趙美中

（陽(yáng)泉冀東水泥有限責(zé)任公司，山西 陽(yáng)泉 045000）

1 永磁同步直驅(qū)電機(jī)的原理介紹

永磁同步直驅(qū)電機(jī)是由稀土永磁體產(chǎn)生磁場(chǎng)，通過(guò)矢量變頻控制技術(shù)，精確控制電動(dòng)機(jī)的輸入電壓、電流，使電能高效率地轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電磁裝置。永磁直驅(qū)電機(jī)采用多級(jí)數(shù)低轉(zhuǎn)速的設(shè)計(jì)理念，當(dāng)對(duì)稱三相交流電源接入電機(jī)對(duì)稱的三相繞組時(shí)，電流在定子繞組中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子之間的磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生非常大的旋轉(zhuǎn)扭矩，并且符合如下規(guī)律：

n=60f/P

其中：n-電機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）;f-電機(jī)的頻率（Hz）;p-電機(jī)的極對(duì)數(shù)。

2 永磁同步直驅(qū)電機(jī)的性能特點(diǎn)

2.1 節(jié)能降耗

永磁直驅(qū)電機(jī)由于其轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)靠永磁體直接產(chǎn)生，免去了通過(guò)電流來(lái)勵(lì)磁，減少了勵(lì)磁損耗和渦流耗損，因此電機(jī)效率要比異步電機(jī)高。加上去掉了減速機(jī)等中間傳動(dòng)能耗損失，而且還可以通過(guò)變頻器精確控制所需轉(zhuǎn)速。因此通過(guò)這三個(gè)方面的累計(jì)疊加，驅(qū)動(dòng)整體傳動(dòng)效率大幅提高，對(duì)比傳統(tǒng)的減速機(jī)驅(qū)動(dòng)方案，普遍降低了10-30%的能耗損失。

2.2 安裝便捷、減小現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備體積

由于用永磁電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，改造后將異步電機(jī)和減速機(jī)同時(shí)去掉，因此驅(qū)動(dòng)單元體積大幅減少，現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)空間得以極大改善，因此安裝更簡(jiǎn)單和便捷。

2.3 設(shè)備維護(hù)量大大減少

永磁同步直驅(qū)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速低，運(yùn)行平穩(wěn)，振動(dòng)量小，軸承選擇歐美進(jìn)口品牌，確保了電機(jī)能夠連續(xù)運(yùn)行10 萬(wàn)小時(shí)以上，減少了后期對(duì)軸承的維護(hù)。為防止維保人員忘記加油或者少加油，設(shè)計(jì)上選擇了單點(diǎn)自動(dòng)注油器，免人工自動(dòng)注油，可靠性又得以加強(qiáng)。

2.4 改善電網(wǎng)質(zhì)量

永磁同步直驅(qū)電機(jī)轉(zhuǎn)子通過(guò)稀土釹鐵硼產(chǎn)生磁場(chǎng)，無(wú)需電流勵(lì)磁，有功功率提高，功率因數(shù)最高可達(dá)0.98，因此改善了電網(wǎng)的用電質(zhì)量。加上電機(jī)采用變頻啟動(dòng)的方式，極大降低了啟動(dòng)電流，減少了對(duì)電網(wǎng)瞬時(shí)沖擊。

3 DYT 永磁同步直驅(qū)電機(jī)在選粉機(jī)上的應(yīng)用案例分析

陽(yáng)泉冀東水泥有限責(zé)任公司為日產(chǎn)水泥7200 噸新型干法水泥熟料生產(chǎn)線，作為冀東水泥在山西省重點(diǎn)的龍頭水泥制造企業(yè)，對(duì)當(dāng)?shù)鼗ㄗ龀隽藰O大的貢獻(xiàn)。水泥磨選粉機(jī)是水泥生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的最后一道工序，設(shè)備的穩(wěn)定性對(duì)水泥產(chǎn)量起到至關(guān)重要的作用。和大部分的水泥企業(yè)一樣，陽(yáng)泉冀東水泥磨選粉機(jī)原驅(qū)動(dòng)也采用早期設(shè)計(jì)的“變頻異步電機(jī)+減速機(jī)”的驅(qū)動(dòng)方案，該驅(qū)動(dòng)在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，存在很多問(wèn)題，集中表現(xiàn)如下：

1、減速機(jī)為立式安裝，箱體內(nèi)充滿潤(rùn)滑油，導(dǎo)致散熱差，溫度高，降低了減速機(jī)的使用壽命。

2、減速機(jī)的輸出軸向下，鐵屑、油泥在重力作用下，容易進(jìn)入下部軸承，造成軸承磨損大，減速機(jī)故障頻發(fā)。

3、減速機(jī)下部的鐵屑、油泥由于日常維護(hù)時(shí)無(wú)法清理干凈，密封容易受損，長(zhǎng)期存在漏油現(xiàn)象，不僅造成現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境骯臟，更是增加了潤(rùn)滑油成本。

4、由于異步電機(jī)和減速機(jī)高速軸轉(zhuǎn)速高，振動(dòng)值較大，導(dǎo)致聯(lián)軸器出現(xiàn)過(guò)斷裂，造成了支撐架的開(kāi)焊，選粉機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性不高。

鑒于水泥磨選粉機(jī)存在的以上諸多問(wèn)題，為提高設(shè)備運(yùn)行可靠性，提高生產(chǎn)效率及企業(yè)利潤(rùn)，我公司決定采用永磁直驅(qū)電機(jī)對(duì)水泥磨選粉機(jī)進(jìn)行改造，替換原有的“變頻異步電機(jī)+聯(lián)軸器+減速機(jī)”結(jié)構(gòu)，由永磁電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)選粉機(jī)主軸，徹底解決了減速機(jī)存在的上述問(wèn)題。

經(jīng)過(guò)調(diào)研、考察、招標(biāo)，最終我司選用南京迪瓦永磁科技有限公司的DYT 永磁直驅(qū)電機(jī)，以下為改造時(shí)的參數(shù)。

表一 原驅(qū)動(dòng)參數(shù)

根據(jù)原驅(qū)動(dòng)參數(shù)，選用DYT 永磁直驅(qū)電機(jī)進(jìn)行改造，參數(shù)如下：

表二 改造后參數(shù)

改造前后、安裝對(duì)比圖如下：

改造前安裝圖

改造后安裝圖

改造后，相同運(yùn)行工況（選粉機(jī)主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)料量相同）運(yùn)行時(shí)，改造前后運(yùn)行電流數(shù)據(jù)對(duì)比如下表三：

表三 改造前后運(yùn)行電流數(shù)據(jù)對(duì)比

通過(guò)以上運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示，采用DYT 永磁直驅(qū)電機(jī)改造后，電機(jī)運(yùn)行電流下降29.8%。

4 DYT 永磁同步直驅(qū)電機(jī)改造效果及應(yīng)用前景

通過(guò)陽(yáng)泉冀東水泥280KW 選粉機(jī)采用DYT 永磁直驅(qū)電機(jī)改造效果分析，工藝系統(tǒng)方面原電機(jī)電流容易超標(biāo)，工藝操作不得不減產(chǎn)，更換永磁電機(jī)后為水泥磨操作提供有力保障，提產(chǎn)10t/h。設(shè)備方面不但徹底解決了減速機(jī)振動(dòng)大、易漏油的問(wèn)題，也大大減少了設(shè)備維護(hù)量，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，電機(jī)運(yùn)行電流大幅度下降，最大程度地節(jié)約了能源。

DYT 永磁直驅(qū)電機(jī)能解決設(shè)備故障點(diǎn)，確保安全生產(chǎn)、延長(zhǎng)設(shè)備壽命周期，提高系統(tǒng)效率方面效果顯著，不但在選粉機(jī)上值得大力推廣，在其他皮帶機(jī)、管磨機(jī)、斗提機(jī)設(shè)備上也有很大的應(yīng)用潛力。