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总类:爪极直驱矿井破碎机 ——
磁悬浮轴承直驱破碎机、立磨机
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  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、水平情况  以往的水泥水泥球磨机、立磨机多数所采用三相电机异步电动伸缩机、轴承、减速运动装备和齿轮齿轮传动链结构设计完成win7驱动,引发水泥水泥球磨机的齿轮传动链软件系统会存在物理齿轮传动链链空泛、学习效率低、组织比较复杂、自动运行维修上班量大等事情。  抚顺化工大学时发调速电机的与控制科技钻研所与兰州感受机电设备工程专业环保设备有现平台协同设计的概念设计生产制造的湿式球磨机、立磨机参与爪极直驱发调速电机的,依据将电动式机与机械性组成参与机电设备工程专业集成化设计的概念设计,全部取消扭矩接入的两边教学环节,建成直驱设计,能会直接具备重量的标准,节约普通磨机的加速运动机,更为明显加强了发调速电机的的错误率与电率条件,具备节能技术、开启起动转矩大、电机负载功能强、软件系统免维系、自動化层面高效特点。  在掌握方便,本好产品直流减速机定子主要选择了包块化构思,这么不仅减轻了了工作、生产加工、车辆运输等游戏等级,还非常于把一位大输出马力直流减速机建成了很多小输出马力直流减速机。包块化直流减速机的掌握水平也可不可以确保减轻了大输出马力直流减速机的插入线电阻,其实不加强直流减速机的插入交流电,直流减速机并非主要选择中等职业级耐压。包块化直流减速机主要选择两台小输出马力定频器联合技术送电公司,这么构思减轻了了直流减速机的送电公司线电阻和采用的定频器电容量,进而减轻了费用。每一位包块直流减速机都兼有几套自己的掌握设计,有效的发展了直流减速机掌握的任意度,湿式湿式球磨机运作在轻载工况法时,基本也可不可以只运作位置包块直流减速机驱动器湿式湿式球磨机。

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  在框架方位,本护肤品直流无刷三相伺服高压变频电动机的定子采用好几个个多种专业化装修方案制作研发团队的随动式框架,将整圆的定子分解成若干意见个充分会有缝隙的小扇形块,进行自动化设备框架装修方案制作,来确定一个多种大多数湿式球磨机转筒是电流声或偏心轮,定子块仍旧追随转筒跑步以此保持稳定定子与三相伺服高压变频电动机定子缝隙稳定的框架。本护肤品进行自动化设备框架装修方案制作确认定子与三相伺服高压变频电动机定子间的缝隙稳定,直流无刷三相伺服高压变频电动机不太会再次会发生扫膛原因,但是直流无刷三相伺服高压变频电动机的气隙可以装修方案制作的比正规磁悬浮轴承直驱直流无刷三相伺服高压变频电动机的小越来越多,以此下跌下降直流无刷三相伺服高压变频电动机磁悬浮轴承体含量,下降生孩子成本费用,勤俭节约希土资原,绿色建筑耗电池容量。当输出模快再次会发生错误码时,一直卸下来错误码直流无刷三相伺服高压变频电动机,进行更换新的输出模快直流无刷三相伺服高压变频电动机才可以正常情况下加载。便用本护肤品充分不太会为直流无刷三相伺服高压变频电动机再次会发生错误码而影响力到生孩子施工工期。  2、湿式球磨机常用随动式稀土永磁直驱高压电机简析  本类产品的随动式定子的架构组合1种“小车的架构”,滚简设备就是公路桥工程交通,定子块就是客车。滑动封胶机滚简设备三维旋转一样于客车在公路桥工程交通行使,公路桥工程交通的跌宕起伏不干扰车轮子与室内地坪封胶机,即滚简设备轴力滑动不干扰滑动封胶机滚简设备,要确保定子、旋转叶缝隙稳态,在水泥球磨机因装配工不确定度、的轴承损坏、滚简设备塑性形变、载重车晃动等不良现象会发生马达轴力、气隙不不规则时,仍能普通 机器使用,要确保磨机依然使用在能力工作状态,无需停止设备运转后期的维修保养。同时马达定子与旋转叶间的缝隙也能做的更小,减低磁悬浮轴承体用水量,同时是由于随动式的架构,马达不是会发生扫膛不良现象。

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  本企业产品马达的定子为随动式设计,应用场景摸块化爪极直驱马达,按照单独的扇形定子块设计,其随动道理是在定子块的载荷下边使用压轮且压轮符合滾筒来判别定子与旋转叶间的间距,定子块径向两侧开设与作为支撑框架结构连结的回刚性企业。回刚性企业在水泥水泥破碎机滾筒不偏轴时居于半压解心态,比如水泥水泥破碎机滾筒向左起伏,转筒会向左顶定子块上使用的压轮,从根本上打造定子块向左联通,右左右上角回刚性企业坚持压解;左右上角定子块在感遭受爪极体对其向左的能吸地心地心引力的一起,定子块上的回刚性企业将其向左顶,维持左右上角定子块的压轮从未符合转筒表面面,使定子块跟随者转筒起伏而使用径向与圆上导向的联通,然而维持定子、旋转叶相互之间的间距未变。水泥水泥破碎机滾筒由上从下向上恢复或坚持由上从下向上起伏,则右左右上角定子块在感遭受爪极体对其由上从下向上的能吸地心地心引力的一起,回刚性企业将右左右上角其由上从下向上压,左右上角定子块被转筒由上从下向上压。

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  本物料的的弹性安装的心理学习学习压力面积可调节为,对于那些差异地理位置的定子块制定差异的心理学习学习压力,尽量避免因的的弹性安装制定的心理学习学习压力过大构成滑动或转筒磨损情况有效。  本商品将爪极减速机采取电源组件化的控制,依照区别工率的减速机制定采取区别数量的随动式定子块形成一部电源组件减速机,一部整圆减速机由两台电源组件减速机形成,两台电源组件减速机同房统一家叶轮,电源组件减速机包绕式按照在水泥破碎机滾筒上。交界随动式定子块间设立稳固在维持框架图上的挡条来对定子块去圆外中心点的行程开关。水泥破碎机滾筒的蝶阀法兰处连接T型维持板,适用于维持按照减速机叶轮铁心及磁钢。  本厂品的随动式定子块布置拆下来如此快速,只需要沿湿式球磨机的径向分别拆下来封好塑料外壳、黏性部门、黏性部门与定子块间的接杆、黏性部门支承架,就可以将定子块沿径向拖出,开展检修保养或换新新的定子块。

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  3、采用了本厂品代换过去磨机的三相电机控制器程序系统性的好处  现价段大部份数的湿式球磨机仍采用了单相磁感应开关开关电动四轮机、膜片联轴器、降速传动装置同时伞齿轮成分完成驱动器。爪极微信同步减速机与磁感应开关开关减速机比起来优劣势是它有较高的错误率和电功率质数,耗损率有效的降低了,得节约了再生能源。爪极减速机完成变频柜器完成调节,减速机加载稳定性,设计出错转速快,磁感应开关开关减速机则工作相对应难处。某些也是近来来爪极减速机利用越多越密切的情况。  采取开关磁阻电机直驱,撤销了了中央的加速运动机、轴承、及轮齿的链齿轮传动齿轮机械设备性过程,减小控制机械设备性的链齿轮传动齿轮机械设备性链,直驱控制机械设备性的链齿轮传动齿轮机械设备性有转化率将不断完善最好不要20%。水泥球磨机直驱控制机械设备性的链齿轮传动齿轮机械设备性有转化率并不是受到急剧不断完善,而是直驱控制机械设备性的出现问题的率低,运营检查维修更方便,还避免出现了老式机械设备因漏油导致场景生态破坏。  根据本新产品调频电动机定子用到了功能实用化设计的概念的,一方面大幅度大幅度大大减少了生产,制造系统,车辆等分值,还差不多于把一名大工作输出调频电动机完成了二个小工作输出调频电动机。功能实用化调频电动机的调整系统能完成大幅度大幅度大大减少大工作输出调频电动机的搜索额定电压降,然而 不增大调频电动机的搜索直流电,调频电动机无需用到高级级耐压,功能实用化调频电动机用到多个小工作输出调频器共同用电。其实设计的概念的大幅度大幅度大大减少了调频电动机的用电额定电压降和实用的调频器存储容量,因而大幅度大幅度大大减少成本费。破碎机开机加载在轻载工程状况时,全能只开机加载地方功能板块调频电动机驱动下载破碎机。  经典同步变频电动机故章时,会以至于同步变频电动机制作而成磁动势会引发轮廓,谐波成分增添,月均惯量上升,惯量下降更为明显增添,无发继读普通 运动。而本物品做了板块化装修设计,每一板块同步变频电动机都具备着有一套人格独立的抑制系统,洋洋提高了同步变频电动机抑制的优质度,都是可以借助其多同步变频电动机空间结构和抑制灵巧的优势可言,在会引发故章时。都是可以可以直接拆换故章同步变频电动机拆卸新的板块同步变频电动机可以了普通 运动。板块化同步变频电动机具备着冗余系统的板块数,也可去除故章子板块而抑制另外普通 子板块降额运动。在使用本物品根本不由于同步变频电动机会引发故章而损害到分娩总工期。

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  破碎机因工艺粗差、轴承型号轮胎磨损、滾筒塑性形变或载重生成晃动等关键因素会会发生的旋转叶弯矩症状,弯矩较为严重时一定会构成主轴调速马达扫膛破损主轴调速马达,事实的制作中常会常顺利通过增添气隙尺寸大小来防护扫膛,而气隙增会形成磁悬浮轴承体使用增添,提生主轴调速马达制构成本低。随动式定子组成部分的接口主轴调速马达,能在转筒弯矩时保证质量定子与旋转叶彼此的摩擦稳定平衡,可将气隙做的更小,减轻磁悬浮轴承体使用,主轴调速马达没有会发生的扫膛症状,与此同时毕竟该随动式定子组成部分在弯矩时能立即常规工作的中,后期的维修保养多次很少,工作的中周期更长,视诊积破碎机后期的维修保养比较复杂,削减后期的维修保养多次就是说提生的制作利用率。  4、随动式水泥球磨机装配图提示图

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  二、爪极直驱立磨技巧  1、立磨直驱对比性于传统意义传器控速电机的的优势( 1)交流变频控速掌握,实行电流过量空气系数多元化性  民俗立磨网络高速度快慢单一化的,过量空气系数适用实力差。遇见应急心梗时间,调低磨鞮长度来优化体统作业环保,体统想法网络高速度快慢慢。开关磁阻电机马达搜集电机马达按照定频可控硅调压,适用过量空气系数实力强。遇见应急心梗时间,除调低磨辗长度外,还提高了网络高速度快慢的调节以高速 适用体统作业环保,体统想法网络高速度快慢更快。  (2)模式简单的,安全性好  老式体系因单相感應调速电动机是没办法在慢速度实现了大传动比所在,还要减半的盘车体系做到立磨的慢速度发动。为衡量在调速电动机发动步骤错误电力从而造成过大的冲击力,需增长软发动传动装置。单相感應调速电动机发动后,按照缓速时器做到体系传动比还要,整体的体系组成错综复杂,体系启用的辅助工具性体统很多很多。直驱体系由交流变频有效掌控体系有效掌控磁悬浮轴承发送到调速电动机发动,传动比性做到还要,不能不盘车体系和缓速时器,辅助工具性体系少,格局单纯。  (3)直流变频器这一物件软点火,点火阶段简单因素  传统艺术体统软件软件的先由高时速盘车体统软件软件的打火,待相电压感性开关无刷无刷交流接触器可达打火必备状态后,软打火裝置打火相电压感性开关无刷无刷交流接触器,体统软件软件的运动。体统软件软件的操纵很复杂,高时速始终无法体现交流接触器负载效果。在高时速的时候必须盘车体统软件软件的,将时速提供到相电压感性开关无刷无刷交流接触器打火必备状态。直驱体统软件软件的通过直流变频器高时速打火,体统软件软件的通过运动,体统软件软件的操纵很简单。直流变频器操纵打火的时候可据现实的情况通过更改,以能够充分满足各方面情况的具体需求。高时速可交流接触器负载效果,能够充分满足打火必须,被淘汰盘车体统软件软件的。  (4)无低速器,系统系统维护成本低更低,系统系统维护三次少  软件设计各形成单位均可以往往查和死期运维,传统文化软件设计形成单位多。一起立磨降速器机构复杂化可以往往运维,运维的成本保险费用保险费用高。一起软件设计始终无法实如今的加速电脑使用的现象下去软件设计运维。直驱软件设计形成单位简单易行,定频器抑制爪极云同步交流接触器之间win7驱动,抑制省事。软件设计内无降速器,需格外去运维,软件设计运维的成本保险费用低。一起,软件设计可实如今的交流接触器加速电脑使用现象下去软件设计运维。  (5)齿轮传动使用率高,高效成效明显的

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  由此可见用直驱爪极交流电动机结合在一起传统意义驱程模式年节电量显示达18十万元。(通过5000h,0.6元/kWh)开式鲲磨机直驱模式的竞争优势与破碎机直驱模式一样,这不会再一—赘述。  2、稀土永磁直驱立磨结构类型提示图  本最新型立磨型式使用开关磁阻交流电动机直驱交流电动机驱使,提升 了立磨效应。在立磨扶正滚柱的轴承型号与重压滚柱的轴承型号努力上进行进阶,确认构思一类双边承载力扇形模块图片企业方式大内径滚柱的轴承型号,方便简洁加工分娩、分娩、输送、装配工、维修培训,并降人工成本,在公程实践中拥有太强的实用性型。

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  专门针对大、中、大中型有所区别尺码的立磨,分别是制作了五种立磨多功能爪极低速机,充当传统化的低速机与三相四线制异步电动式机,爪极直驱低速机体现了双重荷重医疗机构与有所区别的摆放地理位置,均能达成扶正与耐压的使用,同时方面生产、装配线运维,节俭料工费。均已办理专 利。

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应用范围
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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