本发明专利技术公开了一种球磨机用无齿轮直驱环形永磁同步电机，包括定子、转子、密封装置、变频控制系统和调节垫铁。其中，定子为模块化四等分设计，所有模块化定子瓣依次拼接构成一个完整的定子。转子为模块化三等分设计，各模块化转子瓣依次拼接构成一个完整的转子，用螺栓固定于球磨机的筒体法兰上，并与筒体同轴。在电机两侧各设置有密封装置。本发明专利技术的调节垫铁包括左、中、右调节垫铁；每个调节垫铁包括基础垫铁、楔形垫铁和调节螺杆。通过旋转调节螺杆来调节电机的空气隙，保证空气隙间隙在阈值范围内。本发明专利技术的球磨机中能够提高系统的传动效率，同时减少了保养和维修工作，提高了设备的可靠性。可靠性。可靠性。
【技术实现步骤摘要】
一种球磨机用无齿轮直驱环形永磁同步电机
[0001]本专利技术属于球磨机驱动设备
，涉及一种球磨机用无齿轮直驱环形永磁同步电机。
技术介绍
[0002]随着中国经济的高速发展，能源的消耗越来越多，但国内能源利用率低下，国家不断加强节能减排的实施力度。
[0003]我国矿山用大型机械装备保有量巨大，由于机械装备传动环节较多，所以耗能较大，在国家节能减排的政策下，促使机械设备向高效节能方向发展，永磁直驱系统是一种必然趋势。
[0004]在工业生产中，球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备，广泛应用于水泥、硅酸盐制品、耐火材料、新型建筑材料、有色金属选矿以及玻璃陶瓷等行业。在传统球磨设备中，所使用的传动方式主要为边驱齿轮传动方式，即采用异步电机带动减速机，减速机带动小齿轮，小齿轮与安装在磨机滚筒上的大齿圈啮合驱动磨机运行的传动方式。这种传统的驱动模式存在着传动效率低、机械磨损严重、电能消耗大、故障率高、设备维护工作量大等诸多缺陷。
[0005]此外，球磨机在正常运转时,磨球被提升到某一高度后抛落,并以一定的速度对物料产生冲击而粉碎物料,因此会产生较大的冲击载荷。在实际工作过程中，由于工作环境恶劣，球磨机常常承受着交变冲击载荷，由于冲击震动、预紧力不足或润滑系统失效等原因，往往会使球磨机轴承磨损严重。据不完全统计数据显示，球磨机轴承磨损下沉量可达0.5mm/年，导致固定于球磨机滚筒筒体法兰上的转子随之下沉，而定子的位置固定不变，因此定子和转子的配合产生径向相对偏移，空气隙值随之发生改变，且呈现出“上大下小，两侧相等”的分布趋势。
[0006]再者，为保证转子在定子腔内能自由转动，必须在转子铁芯与定子铁芯之间保持一层相对均匀的空气隙。这样虽然转子与定子之间没有直接的电磁联系，但当定子绕组通电以后，类似变压器的原理，转子与定子之间便有了电磁联系，从而实现了电能与机械能之间的能量转换功能。空气隙的大小对电机的性能、运行可靠性影响较大。空气隙过大将使磁阻大增，从而使励磁损耗增大，励磁电流也随之增大，电动机的功率因数也会下降，使电动机的性能变坏。为减小励磁电流和改善功率因数，应尽量减小气隙。但空气隙过小，又会使空气隙谐波磁场增大，电机杂散损耗和噪声增加，使最大转矩和起动转矩都减小。因此，为了保证电机的正常稳定工作，对于电机的空气隙的实时监控就显得尤为重要。此外，在实时监控空气隙的同时，还需要根据空气隙的变化对电机的工作进行控制，例如当空气隙超过一定阈值时，要及时报警并停机检修，从而避免更大的事故。
技术实现思路
[0007]为了解决上述问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种球磨机用无齿轮直驱环形永磁同步电机，所述电机为分瓣式有转动轴心的环形电机，包括定子、转子、密封装置、变频控制系统和调节垫铁。
[0009]本专利技术对定子、转子和密封装置均采用模块化的设计。
[0010]其中，定子(2)为模块化四等分结构，包括四个定子瓣(210)，每个定子瓣(210)的两端至转动轴心的夹角为90
°
；四个模块化的定子瓣(210)依次拼接构成一个完整的定子(2)，相邻定子瓣(210)之间通过紧固组件(215)安装固定；
[0011]进一步地，每个定子瓣(210)包括：机座(211)、定子铁芯(212)、汇流环(213)、电枢绕组(214)和紧固组件(215)；各定子瓣(210)的电枢绕组(214)分为U相、V相、W相，由绕制在定子铁芯(212)的每个定子齿上的铜线按照电气线路图的设计要求实现电气连接，每相由三条支路组成，三条支路通过焊接的方式并联于每个定子瓣(210)的汇流环(213)上，各定子瓣(210)之间的汇流环(213)通过螺栓紧固的方式实现串联连接。
[0012]其中，转子(3)为模块化三等分结构，包括三个转子瓣(310)，即一个完整的转子(3)均等分为三个模块化的转子瓣(310)，每个转子瓣(310)两端至转动轴心的夹角为120
°
。每个转子瓣(310)包括转子磁极(311)和转子支架(312)，三个模块化的转子瓣(310)依次拼接构成一个完整的转子(3)。拼接完成的转子(3)采用螺栓固定于球磨机滚筒的筒体法兰上。转子(3)的转动轴与滚筒筒体的转动轴为同一转动轴。所述定子(2)和球磨机轴承支撑座安装在地基上。在工作过程中，由于球磨机冲击载荷较大，通过定子(2)、轴承支撑座与地面接触，能够迅速将震动能量传递至地面，避免能量累积造成噪音增大以及设备损坏等问题。
[0013]其中，环形电机的定子(2)与转子(3)之间预设置有5～10mm的空气隙。
[0014]其中，密封装置(4)设置在环形电机的两侧，包括密封端盖(410)、迷宫环(411)和毛毡(412)。迷宫环(411)固定安装在转子(3)上。密封端盖(410)上设置梳齿(413)、第一安装孔(414)和第二安装孔(416)。密封端盖(410)靠近转子(3)的内环设置凹槽(417)，毛毡(412)固定安装在该凹槽(417)内。密封端盖(410)和迷宫环(411)的密封面分别设置有若干个依次排列的环形密封梳齿，密封端盖(410)上的梳齿(413)与迷宫环(410)上的梳齿相互交错，组成迷宫密封。
[0015]其中，密封端盖(410)内环表面设置的毛毡(412)安装前用油浸渍，形成无预压力状态贴合密封面。密封端盖(410)的第一安装孔(414)通过螺栓(415)固定安装在定子(2)上。密封端盖(410)同样为模块化结构，多个密封端盖(410)相互连接构成环形密封，使其与环形转子(3)匹配。
[0016]进一步地，环形密封等分为多个密封端盖(410)，例如等分为四个、五个或六个。每个密封端盖之间通过其两端的第二安装孔(416)连接。
[0017]其中，变频控制系统(5)包括显示器(513)和空气隙值检测装置(514)。变频控制系统(5)采用PLC逻辑控制。空气隙值检测装置(514)设置在定子瓣(210)上；空气隙值检测装置(514)用于检测定子(2)和转子(3)之间的空气隙间隙。当空气隙值检测装置(514)检测到电机空气隙间隙值超过预先设定值时，故障运行指示灯亮起，并且在变频控制系统(5)的显示器(513)显示，也可以通过联组部件与远程监控设备进行通信以实现在监控显示屏显示，便于对环形电机工作的监控和控制。
[0018]其中，调节垫铁(6)设置在电机地脚处，包括左调节垫铁、中调节垫铁和右调节垫
铁；每个调节垫铁(6)包括基础垫铁(610)、楔形垫铁(611)和调节螺杆(612)。基础垫铁(610)和楔形垫铁(611)的斜面夹角α，通过旋转调节螺杆(612)，为支撑的楔形垫铁(611)提供水平方向的牵引力，使得楔形垫铁(611)与基础垫铁(610)之间发生α角度斜向滑移，从而使电机地脚升高或者降低，起到升降调节的作用。电机地脚的升高或降低，将带动定子升高或降低，因此定子和转子之间的空气隙也将随之调整，因而保证空气隙间隙在阈值范围内。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种球磨机用无齿轮直驱环形永磁同步电机，其特征在于：所述环形永磁同步电机(1)为分瓣式有转动轴心的环形电机，包括定子(2)、转子(3)、密封装置(4)、变频控制系统(5)和调节垫铁(6)；所述定子(2)为模块化四等分结构，包括四个定子瓣(210)，每个定子瓣(210)的两端至转动轴心的夹角为90
°
；四个模块化的定子瓣(210)依次拼接构成一个完整的定子(2)，相邻定子瓣(210)之间通过紧固组件(215)安装固定；所述转子(3)为模块化三等分结构，包括三个转子瓣(310)，每个转子瓣(310)两端至转动轴心的夹角为120
°
；三个模块化的转子瓣(310)依次拼接构成一个完整的转子(3)；所述密封装置(4)设置在环形电机的两侧，包括多个密封端盖(410)；多个密封端盖(410)相互连接构成环形密封；所述变频控制系统(5)包括显示器(513)和空气隙值检测装置(514)；所述调节垫铁(6)包括基础垫铁(610)、楔形垫铁(611)和调节螺杆(612)。2.根据权利要求1所述的球磨机用无齿轮直驱环形永磁同步电机，其特征在于：其中，所述定子瓣(210)包括机座(211)、定子铁芯(212)、汇流环(213)、电枢绕组(214)和紧固组件(215)；各定子瓣(210)的电枢绕组(214)分为U相、V相、W相，由绕制在定子铁芯(212)的每个定子齿上的铜线按照电气线路图的设计要求实现电气连接，每相由三条支路组成，三条支路通过焊接的方式并联于每个定子瓣(210)的汇流环(213)上，各定子瓣(210)之间的汇流环(213)通过螺栓紧固的方式实现串联连接。3.根据权利要求1所述的球磨机用无齿轮直驱环形永磁同步电机，其特征在于：其中，所述转子瓣(310)包括转子磁极(311)和转子支架(312)，三个模块化的转子瓣(310)；三个模块化的转子瓣(310)拼接成的转子(3)采用螺栓固定于球磨机滚筒的筒体法兰上；所述转子(3)的转动轴与滚筒筒体的转动轴为同一转动轴。4.根据权利要求1所述的球磨机用无齿轮直驱环形永磁同步电机，其特征在于：其中，密封装置(4)包括密封端盖(410)、迷宫环(411)和毛毡(412)；所述迷宫环(411)固定安装在转子(3)上；所述密封端盖(410)上设置梳齿(413)、第一安装孔(414)和第二安装孔(416)；所述密封端盖(410)靠近转子(3)的内环还设置凹槽(417)；所述密封端盖(410)和所...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹建，薛晓麟，王远兵，王长路，姬胜杰，景祥，王伟功，朱霞，石和玉，焦云，
申请(专利权)人：江苏中工高端装备研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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