DYT永磁直驅電機在LCX4500 O-Sepa選粉機上的應用

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 永磁同步直驅電機的工作原理

永磁同步直驅電機采用多級數低轉速的設計理念，電機的氣隙磁場由稀土釹鐵硼產生，不需要勵磁磁場，轉子磁場和定子線圈通電后產生的電磁場相互作用，再通過矢量變頻控制技術，精確控制永磁直驅電機的輸入電壓、電流，并且產生非常大的合力輸出。

2 永磁同步直驅電機的性能特點

2.1 永磁同步直驅電機輸出扭矩大。可以直接驅動工作機，如選粉機，皮帶輸送機，球磨機等，去掉中間減速機環節，簡化了驅動結構，安裝方便；

2.2 永磁同步直驅電機輸出轉速低。軸承采購歐美進口軸承，確保設備安全連續運行10 萬小時以上，減少了后期維護量，提高了生產效率；

2.3 永磁同步直驅電機的效率高。一方面永磁直驅電機比異步電機實際效率高8～10 個點左右，另外一方面可以去掉中間傳動環節，實現系統節能，系統綜合效率在90%以上。

2.4 永磁同步直驅電機功率因數高。永磁同步電機轉子采用稀土釹鐵硼產生磁場，無需勵磁電流，有功功率提高，功率因數最高可達0.99.

2.5 永磁同步直驅電機啟動扭矩大過載能力強。最大過載系數可達到2.2，在負載短時超載時依然保證安全可靠生產。

3 選粉機存在的問題

水泥磨選粉機作為水泥生產環節中的最后一道工序，其設備的穩定性對產量起到至關重要的作用。我司的選粉機就使用傳統驅動，即為“變頻三相異步電動機+聯軸器+減速機”組成，減速機為直角軸立式底腳安裝形式，此種形式驅動存在問題較多。

1、減速機溫度高、漏油，減速箱內布置循環水管路，高速軸端溫度為64℃，二級傳動的減速機體積小，使用補油箱潤滑，造成減速機散熱差溫度高，是造成密封失效的原因之一。減速機的輸出軸向下，油封損壞后，維修難度大，嚴重影響現場環境，造成大量的潤滑油流失，增加了潤滑成本。

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

3、電動機的支撐架出現開焊，對整個機架重新進行加固，加固后因振動值高還是有開焊情況，無形中增加了人員勞動強度。

4、鑒于選粉機存在的以上問題，我們采用DYT 永磁直驅電機替代原有的“變頻三相異步電動機+聯軸器+減速機”結構，直接驅動選粉機主軸，拆除減速機，徹底解決了減速機溫度高、漏油、振動值大的問題，杜絕了減速機頻繁維護問題，改善了現場環境，減少了工作量，降低了維修成本。

由于永磁直驅電機輸出轉速低，無需高轉速運行，使驅動單元整體震動大大降低；

4 改造后的效果

1、進行永磁電機改造后，在正常生產過程中，水平振動值為1.8mm/s,垂直震動為0.7mm/s,選粉機上軸承溫度為52℃。

2、替代了減速機，拆除了循環水管，減少了設備維護量，避免了漏油對現場環境的影響，同時也降低了潤滑成本。

3、改造后節電效果明顯。

“變頻調速三相異步電動機+減速機”驅動時原參數如表一：

表一

采用DYT 永磁直驅電機改造后參數如表二所示：

表二

相同運行工況（選粉機主軸轉速和進料量相同）改造前后運行數據對比如表三：

表三

通過以上運行數據顯示，采用DYT 永磁直驅電機改造后，電機運行電流下降65.3%,節能效果顯著，按照85%運轉率、0.45 元的單價計算，年節約費用約11 萬元。

由圖一可見，隨著投料量的減少，永磁同步電動機相比原異步電動機定子電流降低明顯，由于定子電流的降低，降低了線路和變壓器的損耗，也降低了運行時電動機和電纜的溫升，延長了絕緣材料的老化時間，也相應延長了電動機和電纜的使用壽命。

由圖二可知，隨著投料量的減少，永磁同步電動機的功率因數變化幅度較小，均保持了在0.95 以上，異步電動機功率因數較低，且隨著投料量減少降低明顯，提高電動機功率因數可以降低無功損耗，提升電動機節電水平，由于永磁同步電機在設計中已經進行了功率因數調整，使其值盡量接近于1。

改造前后對比圖

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漏油的問題，大大減少了設備維護量，減少了工人的勞動強度，而且最大程度的節約了能源，電機電流大幅度下降。解決設備故障點，確保安全生產、延長設備壽命周期，以及提高系統效率方面效果顯著。