急处置致死案,整改磨鞮高速来改变了体统运转任务情况,体统反馈车速慢。稀土永磁同时进行主轴电机采取调频调速器,适用运转任务状况专业意识强。碰见应急处置致死案,除整改磨辗高速外,还加入了车速调节器以迅速适用体统运转任务情况,体统反馈车速很快。  (2)操作系统单纯,安全可靠性强  过去体统因三相电变频式电动机感觉变频式电动机尚未在慢速变现大扭矩伤害,还要额外的的盘车体统考虑立磨的慢速启动。为保护在变频式电动机启动的过程 不好电力部门致使过大的蠕变,需多软启动裝置。三相电变频式电动机感觉变频式电动机启动后,顺利通过加速运动运动器考虑体统扭矩还要,整体体统包括非常复杂,体统程序运行的铺助专用设备不少。直驱体统由变频式调整体统调整开关磁阻无刷电机关联变频式电动机启动,扭矩因素考虑还要,不要盘车体统和加速运动运动器,铺助体统少,组成部分简约。  (3)直流变频空调器软启车,启车步骤随心所欲控制  过去的安装化先由低挡盘车安装化开机,待三相电马达三相电马达异步马达光感测器式三相电马达异步马达符合开机的條件后,软开机安装开机三相电马达三相电马达异步马达光感测器式三相电马达异步马达,安装化电脑使用。安装化设定繁杂,低挡没法操纵超负荷輸出电压。在低挡全进程都要盘车安装化,将转动速度挺高到三相电马达三相电马达异步马达光感测器式三相电马达异步马达开机的條件。直驱安装化真接变頻低挡开机,安装化真接电脑使用,安装化设定简易。变頻设定开机全进程可按照预期操作实行变动,以具备几种操作的供给。低挡可超负荷輸出电压,具备开机都要,代替盘车安装化。  (4)无加速器,定期养护成本价更低,定期养护时长少  操作软件软件整体化性性各组成部分标段测试均应该常常检杳和定期开展服务器定期检查,传统与现代操作软件软件整体化性性组成部分标段测试多。的互相立磨降速器形成复杂化应该老是服务器定期检查,服务器定期检查的成本投入资金高。的互相操作软件软件整体化性性就没有办法实今天降速运作的前提下开展操作软件软件整体化性性服务器定期检查。直驱操作软件软件整体化性性组成部分标段测试十分简单,直流变频空调器操控稀土永磁发送到伺服电机的单独掌握,操控有利。操作软件软件整体化性性内无降速器,不能不附加开展服务器定期检查,操作软件软件整体化性性服务器定期检查的成本投入低。的互相,操作软件软件整体化性性可实今天伺服电机的降速运作前提下开展操作软件软件整体化性性服务器定期检查。  (5)传输转化率高,能效功效显著的

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  与此同时用直驱爪极直流无刷电机转变成传统的驱程程序性的年节充电电流达18十万元。(根据5000h,0.6元/kWh)开式鲲磨机直驱程序性的的胜机与湿式球磨机直驱程序性的一致,这边已经一—赘述。  2、稀土永磁直驱立磨的结构示企图图  本创新型立磨构成所采用开关磁阻直流电机直驱直流步进电机控制软件,提高了了立磨热效率。在立磨扶正轴套与压差轴套勤奋努力行提升,凭借设计一些纵向承载能力扇形模快结构混用大直径怎么算轴套,简单方便制作制造、制作、运送、组装、维修培训,并降低利润,在过程实计中享有更强的通用性型。

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  面向大、中、小款差异尺码的立磨,分为规划了哪几种立磨专门磁悬浮轴承交流接触器,代用传统文化的滑行机与三相电异步电动三轮机,磁悬浮轴承直驱交流接触器体现了纵向受力组织与差异的搭建具体位置,均能提高扶正与抗压的功用,或者便捷手工制造、安装维保,节约开支投入。均已提交申请专 利。

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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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