永磁同步變頻電動(dòng)機(jī)在選粉機(jī)上的應(yīng)用

胡 冬 王 強(qiáng) 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(dòng)機(jī)產(chǎn)品的整個(gè)使用周期來看，電費(fèi)支出是采購支出的100倍左右，目前，全國近60%的電動(dòng)機(jī)都工作在額定負(fù)荷的70%以下，即工作在輕載區(qū)，效率低下，導(dǎo)致高達(dá)30%的用電被浪費(fèi)掉，這是由于異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)所決定的。為了提高選粉機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行效率及功率因數(shù)，減少電能浪費(fèi)，對原驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行永磁直驅(qū)變頻電動(dòng)機(jī)改造，以達(dá)到節(jié)能降耗、降低維護(hù)的效果。

1 選粉機(jī)

1.1 選粉機(jī)工作原理

選粉機(jī)主要由外殼、導(dǎo)風(fēng)葉片、轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪、錐斗組成。選粉氣體從磨機(jī)氣體出口引入選粉機(jī)底部，氣體沿進(jìn)風(fēng)管上升至上部出口，被粗粉收集錐部沿四周分流，進(jìn)入由內(nèi)椎體和外殼組成的內(nèi)腔，繼續(xù)上升，當(dāng)上升到頂部時(shí)，經(jīng)選粉機(jī)上部進(jìn)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(chǎn)品。

1.2 選粉機(jī)使用特點(diǎn)

（1）屬靜態(tài)分級打散設(shè)備，無運(yùn)動(dòng)部件，工作可靠穩(wěn)定，利于輥壓機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行，提高系統(tǒng)產(chǎn)量。

（2）結(jié)構(gòu)簡單，耐磨部件使用壽命長。

（3）使用風(fēng)量小，壓差損失小。

（4）成品細(xì)度可通過調(diào)節(jié)風(fēng)速來控制，調(diào)節(jié)方便可靠。

（5）具有烘干功能。

1.3 選粉機(jī)存在的問題

目前，市場上的選粉機(jī)驅(qū)動(dòng)方式大部分都是采用傳統(tǒng)的三相異步電機(jī)+減速機(jī)的方式，主要存在如下問題：（1）異步電動(dòng)機(jī)效率低、功率因數(shù)低。（2）減速機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，噪音大，齒輪易發(fā)生磨損和折斷，立式安裝，存在漏油現(xiàn)象，維護(hù)量大。（3）占地空間大，對空間要求較高。（4）震動(dòng)大，聯(lián)軸器易損壞。

圖1 選粉機(jī)

2 永磁同步變頻電動(dòng)機(jī)節(jié)能改造原理

2.1 永磁同步變頻電動(dòng)機(jī)工作原理

永磁同步電機(jī)的原理是在電動(dòng)機(jī)的定子繞組中通入三相交流電，通電后就會(huì)在電動(dòng)機(jī)的定子繞組中形成旋轉(zhuǎn)磁場，由于在轉(zhuǎn)子上安裝了永磁體，永磁體的磁極是固定的，根據(jù)磁極異性相吸的原理，定子中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.2 永磁同步變頻電動(dòng)機(jī)使用特點(diǎn)

（1）無需減速裝置，永磁電動(dòng)機(jī)直連負(fù)載。

（2）通過調(diào)節(jié)變頻裝置，可實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速。

（3）結(jié)構(gòu)更加簡單，降低工人的維護(hù)量。

2.3 永磁同步變頻電動(dòng)機(jī)節(jié)能改造原理

（1）去掉減速機(jī)，提供驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體效率。

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

（3）根據(jù)負(fù)載量大小，輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)。

3 永磁同步變頻電動(dòng)機(jī)節(jié)能改造方案

表1 三相異步電動(dòng)機(jī)與永磁同步變頻電動(dòng)機(jī)額定數(shù)值

表2 選粉機(jī)改造前運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄

根據(jù)選粉機(jī)設(shè)備的應(yīng)用特點(diǎn)，對某中聯(lián)水泥有限公司的一臺(tái)選粉機(jī)進(jìn)行電機(jī)節(jié)能改造工程，將原有的三相異步電動(dòng)機(jī)+減速機(jī)的傳動(dòng)方式改造為永磁同步變頻電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，額定數(shù)值如表1所示。

通過對以上表2、表3記錄數(shù)據(jù)分析，采用永磁同步變頻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)后，選粉機(jī)所使用的噸耗電量明顯降低，節(jié)電量至少達(dá)20%以上，經(jīng)過后期的跟蹤監(jiān)測，節(jié)電量甚至達(dá)到30%，節(jié)能效果顯著。

表3 選粉機(jī)改造成永磁同步變頻電動(dòng)機(jī)后數(shù)據(jù)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(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，無需減速機(jī)傳動(dòng)，不存在高溫、漏油、高的震動(dòng)、噪音等情況，明顯改善現(xiàn)場環(huán)境條件，降低了潤滑及維護(hù)成本。（2）降低設(shè)備的震動(dòng)，減少聯(lián)軸器尼龍銷的損壞率，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性。（3）節(jié)電率達(dá)20%以上，節(jié)能效果顯著。

5 結(jié)論

永磁同步變頻電動(dòng)機(jī)取消了減速器傳動(dòng)，直接驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，使傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化，具有更高的效率及功率因數(shù)、噪音降低、安裝方便、節(jié)省空間、降低了工人的日常維護(hù)工作，從而節(jié)約了大量人力、物力，減輕了生產(chǎn)過程中的環(huán)境污染，有效減少碳排放，特別適合在選粉機(jī)設(shè)備上使用。另外，在輸送機(jī)、磨機(jī)、空冷島、攪拌機(jī)等設(shè)備上也有廣泛應(yīng)用。