DYT永磁直驱电机在LCX4500 O-Sepa选粉机上的应用

赵海军 白 亮 赵丁武

（成县祁连山水泥有限公司，陇南 成县 742500）

1 永磁同步直驱电机的工作原理

永磁同步直驱电机采用多级数低转速的设计理念，电机的气隙磁场由稀土钕铁硼产生，不需要励磁磁场，转子磁场和定子线圈通电后产生的电磁场相互作用，再通过矢量变频控制技术，精确控制永磁直驱电机的输入电压、电流，并且产生非常大的合力输出。

2 永磁同步直驱电机的性能特点

2.1 永磁同步直驱电机输出扭矩大。可以直接驱动工作机，如选粉机，皮带输送机，球磨机等，去掉中间减速机环节，简化了驱动结构，安装方便；

2.2 永磁同步直驱电机输出转速低。轴承采购欧美进口轴承，确保设备安全连续运行10 万小时以上，减少了后期维护量，提高了生产效率；

2.3 永磁同步直驱电机的效率高。一方面永磁直驱电机比异步电机实际效率高8～10 个点左右，另外一方面可以去掉中间传动环节，实现系统节能，系统综合效率在90%以上。

2.4 永磁同步直驱电机功率因数高。永磁同步电机转子采用稀土钕铁硼产生磁场，无需励磁电流，有功功率提高，功率因数最高可达0.99.

2.5 永磁同步直驱电机启动扭矩大过载能力强。最大过载系数可达到2.2，在负载短时超载时依然保证安全可靠生产。

3 选粉机存在的问题

水泥磨选粉机作为水泥生产环节中的最后一道工序，其设备的稳定性对产量起到至关重要的作用。我司的选粉机就使用传统驱动，即为“变频三相异步电动机+联轴器+减速机”组成，减速机为直角轴立式底脚安装形式，此种形式驱动存在问题较多。

1、减速机温度高、漏油，减速箱内布置循环水管路，高速轴端温度为64℃，二级传动的减速机体积小，使用补油箱润滑，造成减速机散热差温度高，是造成密封失效的原因之一。减速机的输出轴向下，油封损坏后，维修难度大，严重影响现场环境，造成大量的润滑油流失，增加了润滑成本。

2、电机与减速机高速轴端振动值大，水平振动值为8.2mm/s,垂直震动值为6.6mm/s,（减速机输出端联轴器对中）上轴承温度59℃，重新找正后，振动值仍然没有大的变化，导致尼龙销频繁断裂，造成故障停机，降低设备可靠性。

3、电动机的支撑架出现开焊，对整个机架重新进行加固，加固后因振动值高还是有开焊情况，无形中增加了人员劳动强度。

4、鉴于选粉机存在的以上问题，我们采用DYT 永磁直驱电机替代原有的“变频三相异步电动机+联轴器+减速机”结构，直接驱动选粉机主轴，拆除减速机，彻底解决了减速机温度高、漏油、振动值大的问题，杜绝了减速机频繁维护问题，改善了现场环境，减少了工作量，降低了维修成本。

由于永磁直驱电机输出转速低，无需高转速运行，使驱动单元整体震动大大降低；

4 改造后的效果

1、进行永磁电机改造后，在正常生产过程中，水平振动值为1.8mm/s,垂直震动为0.7mm/s,选粉机上轴承温度为52℃。

2、替代了减速机，拆除了循环水管，减少了设备维护量，避免了漏油对现场环境的影响，同时也降低了润滑成本。

3、改造后节电效果明显。

“变频调速三相异步电动机+减速机”驱动时原参数如表一：

表一

采用DYT 永磁直驱电机改造后参数如表二所示：

表二

相同运行工况（选粉机主轴转速和进料量相同）改造前后运行数据对比如表三：

表三

通过以上运行数据显示，采用DYT 永磁直驱电机改造后，电机运行电流下降65.3%,节能效果显著，按照85%运转率、0.45 元的单价计算，年节约费用约11 万元。

由图一可见，随着投料量的减少，永磁同步电动机相比原异步电动机定子电流降低明显，由于定子电流的降低，降低了线路和变压器的损耗，也降低了运行时电动机和电缆的温升，延长了绝缘材料的老化时间，也相应延长了电动机和电缆的使用寿命。

由图二可知，随着投料量的减少，永磁同步电动机的功率因数变化幅度较小，均保持了在0.95 以上，异步电动机功率因数较低，且随着投料量减少降低明显，提高电动机功率因数可以降低无功损耗，提升电动机节电水平，由于永磁同步电机在设计中已经进行了功率因数调整，使其值尽量接近于1。

改造前后对比图

通过改造效果分析，在满足工艺要求的前提下，不但彻底解决了减速机漏油的问题，大大减少了设备维护量，减少了工人的劳动强度，而且最大程度的节约了能源，电机电流大幅度下降。解决设备故障点，确保安全生产、延长设备寿命周期，以及提高系统效率方面效果显著。