球磨機改造用高效節(jié)能永磁電機可行性研究報告-在線瀏覽
2025-06-12 12:48本頁面
【正文】 如果進一步優(yōu)化設計，采用高性能硅鋼片和先進工藝，在降低一個機座號或者縮短鐵心的情況下，可以達到超高效，即IE3級的效率值；在不降低機座號或適當增加鐵心的情況下，部分規(guī)格有可能達到超超高效，即IE4級的效率值。2 低速大轉矩永磁電機的節(jié)能原理永磁同步電動機與感應電動機相比，不需要無功勵磁電流，可以顯著提高功率因數，減少了定子電流和定子損耗，而且在穩(wěn)定運行時沒有轉子電阻損耗，進而可以因總損耗降低而減少風扇和相應的風摩損耗，從而使其效率比同規(guī)格感應電動機可提高10～15個百分點。圖2 泥漿泵用600KW低速大轉矩永磁同步電動機低速大轉矩永磁電機，實現低速直驅并高效率運行需解決如下關鍵技術。從電磁感應定律可知，要使電機內電勢波形正弦，其實就是如何使產生內電勢的磁場波形正弦化的問題?！?】轉子永磁體結構形式的選取從SPWM電源與PMSM匹配運行所組成的低速大扭矩驅動系統最優(yōu)化觀點出發(fā)，為保證驅動系統有足夠的線性調節(jié)范圍，SPWM變頻器額定輸出頻率應盡可能高（一般取25Hz以上）；為降低變頻器的成本和損耗，要求變頻器的額定輸出電流要盡可能小?？梢钥朔较蚪Y構在多極時的每極激勵面積不足的缺點，方便地根據需要通過調整永磁體槽深來選擇激勵面積的大小。在低速大扭矩驅動系統中，采用PMSM的優(yōu)點之一是可以通過選擇適當的極弧系數來消除某次諧波對電樞繞組內電勢波形的影響。 【3】電樞繞組的排布方式在一般的交流電機設計中，可以通過電機定子繞組的分布和短距來消除諧波。采用整距集中繞組顯然對電樞繞組內電勢波形正弦化不利。根據電機設計基本理論，分數槽繞組不但可以有效地消弱電樞繞組內電勢中的高次諧波，而且對于低次的齒諧波同樣有消除作用。 （1）式中：Q——電樞繞組的槽數；P——電機極對數。在異步電動機中，通常采用轉子斜槽的方法來消除齒諧波的影響。理論分析表明，斜一個定子槽就可以消除齒諧波。3 改造方案 系統改造思路示意本次改造主要采用永磁電機直接驅動球磨機的小齒輪工作，這樣可大大提高工作效率和運行成本，永磁電機可實現真正意義上的免維護。電機起動后將電機的端子引到電網上，在電網供電情況下，電機也可高效運行，詳見圖6。圖4 現選礦廠球磨機系統示意圖【2】 改造后球磨機系統示意圖如圖5所示，為了提高傳動環(huán)節(jié)的效率，本次改造方案，預采用低速大轉矩永磁同步電動機（效率90%，較前者提高15%）直接驅動小齒輪，帶動大齒輪轉動。圖5 新型永磁同步電動機球磨機系統示意圖圖6 低速大轉矩永磁電機示意圖【3】 供電系統示意圖圖 7 控制系統采用一拖多的方式工作如圖7所示，改造后供電系統采用一拖多的方式，即可根據場區(qū)情況，可由一臺或兩臺變頻器或驅動多臺電機起動。名稱永磁電機球磨機異步機減速機球磨機電機功率（KW）300370減速器無有起動器變頻器一拖多水電阻傳動系統效率 90％ 75％功率因數 維護頻率低或無高【1】異步電機減速機的主要缺點表現在：l 系統整體傳動效率低。l 整機占地面積大。l 振動和噪聲嚴重。因此，其效率和功率因數與電機的負載率直接相關，如圖5所示。而在實際的運行中，大部分機械裝備的負載率都是在70%以下，其中礦山、石油等行業(yè)機械裝備常年負載率在50%以下。本項目所提出的稀土永磁同步電動機，其磁場由稀土永磁功能材料產生，因此其效率、功率因數與負載率的關系與異步電動機相比，具有明顯的不同，如圖9所示。因此，本項目成果推廣應用，將大幅度地提高選礦廠球磨機電氣傳動的力能指標。齒輪減速機的存在不僅增加了系統的制造成本，其自身的傳動效率低、振動和噪聲嚴重、潤滑油滲漏污染、日常維護工作量大等弊端，都增加了機械裝備的運行成本。因此，改善球磨機的性能指標，提高抽油機的運行效率，從而更好地實現節(jié)能增效，改善電網的供電狀況，對礦石加工行業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。 可見，此改造項目具有巨大的經濟效益和社會效益。據統計，其中中小型電動機年產量約占總產量的70%～80%。如果效率平均提高一個百分點，則將會節(jié)約電能1833萬kW，則可節(jié)約電費
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