DYT永磁直驅(qū)電機(jī)在LCX4500 O-Sepa選粉機(jī)上的應(yīng)用

趙海軍 白 亮 趙丁武

（成縣祁連山水泥有限公司，隴南 成縣 742500）

1 永磁同步直驅(qū)電機(jī)的工作原理

永磁同步直驅(qū)電機(jī)采用多級(jí)數(shù)低轉(zhuǎn)速的設(shè)計(jì)理念，電機(jī)的氣隙磁場(chǎng)由稀土釹鐵硼產(chǎn)生，不需要?jiǎng)?lì)磁磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)和定子線圈通電后產(chǎn)生的電磁場(chǎng)相互作用，再通過矢量變頻控制技術(shù)，精確控制永磁直驅(qū)電機(jī)的輸入電壓、電流，并且產(chǎn)生非常大的合力輸出。

2 永磁同步直驅(qū)電機(jī)的性能特點(diǎn)

2.1 永磁同步直驅(qū)電機(jī)輸出扭矩大。可以直接驅(qū)動(dòng)工作機(jī)，如選粉機(jī)，皮帶輸送機(jī)，球磨機(jī)等，去掉中間減速機(jī)環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，安裝方便；

2.2 永磁同步直驅(qū)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速低。軸承采購(gòu)歐美進(jìn)口軸承，確保設(shè)備安全連續(xù)運(yùn)行10 萬小時(shí)以上，減少了后期維護(hù)量，提高了生產(chǎn)效率；

2.3 永磁同步直驅(qū)電機(jī)的效率高。一方面永磁直驅(qū)電機(jī)比異步電機(jī)實(shí)際效率高8～10 個(gè)點(diǎn)左右，另外一方面可以去掉中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能，系統(tǒng)綜合效率在90%以上。

2.4 永磁同步直驅(qū)電機(jī)功率因數(shù)高。永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子采用稀土釹鐵硼產(chǎn)生磁場(chǎng)，無需勵(lì)磁電流，有功功率提高，功率因數(shù)最高可達(dá)0.99.

2.5 永磁同步直驅(qū)電機(jī)啟動(dòng)扭矩大過載能力強(qiáng)。最大過載系數(shù)可達(dá)到2.2，在負(fù)載短時(shí)超載時(shí)依然保證安全可靠生產(chǎn)。

3 選粉機(jī)存在的問題

水泥磨選粉機(jī)作為水泥生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的最后一道工序，其設(shè)備的穩(wěn)定性對(duì)產(chǎn)量起到至關(guān)重要的作用。我司的選粉機(jī)就使用傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，即為“變頻三相異步電動(dòng)機(jī)+聯(lián)軸器+減速機(jī)”組成，減速機(jī)為直角軸立式底腳安裝形式，此種形式驅(qū)動(dòng)存在問題較多。

1、減速機(jī)溫度高、漏油，減速箱內(nèi)布置循環(huán)水管路，高速軸端溫度為64℃，二級(jí)傳動(dòng)的減速機(jī)體積小，使用補(bǔ)油箱潤(rùn)滑，造成減速機(jī)散熱差溫度高，是造成密封失效的原因之一。減速機(jī)的輸出軸向下，油封損壞后，維修難度大，嚴(yán)重影響現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，造成大量的潤(rùn)滑油流失，增加了潤(rùn)滑成本。

2、電機(jī)與減速機(jī)高速軸端振動(dòng)值大，水平振動(dòng)值為8.2mm/s,垂直震動(dòng)值為6.6mm/s,（減速機(jī)輸出端聯(lián)軸器對(duì)中）上軸承溫度59℃，重新找正后，振動(dòng)值仍然沒有大的變化，導(dǎo)致尼龍銷頻繁斷裂，造成故障停機(jī)，降低設(shè)備可靠性。

3、電動(dòng)機(jī)的支撐架出現(xiàn)開焊，對(duì)整個(gè)機(jī)架重新進(jìn)行加固，加固后因振動(dòng)值高還是有開焊情況，無形中增加了人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

4、鑒于選粉機(jī)存在的以上問題，我們采用DYT 永磁直驅(qū)電機(jī)替代原有的“變頻三相異步電動(dòng)機(jī)+聯(lián)軸器+減速機(jī)”結(jié)構(gòu)，直接驅(qū)動(dòng)選粉機(jī)主軸，拆除減速機(jī)，徹底解決了減速機(jī)溫度高、漏油、振動(dòng)值大的問題，杜絕了減速機(jī)頻繁維護(hù)問題，改善了現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，減少了工作量，降低了維修成本。

由于永磁直驅(qū)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速低，無需高轉(zhuǎn)速運(yùn)行，使驅(qū)動(dòng)單元整體震動(dòng)大大降低；

4 改造后的效果

1、進(jìn)行永磁電機(jī)改造后，在正常生產(chǎn)過程中，水平振動(dòng)值為1.8mm/s,垂直震動(dòng)為0.7mm/s,選粉機(jī)上軸承溫度為52℃。

2、替代了減速機(jī)，拆除了循環(huán)水管，減少了設(shè)備維護(hù)量，避免了漏油對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響，同時(shí)也降低了潤(rùn)滑成本。

3、改造后節(jié)電效果明顯。

“變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)+減速機(jī)”驅(qū)動(dòng)時(shí)原參數(shù)如表一：

表一

采用DYT 永磁直驅(qū)電機(jī)改造后參數(shù)如表二所示：

表二

相同運(yùn)行工況（選粉機(jī)主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)料量相同）改造前后運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)比如表三：

表三

通過以上運(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65.3%,節(jié)能效果顯著，按照85%運(yùn)轉(zhuǎn)率、0.45 元的單價(jià)計(jì)算，年節(jié)約費(fèi)用約11 萬元。

由圖一可見，隨著投料量的減少，永磁同步電動(dòng)機(jī)相比原異步電動(dòng)機(jī)定子電流降低明顯，由于定子電流的降低，降低了線路和變壓器的損耗，也降低了運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)和電纜的溫升，延長(zhǎng)了絕緣材料的老化時(shí)間，也相應(yīng)延長(zhǎng)了電動(dòng)機(jī)和電纜的使用壽命。

由圖二可知，隨著投料量的減少，永磁同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)變化幅度較小，均保持了在0.95 以上，異步電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)較低，且隨著投料量減少降低明顯，提高電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)可以降低無功損耗，提升電動(dòng)機(jī)節(jié)電水平，由于永磁同步電機(jī)在設(shè)計(jì)中已經(jīng)進(jìn)行了功率因數(shù)調(diào)整，使其值盡量接近于1。

改造前后對(duì)比圖

通過改造效果分析，在滿足工藝要求的前提下，不但徹底解決了減速機(jī)漏油的問題，大大減少了設(shè)備維護(hù)量，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且最大程度的節(jié)約了能源，電機(jī)電流大幅度下降。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，以及提高系統(tǒng)效率方面效果顯著。