球磨机改造用高效节能永磁电机项目可行性研究报告(编辑修改稿)

球磨机改造用高效节能永磁电机项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

改造方案 系统改造思路示意 本次改造主要采用永磁电机直接驱动球磨机的小齿轮工作，这样可大大提高工作效率和运行成本，永磁电机可实现真正意义上的免维护。 由于， 永磁电机起动后采用工频电源供电即可实现稳定运行，所以为了降低改造成本，本次改造建议采用一台变频器 拖动多台 （据实际情况确定数量） 电机起动。 电机 起动后将电机的端子引到电网上， 在电网供电情况下，电机也可高效运行， 详见图 6。 【 1】 改造前球磨机系统示意图 选矿厂现有球磨机系统采用异步电机 — 减速机 — 小齿轮 — 大齿轮的模式驱动回转部（如图 4所示），由于异步机和减速机的效率非常低（分别为 86%和 88%左右，这个环节的效率为 75%左右），并且存在着维护频繁、漏油等系列问题，严重影响选矿厂的生产成本与效益。 图 4 现选矿厂球磨机系统示意图 【 2】 改造 后 球磨机系统示意图 如图 5所示，为了提高传动环节的效率， 本次 改造 方案，预采用低速大转矩永磁同步电动机（效率 90%，较前者提高 15%）直接驱动小齿轮，带动大齿轮转动。 为了不影响生产周期，本次改造方案采用即换即用的原则， 保证选矿厂的生产效益不受影响 ，图 6为 低速大转矩永磁电机示意图。 图 5 新型永磁同步电动机球磨机系统示意图 图 6 低速大转矩永磁电机示意图 【 3】 供电 系统示意图 图 7 控制系统采用一拖多的方式工作 如图 7所示，改造后供电系统采用一拖多的方式，即 可 根据场区情况，可 由一台或两台变频器或驱动多台电机起动。 优势分析 表 1 新型永磁电机球磨机与常规球磨机主要性能比较。 【 1】 异步电机 减速机的 主要缺点表现在 ：  系统整体传动效率 低。  系统的功率因数 差。  整机占地面积 大。  调整维护困难。  振动和噪声严重。 【 2】 新型永磁电机球磨机的主要性能优势：  大幅度地提高球磨机传动系统的力能指标 图 8 异步机效率、功率因数与负载率关系 图 9 永磁电 机效率、功率因数与负载率关系 异步电动机需要电源提供滞后的无功来建立机电能量转换所必须的磁场。 因此，其效率和功率因数与电机的负载率直接相关，如图 5 所示。 在各种机械装备中，电机的额定功率都是按照满足装备极限能力需要而选定的。 而在实际的运行中，大部分机械装备的负载率都是在 70%以下，其中矿山、石油等行业机械装名称 永磁电机球磨机 异步机 减速机球磨机 电机功率（ KW） 300 370 减速器 无 有 起动器 变频器一拖多 水电阻 传动系统 效率 90％ 75％ 功率因数 维护频率 低或无 高 备常年负载率在 50%以下。 从图 8 可见，当异步电动机负载率低于 50%时，其效率和功率因数都下降十分显著。 本项目所提出的稀土永磁同步电动机，其磁场由稀土永磁功能材料产生，因此其效率、功率因数与负载率的关系与异步电动机相比，具有明显的不同，如图 9 所示。 这种近似与负载率无关的力能特性，特别适合机械装备的特点。 因此，本项目成果推广应用，将大幅度地提高 选矿厂球 磨机 电气传动的力能指标。  可以实现机械装备的无齿轮传动 在传统的球磨机传动系统中，由于异步电动机无法制成多极，为了满足负载的低速大转矩需要，一般采用异步电动机 齿轮减速机的方式实现。 齿轮减速机的存在不仅增加了系统的制造成本，其自身的传动效率低、振动和噪声严重、润滑油渗漏污染、日常维护工作量大等弊端，都增加了机械装备的运行成本。 本项目提出的稀土永磁同步电动机，可以直接设计成低速大转矩，能够直接满足负载需要的速度和力矩的要求，从根本上克服了异步电动机 齿轮减速机传动系统存在的各种弊端。 因此，改善 球磨机 的性能指 标，提高 抽油机 的运行效率，从而更好地实现节能增效，改善电网的供电状况，对 矿石加工 行业的发展起着举足轻重的作用。 4 球磨机用 永磁电机 节 能分析 表 2 节能分析表 异步机 — 减速机 永磁电机 功率 370 kW 300 kW 效率 86%*88%=75% 90% 损耗电量 /天 370*24*= 2220kWh 300*24*= 720 kWh 一台 减少耗电/天 (2220720) =1500 kWh 一台 减少耗电/年 1500*360 天 =540,000 kWh 改造后 全厂 减少耗电 /年 540,000 kWh *36台 =1944万度 折合标准煤 1944* 按本厂改造的机型 ，原异步电动机额定功率 370kW，本 电机的 额定功率 选 为300kW，则每台 球磨机 每年可节约的电。