永磁同步變頻電動機在選粉機上的應用

胡 冬 王 強 鞏龍飛 陳 嬌 劉丙錄

（山東歐瑞安電氣有限公司，山東 泰安 271000）

從電動機產品的整個使用周期來看，電費支出是采購支出的100倍左右，目前，全國近60%的電動機都工作在額定負荷的70%以下，即工作在輕載區，效率低下，導致高達30%的用電被浪費掉，這是由于異步電動機傳動系統的運行特點所決定的。為了提高選粉機驅動電機的運行效率及功率因數，減少電能浪費，對原驅動系統進行永磁直驅變頻電動機改造，以達到節能降耗、降低維護的效果。

1 選粉機

1.1 選粉機工作原理

選粉機主要由外殼、導風葉片、轉動葉輪、錐斗組成。選粉氣體從磨機氣體出口引入選粉機底部，氣體沿進風管上升至上部出口，被粗粉收集錐部沿四周分流，進入由內椎體和外殼組成的內腔，繼續上升，當上升到頂部時，經選粉機上部進入，與撒料盤分散后的物料相遇，物料被氣流分散，篩選得到合格產品。

1.2 選粉機使用特點

（1）屬靜態分級打散設備，無運動部件，工作可靠穩定，利于輥壓機的平穩運行，提高系統產量。

（2）結構簡單，耐磨部件使用壽命長。

（3）使用風量小，壓差損失小。

（4）成品細度可通過調節風速來控制，調節方便可靠。

（5）具有烘干功能。

1.3 選粉機存在的問題

目前，市場上的選粉機驅動方式大部分都是采用傳統的三相異步電機+減速機的方式，主要存在如下問題：（1）異步電動機效率低、功率因數低。（2）減速機高速轉動，噪音大，齒輪易發生磨損和折斷，立式安裝，存在漏油現象，維護量大。（3）占地空間大，對空間要求較高。（4）震動大，聯軸器易損壞。

圖1 選粉機

2 永磁同步變頻電動機節能改造原理

2.1 永磁同步變頻電動機工作原理

永磁同步電機的原理是在電動機的定子繞組中通入三相交流電，通電后就會在電動機的定子繞組中形成旋轉磁場，由于在轉子上安裝了永磁體，永磁體的磁極是固定的，根據磁極異性相吸的原理，定子中產生的旋轉磁場會帶動轉子旋轉，從而驅動負載轉動。

2.2 永磁同步變頻電動機使用特點

（1）無需減速裝置，永磁電動機直連負載。

（2）通過調節變頻裝置，可實現無極調速。

（3）結構更加簡單，降低工人的維護量。

2.3 永磁同步變頻電動機節能改造原理

（1）去掉減速機，提供驅動系統的整體效率。

（2）永磁同步變頻電動機轉子由稀土永磁材料釹鐵硼做成，無勵磁損耗，無轉子銅耗、鐵耗，相比Y系列三相異步電機本身的效率要高出3%～5%，具有更高的運行效率及功率因數，并且不受負載率影響。

（3）根據負載量大小，輸出功率自動調節。

3 永磁同步變頻電動機節能改造方案

表1 三相異步電動機與永磁同步變頻電動機額定數值

表2 選粉機改造前運行數據記錄

根據選粉機設備的應用特點，對某中聯水泥有限公司的一臺選粉機進行電機節能改造工程，將原有的三相異步電動機+減速機的傳動方式改造為永磁同步變頻電動機啟動，額定數值如表1所示。

通過對以上表2、表3記錄數據分析，采用永磁同步變頻電動機驅動后，選粉機所使用的噸耗電量明顯降低，節電量至少達20%以上，經過后期的跟蹤監測，節電量甚至達到30%，節能效果顯著。

表3 選粉機改造成永磁同步變頻電動機后數據記錄

圖2 改造前布置圖

圖3 改造后布置圖

4 解決的問題

（1）永磁同步變頻電動機直接驅動負載，無需減速機傳動，不存在高溫、漏油、高的震動、噪音等情況，明顯改善現場環境條件，降低了潤滑及維護成本。（2）降低設備的震動，減少聯軸器尼龍銷的損壞率，提高了設備的穩定性。（3）節電率達20%以上，節能效果顯著。

5 結論

永磁同步變頻電動機取消了減速器傳動，直接驅動生產機械，使傳動系統結構簡化，具有更高的效率及功率因數、噪音降低、安裝方便、節省空間、降低了工人的日常維護工作，從而節約了大量人力、物力，減輕了生產過程中的環境污染，有效減少碳排放，特別適合在選粉機設備上使用。另外，在輸送機、磨機、空冷島、攪拌機等設備上也有廣泛應用。