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（qì）、减速装置以及齿轮（lún）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（wéi）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（diàn）设备有限公司联合设计研发（fā）的球磨（mó）机、立磨机采用永（yǒng）磁直驱电（diàn）机,通过将（jiāng）电（diàn）动机与机（jī）械结构进行机电一体化设计，取（qǔ）消（xiāo）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（de）减速机，显（xiǎn）著提高了电机的效率与功率（lǜ）因数，具有节能、起动转矩（jǔ）大、过（guò）载（zǎi）能力（lì）强、系统（tǒng）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，不仅降低了加工、制造（zào）、运输等难度，还相当于把一个大功（gōng）率电机（jī）做成了多个（gè）小功率电机。模块化（huà）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（liú），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（biàn）频器联合供电，这样设计降（jiàng）低了电机的供（gòng）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（dú）立的（de）控制系统，大大提升了电机控制的自（zì）由度（dù），球磨机运行在（zài）轻载（zǎi）工况时，完全可以只运行部分（fèn）模块电机驱动球磨机。　　在结构（gòu）方面，本产品电机的定（dìng）子采用了一种自主设计研发的随动式结构，将整圆（yuán）的定子分（fèn）成若干个相互存在间隙的（de）小扇形块，通过（guò）机械结构设计，确定了一种无论（lùn）球磨机转筒是否震动或（huò）偏心，定子块始终跟随转（zhuǎn）筒（tǒng）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（jì）保（bǎo）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（diàn）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（néng）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（jī）即可正常运行。使用本产品完全不会因电机发生（shēng）故障而（ér）影响到生产（chǎn）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（jié）构”，滚筒就像公路，定子块就（jiù）像汽车。滚轮（lún）贴合滚筒旋（xuán）转相当于汽车在公路行驶（shǐ），公路的起伏不影响车轮与地面贴合（hé），即滚筒偏心浮动不影响滚轮贴合滚筒，保（bǎo）证定子、转子间隙恒（héng）定，在球磨机因装配（pèi）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（tíng）机（jī）检修。同时电机定子与（yǔ）转子间的间隙也可（kě）以做的更（gèng）小，减少永磁体用量，并且（qiě）因为（wéi）随（suí）动式结构，电机不会发生扫膛现象。　　本产品（pǐn）电机的定子（zǐ）为随动式结（jié）构,基于模块化永（yǒng）磁直驱电机，采用独立的扇形定子块结构，其随动原理（lǐ）是在（zài）定子（zǐ）块的轴向两侧安装滚轮且滚轮贴合滚筒来确定定子与转（zhuǎn）子间的间隙，定子块（kuài）径向外侧设有与支撑框（kuàng）架相连的弹性机构。弹性机构在球（qiú）磨机（jī）滚筒不偏心时（shí）处于（yú）半压缩（suō）状态,如果球磨（mó）机滚筒向上波动，转筒会向上顶定子块上安装的滚轮，进而（ér）带动（dòng）定子块向上移动，上方弹性机构继续（xù）压缩（suō）;下方定子（zǐ）块在受到永磁体（tǐ）对其向上的吸引（yǐn）力的同时，定子块上的弹性机构将其向上顶（dǐng），保证下方定子块的滚轮依然贴合转筒外表（biǎo）面，使定子块跟随转筒波（bō）动而进行径向与圆周方向（xiàng）的移动，从而保证定子、转子之间的间隙不变。球磨机（jī）滚筒向下复位（wèi）或继（jì）续向下波动，则上方定（dìng）子块（kuài）在受到永磁体对其向下的吸引力的同（tóng）时，弹（dàn）性（xìng）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（kě）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（zhì）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（tóng）个数的随动式定子块构成一台模（mó）块电机，一台整圆电机由（yóu）多台模块电机构成,多台模（mó）块电机共用同一个（gè）转子，模（mó）块电机包绕式安装（zhuāng）在球（qiú）磨机滚筒上。相邻随动式（shì）定子块间设有（yǒu）固定在支撑（chēng）框架上的（de）挡板来对定子块进行圆周方向的（de）限位（wèi）。球磨机滚（gǔn）筒的法兰处衔接T型支撑板,用于支（zhī）撑安装电机转子铁心及磁钢。　　本（běn）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（dàn）性（xìng）机构与定子块（kuài）之间的连接杆、弹性机构支撑架，即（jí）可将（jiāng）定子块（kuài）沿（yán）径向（xiàng）拉出，进行检修或更换（huàn）新的定子块。　　3、采（cǎi）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（qiú）磨机仍采（cǎi）用三（sān）相感应电动机、联轴器、减速装置以及齿轮结（jié）构进行驱动（dòng）。永磁同步电机与感应电（diàn）机（jī）相比优（yōu）势是它有（yǒu）较高的效率和功率因（yīn）数，损（sǔn）耗（hào）大大降低（dī），节（jiē）约了能源。永磁电机通过（guò）变频器进行调速（sù），电机运行（háng）平稳，系统响应速（sù）度快，感（gǎn）应电机则起动相对困难。这些也是（shì）近年来永磁电机应用越来越广泛（fàn）的原因。　　采用永磁直驱，取消了中间的减速机（jī）、联轴器、及齿轮的（de）传动环节，缩短系统的传动链（liàn），直驱系（xì）统的传动效率将提升至少20%。球磨机直驱系统（tǒng）的传动效率不仅得到大幅提升，而且直（zhí）驱系统的故障率低（dī），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（chǎn）品电机定子采（cǎi）用了模块化设（shè）计，不仅降低了（le）加工，制造，运输（shū）等难度，还（hái）相当于把（bǎ）一（yī）个大功率电机做成了多个小（xiǎo）功率电机。模块化（huà）电机（jī）的控制技术可以实现降低大（dà）功率电机的输入电压（yā），但是不增加电（diàn）机的输入电流，电机（jī）不必采用高等级（jí）绝缘，模块化电（diàn）机采用（yòng）多台（tái）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（shǐ）用的变频器（qì）容量，从而降低成本。球磨机运行在轻载工况时,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，会（huì）导致电机合成磁动势（shì）发生（shēng）畸变（biàn），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（diàn）机控制的自由度,可以利用其多电机结（jié）构和控制灵活的优势，在发（fā）生（shēng）故障时。可以直接拆卸故障电机更换新的模块（kuài）电机即可正（zhèng）常运行。模块化电机（jī）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（pǐn）完全不会因电（diàn）机发生故障而影（yǐng）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（chǎn）生震动等因素会发生转子偏心现象，偏心严（yán）重时还会造成电机扫膛损坏电机，实际生产（chǎn）中（zhōng）常常通过增加气（qì）隙大小来预防扫膛，而气隙增大（dà）会导致永磁体用量增加，提高电机制造成本（běn）。随动式定子结构的模块电机，能在转筒偏心（xīn）时保证定（dìng）子与转子之间的间隙恒定，可将气（qì）隙做（zuò）的更小，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子结构在偏心时能继续正（zhèng）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杂，降低检修次数就是提高生产效率（lǜ）。　　4、随动式球磨机装配示（shì）意图　　二、永磁直（zhí）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（sù）度单一，工况适应（yīng）能力差（chà）。遇到突发事件，调整磨鞮高度（dù）来改变系统（tǒng）工作环境，系统反应速度慢（màn）。永磁同步电机采用变频调（diào）速，适应工况能力强。遇到突发事件（jiàn），除调整磨辗高度外，还增加（jiā）了速度调节以快速适应系统工作（zuò）环境，系统反应速度更快。　　(2）系统（tǒng）简单,可靠性高　　传统系统因（yīn）三相感应电机（jī）无法在低速实现大（dà）转矩输出（chū），需（xū）要（yào）额外的盘车系统满（mǎn）足立磨的低速（sù）起动。为保（bǎo）证在电（diàn）机起动过程不对电网造成过大的冲（chōng）击，需增（zēng）加软起（qǐ）动装置（zhì）。三相感（gǎn）应电机起动后，通过减速器满足系统转矩需要，整个系统构（gòu）成（chéng）复杂，系统运行的（de）辅助设备很多（duō）。直驱系（xì）统由变频控制系统控制永（yǒng）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（fǔ）助系统少，结构简单。　　(3）变（biàn）频器软起动，起动（dòng）过程随意（yì）设定　　传统系统先由低速盘车系统起动，待三（sān）相感应电机达到（dào）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（chéng）需要盘车系统，将转速提高到三相感应电机起动条件（jiàn）。直驱系统直接变频低（dī）速起动，系统直接运行，系统控制简（jiǎn）单（dān）。变频控制起（qǐ）动（dòng）过程可根据实际工况进行调整，以满足（zú）各种工（gōng）况的需求。低速可过载输出，满足（zú）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（gè）构成单元均需要时常检查和定期维护，传（chuán）统系统构成单元多。同时立磨减速器（qì）结构复杂需（xū）要经常（cháng）维护，维（wéi）护成本费用高。同时系（xì）统无法实现在（zài）低速运（yùn）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（jī）低（dī）速（sù）运行情况下进行系统维护。　　(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年节电量达181万（wàn）元。（按照5000h,0.6元（yuán）/kWh）立（lì）式鲲磨机直驱系统的（de）优势与球磨（mó）机直（zhí）驱系统相同，这（zhè）里不再一—赘述。　　2、永（yǒng）磁直驱立磨（mó）结（jié）构示意（yì）图　　本新型立磨结构采用（yòng）永磁直驱电机驱动,提高（gāo）了立（lì）磨（mó）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（zhǒng）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（yǒu）很强的实用型。　　针对大、中、小型不同尺寸的（de）立磨，分别设计（jì）了三种立（lì）磨专用永磁电机，代替传统的减速机（jī）与三相异（yì）步电动机，永磁直驱电机具有（yǒu）双向载荷机构与不同的放置位置，均能达到扶正（zhèng）与承压（yā）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（shù）背（bèi）景（jǐng）　　传统的球磨机、立磨机大都采用三相（xiàng）异步电（diàn）动机、联轴器、减速（sù）装置以及齿轮结构进行驱动，导致球磨机的传动（dòng）系统存在机械传动链冗长、效率低、机（jī）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（hé）南（nán）全新机电设（shè）备（bèi）有限公司联合设计研（yán）发的球磨（mó）机、立磨机采用永磁（cí）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（zhōng）间环节，做成直驱方案，能直接满足荷载的需求，省（shěng）去传（chuán）统磨机的减速机，显著提高了电机的效率（lǜ）与功率因数，具有节能、起（qǐ）动转矩大（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,本产品电机（jī）定子采用了模块化设计，不仅降低了加（jiā）工、制造、运输等难（nán）度，还（hái）相当于把一个大功率电机做成了多个小功率电（diàn）机。模块化电机的（de）控制技术可以实现降低大（dà）功率电机的输入电压，但是不增（zēng）加电机的输入电流，电机不必采用高等级绝缘。模（mó）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（diàn）机的供（gòng）电电压（yā）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（zhì）系统，大大提升了电机控制的（de）自由度，球磨机运（yùn）行在轻载工况时，完（wán）全可以（yǐ）只（zhī）运行部分模（mó）块电机驱（qū）动球磨机。　　在结构方面，本产品电机的定（dìng）子采用了一种自主设（shè）计研发的随动式结构，将整圆的定子分成若干个相（xiàng）互存（cún）在间隙的小扇形块，通过机械结（jié）构设计，确定了一种（zhǒng）无论球磨机转筒是否震动（dòng）或偏心，定子块始终跟随转筒运动从而保持定子与转（zhuǎn）子间（jiān）隙恒定的结构。本产品通过机械结构设计（jì）保证定子与转子间的间隙恒定，电机（jī）不会发生扫膛现象，因此电机的气隙可（kě）以设计的比（bǐ）普通永磁直驱电机的小很多，从而大幅降低电机（jī）永磁体用量（liàng），降低生产成本，节约稀土资（zī）源，节能用电量。当模块发（fā）生故障时，直接拆卸故障电（diàn）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（ér）影响到生产（chǎn）工期。　　2、球磨机专用随动式永磁直驱电机概（gài）述（shù）　　本产品的随动（dòng）式定子结构构成一种“小车结构”，滚筒就像公路，定子块就像（xiàng）汽车。滚轮贴合滚筒旋转相当于（yú）汽车在公路行驶，公路的起伏（fú）不影响车轮与地面贴合（hé），即（jí）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，在球磨机因装配误差、轴承磨损、滚筒形变、重载震动等原因造成（chéng）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（jī）检修。同时电机定子与转子间的间隙也可以做的（de）更小，减少（shǎo）永磁体用量，并且因为（wéi）随动式（shì）结构（gòu），电机不会发生扫膛现象（xiàng）。　　本产品电机的定子为随动式结构,基于模块化永磁（cí）直驱电（diàn）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（jiān）隙，定子块径向外侧设有与支撑框架相连的弹性（xìng）机构。弹性机构在球磨机滚（gǔn）筒不偏心时处于半压缩状态,如果球磨机滚筒向上波动，转筒会向上顶定子块上安（ān）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（zài）受到永磁体对（duì）其向上的吸引力的同时（shí），定子块（kuài）上的弹性机（jī）构将其向上顶，保证下方定子（zǐ）块（kuài）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（xì）不变（biàn）。球磨机滚筒向下复位或继续向下波动（dòng），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（qí）向下压,下方定子块被转（zhuǎn）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（zǐ）块设置不同的压（yā）力,避免因弹性装置设置（zhì）的压（yā）力过大造成滚轮或转（zhuǎn）筒（tǒng）磨损较（jiào）快。　　本产品将永磁（cí）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（shù）的随动式（shì）定子块构成一台模块电机，一台整（zhěng）圆电机由多台模块电机构成,多台模块电机共用同一个（gè）转子，模块电机包绕式安装在球磨机滚筒上。相（xiàng）邻（lín）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（xiàn）位。球磨机滚筒的法兰处衔（xián）接T型支撑（chēng）板,用于支撑安（ān）装电机转子铁心及磁钢。　　本产品的随动式定子块（kuài）安装（zhuāng）拆卸十分便捷，只需要沿球磨机的径向依次拆卸密封外（wài）壳、弹性机构、弹性机构与定子块之间的连接杆（gǎn）、弹性机构支撑架，即可将定子块沿（yán）径向（xiàng）拉出，进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的优点　　现阶段（duàn）大多数的球磨机（jī）仍采用三相感应（yīng）电动（dòng）机、联轴器、减速装置以及齿轮结（jié）构进行驱动（dòng）。永磁同步电（diàn）机与感应电机相比优势是（shì）它有较高的效（xiào）率和功率因数，损耗（hào）大大降低，节约了能（néng）源。永磁电机通过变频器（qì）进行调速，电机运行平稳，系统响应速度（dù）快，感应电机则起动相对困难。这些也是近年来永磁电机应用越来越广泛的原因（yīn）。　　采用永磁直驱，取（qǔ）消了中间的减速机（jī）、联轴器、及齿轮的传（chuán）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（jī）直驱系统的传动效率不仅得到大幅提（tí）升，而且直驱系统的故障率低，维护检修方（fāng）便，还避免了传（chuán）统设备因漏（lòu）油造成环境（jìng）污染。　　由于本产品电（diàn）机定子（zǐ）采用了模块化（huà）设计，不仅降低了加工，制造，运输等（děng）难度，还相当于把一个大功率电（diàn）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（jiàng）低大功率电机的输入电压，但是不增加电机的输入电（diàn）流，电机不必采（cǎi）用高等级绝缘，模块化电机采用多台小功（gōng）率变频器联合供电。这样设计降低了电机的供（gòng）电电压和使用的变频器容量，从而降低成本（běn）。球磨机运行（háng）在轻载工况时,完（wán）全可以只（zhī）运（yùn）行（háng）部分模块（kuài）电机驱动球磨（mó）机。　　传统电机故（gù）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（jǔ）下降，转矩波动显著（zhe）增加（jiā），无法继续正常（cháng）运行。而本产品进行了模块化设计，每个模块（kuài）电机都具有一套独立的控（kòng）制系统（tǒng），大大提升了电（diàn）机控制的自由度,可（kě）以利用其多电机结构和控制灵活的优势，在发生故障（zhàng）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（jī）具有冗余的模块数，也可切除（chú）故障子模块而控制其余正（zhèng）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（qiú）磨机因加工误差、轴承（chéng）磨损（sǔn）、滚筒形变或重载产生（shēng）震动等因素会发生转子偏心现（xiàn）象，偏心严重时还（hái）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（diàn）机制（zhì）造成本。随动式定子结（jié）构的（de）模块电机，能在转筒偏心时保证定子（zǐ）与转子之间的间隙（xì）恒定，可（kě）将气隙做的更小，减少永（yǒng）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（jié）构在偏（piān）心时能继续正常工作（zuò），检修（xiū）次数更少，工作时间更长，大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（dòng）式球磨机装配示意图　　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（de）优点( 1）变频调速控制，实现负（fù）载工况多样性　　传统立磨速度单一，工况（kuàng）适应能力差。遇到突发事件，调整磨鞮高度（dù）来改变系统工作环境，系统反应速度慢。永（yǒng）磁（cí）同步电机采用变频调速，适应工况能力强。遇到突发事件（jiàn），除调整磨辗高度外，还增（zēng）加了速（sù）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（tǒng）系统因三相感（gǎn）应电机无法在低速（sù）实现大转矩输出，需要额外的（de）盘（pán）车系统满（mǎn）足立磨的低速（sù）起动。为保证在电机起动过程不对电（diàn）网造成过大的冲（chōng）击，需增加软起动装置。三相感应电机（jī）起（qǐ）动（dòng）后，通过减速器满足系统转矩需要，整个系统构（gòu）成（chéng）复（fù）杂，系统运（yùn）行（háng）的辅助设备很多。直驱系统由（yóu）变频控制系统控制永磁同步电机（jī）起动，转矩特性满足需要，无（wú）需盘车系统（tǒng）和（hé）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（tǒng）系（xì）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（zhuāng）置起动（dòng）三相感应电机，系统运行。系统控制复（fù）杂，低速无法实现过载输出。在（zài）低速过程需要盘车系（xì）统，将（jiāng）转速提高到三相（xiàng）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（tǒng）控（kòng）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（xū）求。低速可过载输出，满足起动需要，取代盘（pán）车系统。　　(4）无减速器，维护成（chéng）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）统系统构成单元多。同时立（lì）磨减速器（qì）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（dān），变（biàn）频器控制永磁同步电（diàn）机直（zhí）接驱动，控制方便。系统内无减速器，无需额外进行维护（hù），系统（tǒng）维护成本低。同时，系统可实现在电机低速运行情况下进（jìn）行系统维护。　　(5）传动效率高,节能效果明显（xiǎn）　　综上（shàng）采用直驱永磁电机取代传统驱动（dòng）系统年节电量达181万元。（按照5000h,0.6元/kWh）立式鲲磨机直驱（qū）系统（tǒng）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（cǎi）用永磁直驱电（diàn）机驱动,提高了立磨效率。在（zài）立（lì）磨扶正（zhèng）轴承与压力轴承上进行突（tū）破（pò），通过设计一种（zhǒng）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（zhuāng）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（xíng）不（bú）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（chuán）统的减速机与三相异步电动（dòng）机，永磁直驱电机具有双向载荷机构与不同的放（fàng）置（zhì）位置，均能达到扶正与承（chéng）压（yā）的作用，并（bìng）且（qiě）方（fāng）便制造、装配维护，节省成（chéng）本。均已申请专 利。

　　1、技术背景　　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（gòu）进行驱（qū）动，导致球（qiú）磨机的传动系统存在机械传动链冗（rǒng）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（shè）备有限（xiàn）公司联合设计研发（fā）的球磨机、立磨机采用永磁直驱电机（jī）,通过将电动机与机械结构进行机电一体（tǐ）化设计，取消动力传输的中间环节，做成直驱方（fāng）案，能直接（jiē）满（mǎn）足（zú）荷载的需求（qiú），省去传统磨机的减速（sù）机，显著提高了电机的效率与（yǔ）功率因数，具有节能、起动转矩大、过载能力强、系（xì）统免维护（hù）、自动（dòng）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（jiā）工、制造（zào）、运输等难（nán）度，还相（xiàng）当于把一个大（dà）功率电机做成了多个小功率（lǜ）电机。模块化电机（jī）的控制技（jì）术可以实现降低（dī）大功率电（diàn）机的输入电压（yā），但是不增加电（diàn）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（yàng）设计降低了电机的供电电压和使用的变频器（qì）容量，从（cóng）而降（jiàng）低成本。每个模块电机都具有一套独立的（de）控制系统，大大提升了（le）电机控（kòng）制的自由（yóu）度，球磨机运行在轻载（zǎi）工况时，完全可以只（zhī）运行（háng）部分模块电机（jī）驱动（dòng）球磨机。　　在结构方面，本产品电机的（de）定子采（cǎi）用了一种自主设计研（yán）发的随动式（shì）结构，将整圆的定子分成若干个相互存在间隙的小扇形块（kuài），通（tōng）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（gēn）随转筒运动从而保（bǎo）持（chí）定子与转子间隙恒定的结构。本产品通（tōng）过机械结构设（shè）计保证定子与转子间（jiān）的间隙恒定，电机不会发生扫膛（táng）现象，因此电机（jī）的（de）气隙可以设计的比普通永磁直驱（qū）电机的小很多，从而大幅降低（dī）电机永（yǒng）磁体用量，降低（dī）生（shēng）产成本，节约（yuē）稀土资（zī）源，节能用电（diàn）量。当（dāng）模（mó）块发生故（gù）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（pǐn）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（dòng）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（qì）车在（zài）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（tǒng），保证（zhèng）定（dìng）子、转子间隙（xì）恒定，在球磨机因装配误差、轴承磨损、滚筒形（xíng）变、重载震动等原因造（zào）成电机偏心、气隙不均匀时，仍能正常（cháng）运转，保证磨机始终运行（háng）在（zài）性能状态，不（bú）必停机检修。同时电机定子（zǐ）与转子间的间隙（xì）也可以做的（de）更小，减少永磁体用量，并且（qiě）因为随动式（shì）结构，电机（jī）不会发生扫膛现象。　　本产品（pǐn）电机的定子（zǐ）为随动式（shì）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（gǔn）轮贴合滚筒来确定（dìng）定子与转子间的（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筒（tǒng）不偏（piān）心时处于半（bàn）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（ān）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引力的同时，定子块上的弹（dàn）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（gēn）随转筒（tǒng）波动而进行径向与圆周方向（xiàng）的移动，从而（ér）保证（zhèng）定子、转子之间的间隙不变。球磨机滚（gǔn）筒向（xiàng）下复位或继续向下波动，则上方定子块在受到永磁体对（duì）其向下的吸引力的同时，弹性机构将上方其向下压,下（xià）方（fāng）定子块被（bèi）转筒向下压。　　本产品弹性（xìng）装置的压力大（dà）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（zhì）的（de）压力（lì）过大造（zào）成滚轮或转筒磨损较（jiào）快。　　本产品将永磁电机（jī）采（cǎi）用（yòng）模块化控制，根据不同功率的电机设（shè）计采用不同（tóng）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（kuài）电机共用同一个（gè）转子，模块电机包绕式安（ān）装在球磨机滚筒（tǒng）上。相邻随动式定子块间设（shè）有固定在支（zhī）撑框架上的挡板来对定子块（kuài）进行圆周方向的限位。球磨机滚筒的法（fǎ）兰处衔接（jiē）T型支撑（chēng）板,用于支撑安装电（diàn）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（yī）次拆卸密封（fēng）外壳、弹性机（jī）构、弹性机构与定子块之间的连接杆、弹性（xìng）机构支（zhī）撑架，即可将（jiāng）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（duàn）大多数的球磨机仍采用三相感应（yīng）电动机、联轴器、减速装（zhuāng）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（yǒu）较高的效率和功率因数，损耗大大降低（dī），节约了能源。永磁电机通过变频（pín）器进行调速，电（diàn）机运行平稳，系统响应速度快，感应电（diàn）机则起（qǐ）动相对困（kùn）难（nán）。这些也（yě）是近年来永磁电（diàn）机应用（yòng）越来越广泛的原因。　　采用（yòng）永磁直驱，取消了中间的减速（sù）机、联轴器、及齿轮的传动（dòng）环节，缩短系统的传动链，直驱系统的传（chuán）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（fú）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）设备因漏油造成环境（jìng）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（zhì）造（zào），运（yùn）输等难度，还相当于把一个（gè）大功率电机做成了多个小功率（lǜ）电（diàn）机。模（mó）块化电机的（de）控制技术可（kě）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（rù）电流，电（diàn）机不必采用高等级绝缘，模块化（huà）电（diàn）机采用多（duō）台小功率变频器联合（hé）供电。这样设（shè）计降（jiàng）低了电机的（de）供电电压和使用的变频器容（róng）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（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（xià）降，转矩波动显著增加，无（wú）法继续正常（cháng）运行。而本（běn）产品进行了模块化设（shè）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（gòu）和控（kòng）制灵活的优势，在发生故障时（shí）。可以直接拆卸故障电机更换新（xīn）的模块电机即可正常运（yùn）行。模块化电机具有冗余的（de）模块数，也可切除故障子模块而控制其余（yú）正常子模块降额运行。使用本产品完（wán）全不会（huì）因电机发生故障而影响到生产（chǎn）工期。　　球磨机因（yīn）加工误差、轴承磨损、滚筒形变或重载产（chǎn）生震动等（děng）因素会发生转子（zǐ）偏心现象，偏心严重时还会造成电机扫膛损坏电机（jī），实际生产中常常通过增加气隙大小来预防扫膛（táng），而气隙增大会导致永磁体用量增（zēng）加，提高电机制造成本。随（suí）动式定子结（jié）构的模块电机，能在转筒（tǒng）偏（piān）心时（shí）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（tǐ）用量，电机不会发生扫膛现象，同时因为该随动式（shì）定子结（jié）构在偏心（xīn）时（shí）能继续（xù）正常（cháng）工作，检修次数更少，工（gōng）作时间更长，大体（tǐ）积球（qiú）磨（mó）机检修复杂，降低检（jiǎn）修次数就（jiù）是提高生产效率。　　4、随动（dòng）式球磨（mó）机装配示意图　　二、永磁直驱立磨（mó）技术　　1、立磨直驱对比于传统感应电机（jī）的优点( 1）变频调速控制，实现负载工况多样性　　传统（tǒng）立磨速度单一（yī），工况适应能力差。遇到（dào）突发（fā）事件，调整磨鞮高（gāo）度来改变系统（tǒng）工（gōng）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（shì）件，除调整磨辗高度外，还（hái）增加了速度调节以快速适（shì）应系统（tǒng）工作环境，系统反应速度更快。　　(2）系统简单（dān）,可靠性高　　传统系统因三相感应电机无法在低速实现大转（zhuǎn）矩输出，需要额外（wài）的盘车系统（tǒng）满足立磨的低速（sù）起动。为保证在（zài）电机起动过程不对电网造（zào）成过大的冲（chōng）击，需增加软（ruǎn）起（qǐ）动装置。三（sān）相感应（yīng）电机起动（dòng）后，通过减速器（qì）满（mǎn）足系统转矩需要，整个系统构（gòu）成复杂，系统运行（háng）的辅（fǔ）助设备很多。直驱系（xì）统由变频控（kòng）制系统控（kòng）制永磁（cí）同步电（diàn）机起动，转矩特性满足需要（yào），无需盘车系统和减（jiǎn）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（shè）定　　传统系统先由低速盘车系统（tǒng）起（qǐ）动，待三相（xiàng）感应电机达到起动（dòng）条件后，软起动装置起动三相感应（yīng）电机，系统运行。系统控（kòng）制复杂，低速无法实现过载输出。在低速过程需（xū）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（dòng），系统直接运（yùn）行，系统（tǒng）控制简单。变（biàn）频控制起动（dòng）过程可根据实际工况进行调整，以满足各种工况的需求（qiú）。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（chéng）单元均需（xū）要时常检查和定期维护，传统（tǒng）系统构成单元多。同时立磨（mó）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（yùn）行的情况（kuàng）下进行系统维护。直驱（qū）系统（tǒng）构成单元简单，变频器控制永磁同步电机直接驱（qū）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（dī）。同时，系统可实现在（zài）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（cǎi）用直驱（qū）永磁电机取代传统驱动（dòng）系统（tǒng）年节电（diàn）量达181万元。（按（àn）照5000h,0.6元/kWh）立式鲲磨（mó）机直驱系统的优势与球磨（mó）机直驱系统相同，这里不（bú）再一—赘述（shù）。　　2、永磁直驱（qū）立磨结构示意图　　本（běn）新（xīn）型立磨结构采用永（yǒng）磁直驱电机驱动,提高了立（lì）磨效率。在（zài）立磨扶（fú）正轴承与压力轴承上进行突破（pò），通过（guò）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（jù）有很强（qiáng）的实用型（xíng）。　　针对（duì）大、中（zhōng）、小型不同尺寸（cùn）的立磨，分别设计了三种（zhǒng）立磨专用永磁电机，代替（tì）传统的减速机与三（sān）相异步（bù）电动机，永磁直驱电机具有双向载荷机构与不同（tóng）的放置位置，均能（néng）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（yǐ）申请专 利。

　　1、技术背（bèi）景（jǐng）　　传统的球磨机、立磨机大都采用三相（xiàng）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（de）传动系统存（cún）在机械传动链冗长（zhǎng）、效率低、机构复杂、运（yùn）行维护工作量大等（děng）问（wèn）题。　　沈阳工业大学（xué）电机（jī）与控制技术研究所与河南全新机电（diàn）设备有限公司联合设计研发（fā）的球磨机、立磨机采用（yòng）永磁直驱（qū）电机,通过将电动（dòng）机与机械结构进行机电一体化（huà）设计，取消动力传输的中间环节（jiē），做成直（zhí）驱方案，能直接满足荷载的需（xū）求，省去传统磨机的减速机，显著（zhe）提高（gāo）了电机的效率（lǜ）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（huà）程度高等优点。　　在控（kòng）制方面,本（běn）产品电机定子采用了（le）模块化（huà）设计，不（bú）仅降低了加工、制造、运输等难度，还相（xiàng）当于把一个大（dà）功率电机做成了多个小功（gōng）率电机。模块化电机的控制技（jì）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（zhè）样（yàng）设计降低了电机的供电电压（yā）和使用的变频器容量，从而降低成本。每个模块（kuài）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自由（yóu）度，球磨机运行在轻载工（gōng）况时，完全可以只运行部分（fèn）模块电机驱（qū）动球磨机。　　在（zài）结构方面，本产品电机的定子采用了一种自主设（shè）计研发的随动式结构，将整圆的定（dìng）子分成若干个相互存在间隙的小（xiǎo）扇形块（kuài），通过机械结构设计（jì），确定了一种无论球磨机转筒是（shì）否震（zhèn）动或偏心，定子（zǐ）块始终跟随转（zhuǎn）筒运动从而保持（chí）定子与（yǔ）转子间（jiān）隙恒定的结构。本产品通过机械结构设计保证（zhèng）定子（zǐ）与（yǔ）转子间的间隙恒定，电机（jī）不会发生扫膛现象，因此电机的气隙可以（yǐ）设计的比（bǐ）普通永磁直驱电机的小很多（duō），从而大幅降低（dī）电机永磁（cí）体用量，降低生产成本，节约稀土（tǔ）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（mó）块电机即可（kě）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）机专用随（suí）动式永磁直（zhí）驱电机（jī）概（gài）述　　本（běn）产品的（de）随动式定（dìng）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（hé）滚筒旋转相当于汽车（chē）在公路行驶，公路的起（qǐ）伏不（bú）影响车轮与（yǔ）地面贴合，即滚筒（tǒng）偏心浮动不影响滚轮贴合滚筒（tǒng），保证定子、转子（zǐ）间隙（xì）恒定，在球磨机因（yīn）装配误差、轴承磨损（sǔn）、滚筒形变（biàn）、重载（zǎi）震动等原因造成电机偏心、气隙不均匀时，仍能正常运（yùn）转，保证磨机（jī）始终运行在性能（néng）状态，不必（bì）停机（jī）检修。同时（shí）电机定子（zǐ）与转子间的间隙也可以做（zuò）的更小，减少永（yǒng）磁（cí）体用量，并（bìng）且因为随动式结（jié）构（gòu），电机不会发生扫膛（táng）现象。　　本产（chǎn）品电机的定子为随动式结（jié）构,基于模块化永磁直（zhí）驱电机，采用（yòng）独（dú）立的扇形定子块结构，其随动（dòng）原理是在定子块的轴向两侧安装滚轮且滚轮贴合滚筒来（lái）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（lián）的弹性机构。弹性机构在（zài）球磨（mó）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（shàng）安装的滚轮（lún），进（jìn）而带动定（dìng）子块向上移动，上方弹性机构继续压缩;下方定（dìng）子块在受到永磁（cí）体对其向上的吸引力的同时（shí），定子块上的弹性机构将其向上顶，保证下方定子块（kuài）的滚轮依然贴（tiē）合转筒外表（biǎo）面，使定子块跟随转筒（tǒng）波动（dòng）而进行径（jìng）向与圆周方向的移动，从而保证定子、转子之间的间隙（xì）不变。球磨机滚筒向下复位（wèi）或继续向下波动（dòng），则上（shàng）方定子块在受到永磁体对其向下（xià）的吸引力的同时，弹性机（jī）构将上方其向下压,下（xià）方定子（zǐ）块被（bèi）转筒向（xiàng）下压。　　本产品弹性装置的（de）压力（lì）大小（xiǎo）可调，对于不同（tóng）位置的定子块设置不同的（de）压力,避免因（yīn）弹性装（zhuāng）置设置的压（yā）力过大造成滚轮或转筒磨损较快。　　本产品将永（yǒng）磁电机采（cǎi）用模块化控制，根据不同功率的（de）电机设计采用不同个数的（de）随动式定子块构成一台模块（kuài）电机，一台整圆电机由多（duō）台模（mó）块（kuài）电（diàn）机构成,多台模（mó）块电（diàn）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（yuán）周方向的限位。球磨机滚（gǔn）筒的（de）法兰处衔接T型支撑板,用于支（zhī）撑安装电机转子铁心（xīn）及磁钢。　　本产品的（de）随动式定子块安装拆（chāi）卸十分便捷，只需要沿球磨机的径向依（yī）次拆卸密（mì）封外壳、弹性机构、弹性机构与（yǔ）定（dìng）子块之间（jiān）的连（lián）接杆、弹性机构支撑架，即（jí）可将定子（zǐ）块沿径向拉（lā）出（chū），进（jìn）行检修或（huò）更（gèng）换新的定子块。　　3、采用本产品代（dài）替传（chuán）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（diàn）动机、联（lián）轴器、减速装置以及齿轮结（jié）构（gòu）进行驱动。永磁同步电机与感应电机相比优势是它有较（jiào）高的效率和功率（lǜ）因数，损（sǔn）耗大大降低，节约了（le）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（yuè）广泛的原因。　　采用永磁直驱（qū），取消了中间（jiān）的减速机、联轴器、及齿轮的传动环节，缩短系统的（de）传动链，直驱系统的传动效率将提升至少20%。球磨机直驱（qū）系统的传动效率不仅得到大（dà）幅提升，而且直驱系统（tǒng）的故障率（lǜ）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（běn）产品电机（jī）定子采用了模块（kuài）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（zhì）技术（shù）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），电机不必采用高等级（jí）绝缘，模块化电机采用多台小功率变频器联合供电（diàn）。这（zhè）样设计降低了电机的（de）供电电压和使用（yòng）的（de）变（biàn）频器容量，从（cóng）而降低成本（běn）。球磨机运行在轻载工况时（shí）,完全（quán）可以只运行部（bù）分模块电机（jī）驱动球磨（mó）机。　　传（chuán）统电机故障（zhàng）时（shí），会（huì）导致电机合成磁动势发生畸变，谐波含量增加（jiā），平均转矩下降，转矩波动显（xiǎn）著（zhe）增加，无法继续正常（cháng）运（yùn）行。而本产品进行了模块化设计，每个模块电机（jī）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（shēng）故障时（shí）。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（diàn）机（jī）具（jù）有冗余的模块数，也可（kě）切除（chú）故障子模块而控制其余正常子（zǐ）模块降额运行。使用本产品完（wán）全不会因电机（jī）发生故障而影响到生产工期。　　球磨机因（yīn）加（jiā）工误差、轴（zhóu）承磨损、滚（gǔn）筒形变或重载产生震动等因（yīn）素会（huì）发生转子偏心现象，偏心严重时（shí）还会造成电机扫膛损坏电机，实际生产中（zhōng）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（gāo）电机制造成本。随（suí）动式定子结构的模块电机，能在转（zhuǎn）筒偏（piān）心（xīn）时保证定（dìng）子与转子之间的间隙（xì）恒定（dìng），可（kě）将气隙做的更小，减少永磁体用量（liàng），电机不会发生扫膛现象，同（tóng）时因（yīn）为该随（suí）动式定子结构在偏心时能继续（xù）正常工作，检修次数更少，工作时间更长，大体（tǐ）积球磨机检修复杂，降低检修次数就是提高生（shēng）产效率。　　4、随动式球磨机（jī）装配示意（yì）图　　二、永磁（cí）直驱立磨技术　　1、立磨直驱对比（bǐ）于传（chuán）统感应电机的优（yōu）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（néng）力差。遇到突（tū）发事件，调整磨鞮高度来改（gǎi）变系统工作环境，系（xì）统反应速度慢。永磁同步电机采用（yòng）变频调速，适（shì）应工况（kuàng）能力强。遇到突发事件，除调整磨辗高度外，还增加了速度（dù）调节以快速适应系统工作环境，系统反（fǎn）应速度更快。　　(2）系统简单,可靠性高　　传统系（xì）统因三相感应电机无法在低速实（shí）现大转矩输出，需要额外的盘车系统满足立磨的低速（sù）起动。为保证在电机起动过程不对电网造成过大的冲击，需（xū）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（xì）统由变频控制系统控制永磁同步电（diàn）机起动，转（zhuǎn）矩特性满足需要，无需（xū）盘车（chē）系统和减（jiǎn）速器，辅助系统（tǒng）少，结构简单。　　(3）变频器（qì）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（sān）相（xiàng）感应电机（jī）达到起动条件后，软起（qǐ）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（sù）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（shí）际工况（kuàng）进行调整，以满足各种工况（kuàng）的需求。低速可过载输出，满足起动需要，取代盘车（chē）系统。　　(4）无（wú）减速器（qì），维护成（chéng）本更低,维护次数少　　系统各构成（chéng）单元均需要时常检查和定期维护，传统系（xì）统构成单元多。同时立磨（mó）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（háng）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（tóng）步电机（jī）直接驱动，控制方便。系统内无减（jiǎn）速器（qì），无需额外进行维（wéi）护，系统维护成本低。同时，系统可实现在电机低速运行（háng）情（qíng）况下进行系统维护。　　(5）传（chuán）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（àn）照5000h,0.6元/kWh）立式鲲磨机（jī）直驱系统的优势与球磨（mó）机直驱系统相同，这里（lǐ）不再（zài）一—赘述。　　2、永磁直驱立磨结（jié）构示意（yì）图　　本新型立磨（mó）结构采用永磁直（zhí）驱电机驱动,提高了立磨效率（lǜ）。在立磨扶（fú）正轴承与压力轴承上进行突破，通过设计一种（zhǒng）双向载荷扇（shàn）形模块机构替代大直径轴承，方便加工、生产、运输（shū）、装配、维修，并降低成本,在工程实际（jì）中具（jù）有很强的实用（yòng）型。　　针对大、中、小型不同尺（chǐ）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（jī）与三相异步电（diàn）动机，永磁直驱电机具有（yǒu）双向载荷机构与不同（tóng）的放（fàng）置位置，均能（néng）达到扶正与承压的作（zuò）用，并且方便制造、装配维护，节省成本。均已申请专 利。