球磨机改造用高效节能永磁电机项目投资立项计划书

可以克服径向结构在多极时的每极激励面积不足的缺点，方便地根据需要通过调整永磁体槽深来选择激励面积的大小。

图转子切向结构磁极的基本形式主磁极极弧系数的选择在同步电机的设计中，极弧系数的选取对电机电枢绕组内电势波形以及电机出力大小有着重要的影响。

在低速大扭矩驱动系统中，采用的优点之是可以通过选择适当的极弧系数来消除次谐波对电枢绕组内电势波形的影响。

若通过适当地调整漏磁的大小和选择合适的极弧系数，使气隙磁密的波形呈准梯形波分布。

电枢绕组的排布方式在般的交流电机设计中，可以通过电机定子绕组的分布和短距来消除谐波。

但在采用了多极的低速中小型电机中，已经不可能有足够的电枢绕组槽，来供分布使用。

采用整距集中绕组显然对电枢绕组内电势波形正弦化不利。

因此，采用分数槽绕组几乎是惟的选择。

根据电机设计基本理论，分数槽绕组不但可以有效地消弱电枢绕组内电势中的高次谐波，而且对于低次的齿谐波同样有消除作用。

从提高绕组利用系数和消除主要低次谐波的观点出发，分数槽绕组的实际线圈跨距应该采用式取整短距的方法确定。

式中电枢绕组的槽数电机极对数。

齿谐波影响的消除在低速大扭矩驱动系统中，气隙齿谐波磁场对低频转矩脉动的影响显得尤为突出，必须尽量消除。

在异步电动机中，通常采用转子斜槽的方法来消除齿谐波的影响。

因此，只有采用定子斜槽的工艺。

理论分析表明，斜个定子槽就可以消除齿谐波。

但考虑到的极弧系数般较异步电动机的小，磁极的边缘效应也要比异步电动机的强，所以理想的斜槽数应该是式中定子槽两端沿气隙圆周扭转的弧长定子槽沿气隙圆周的槽距弧长电枢绕组每极每相槽数。

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。

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所示，由于异步机和减速机的效率非常低分别为和左右，这个环节的效率为左右，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。

图现选矿厂球磨机系统示意图改造后球磨机系统示意图如图所示，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，较前者提高直接驱动小齿轮，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，图为低速大转矩永磁电机示意图。

图新型永磁同步电动机球磨机系统示意图图低速大转矩永磁电机示意图供电系统示意图图控制系统采用拖多的方式工作如图所示，改造后供电系统采用拖多的方式，即可根据场区情况，可由台或两台变频器或驱动多台电机起动。

优势分析表新型永磁电机球磨机与常规球磨机主要性能比较。

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。

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异步机效率功率因数与负载率关系图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减速器无有起动器变频器拖多水电阻传动系统效率维护频率低或无高备常年负载率在以下。

从图可见，当异步电动机负载率低于时，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，如图所示。

这种近似与负载率超过，对于这些运行时间长的场合，如采用高效超高效甚至超超高效永磁电动机将会对能源节约带来更显著的效果。

据统计，和年全国共生产各种电动机亿，其中中小型电动机年产量约占总产量的。

中小型电动机耗电量占总发电量的，加上大型电动机和微电机，耗电量达，是电力生产部门最大的用户。

如果效率平均提高个百分点，则将会节约电能万，按工业用电元度计算，则可节约电费万元左右，同时还可以减少万炭排量。

根据京都议定书，每吨炭排量可以销售到美元，中国和联合国正在北京筹建炭交易中心，预计年，中国炭排量定额占，也就是说超过，要花钱买炭排量，低于，可以卖出。

因此高效永磁同步电动机从国家政策导向和市场需求方面都有其它电机不可替代的优势，市场前景非常广阔。

因此，大力发展与应用新型节能球磨机永磁电机，将使我国选矿经济效益进步提高，成本大幅度降低。

附件我国高效永磁同步电动机的研发与应用现状附件大连钰霖电机有限责任公司研制成功的永磁电机及应用现状附件泥浆泵直驱用永磁同步电动机试验报告附件我国高效永磁同步电机应用现状国内许多高校研究所和企业针对不同应用场合，先后开发出了多种高效超高效和超超高效异步起动永磁同步电动机和变频调速永磁同步电动机产品。

现摘要介绍几种典型产品。

需要说明的是，这些产品是在颁布之前研发的，与和的效率值稍有出入，只要调整设计和优化，有可能达到所规定的标准。

油田抽油机用高效高起动转矩永磁同步电动机目前，油田抽油机用感应电动机普遍存在大马拉小车现象，电能浪费严重。

国内针对油田抽油机负载特性，在减小个机座号的情况下开发出高效高起动转矩永磁同步电动机系列图，该系列电机不仅在额定负载时效率和功率因数高，而且在轻载额定负载时仍具有用较高的效率和功率因数，在不同油田运行时节电率达以上，表为其中两种典型规格电机效率与感应电动机和标准对比。

图高效永磁电动机应用在油田抽油机上表高效永磁电动机与感应电动机和标准对比电机规格电机类型效率机座号铁心长转子型式极高效永磁电动机铸铝转子感应电动机铸铝转子极高效永磁电动机铸铝转子感应电动机铸铝转子化纤纺织用高效高牵入转矩永磁同步电动机化纤纺织用高效高牵入转矩永磁同步电动机属于异步起动永磁同步电动机。

化纤纺织用电机稳定运行时负载并不很大，但是其负载的转动惯量却很大，这对电机的牵入同步能力提出了较高的要求。

永磁同步电动机在起动过程中不但要求有足够的起动转矩，以克服负载转矩使电机起动并运行到接近同步转速，还要求电机有足够高的牵入同步能力，使电机能够顺利牵入同步。

这在设计上是相互制约的。

而且永磁同步电机由于转子上要安放永磁体，转子槽不可能太深，使起动性能的改善更难因此在相同负载情况下，化纤纺织用电机尺寸般比普通电机大个功率等级，使得电机在运行时也存在大马拉小车现象，电能浪费严重。

国内经过多年研究，所开发的极极极和极在体积不增大的情况下能够达到超高效甚至超超高效性能指标见表和表。

综合节电与普通感应电动机比高到左右，与纺织专用电机比也在左右，节电效果非常明显。

图高效高牵入转矩永磁同步电动机在现场运行表超高效高牵入转矩永磁同步电动机与标准对比电机规格电机类型效率机座号铁心长转子型式极超高效永磁电动机铸铝转子高效永磁电动机铸铝转子极超高效永磁电动机铸铝转子高效永磁电动机铸铝转子表超超高效高牵入同步能力永磁同步电动机与标准对比电机规格电机类型效率机座号铁心长转子型式极超超高效永磁电动机铜条转子超高效永磁同步电动机铸铝转子高效永磁电动机铸铝转子极超超高效永磁电动机铜条转子超高效永磁电动机铜条转子高效永磁电动机铸铝转子高效高过载能力永磁同步电动机高效高过载能力永磁同步电动机主要是应用于风机泵类负载。

据电力部门估算，煤炭行业的风机水泵五六十年代的老设备约占，其本身运行效率只有，系统运行效率大约为。

由此造成的能源浪费是巨大的。

因此针对风机泵类负载特点，国内在十五期间，通过对该类电机的共性关键技术研究，解决了制约该类电机的技术难题，所开发的极电机和极电机见图都达到了标准规定的效率值见表。

图超超高效永磁同步电动机极图屏蔽泵用永磁同步电动机极另类特殊用途的高效高过载能力永磁同步电动机为屏蔽泵用永磁同步电动机，该类电机主要用于石油化工制冷制药核工业及许多新兴工业部门运送易燃易爆有毒贵重腐蚀性放射性的各种介质。

为保护电机的不受腐蚀，必须在定转子外面加密闭的屏蔽套，这就需要加大定转子之间的气隙。

降低了电机的效率和功率因数，因此造成电能浪费严重。

这种电机若改成永磁电机主要制约因素为转子细长转子空间有限永磁体高温退磁问题。

国家稀土永磁电机工程技术研究中心通过技术攻关，解决了关键技术问题，研制出极和极两种规格样机见图，该电机与同规格感应电动机相比数据如表所示。

表超超高效高过载能力永磁同步电动机与指标对比电机规格电机类型效率机座号铁心长转子型式极超超高效永磁电动机铜条转子超高效永磁电动机铸铝转子高效永磁电动机铸铝转子极超超高效永磁电动机铜条转子表屏蔽泵用永磁同步电动机与感应电动机性能比较电机类型功率效率功率因数机座号感应电动机永磁电动机中型异步起动高效稀土永磁同步电动机图中型永磁电动机转子冲片图图极样机照片目前，中型异步起动高效永磁同步电动机主要用作驱动三机泵风机压缩机冷冻机和水泵，这类负载要求高效率高功率因数和高过载能力，同时要求运行稳定可靠。

中大型永磁同步电动机在效率提高技术上可以采用小型高效高过载能力永磁同步电动机的技术措施，但制约中型高效稀土永磁同步电动机研发的主要因素是工艺结构问题。

因为中型电机转子空间有限，在有限的空间内既要放置足够的永磁体来满足所需的磁通，又要放置起动笼来满足异步起动能力，同时还要开定面积的轴向通风孔，保证电机的温升满足标准，因此会造成每个细节的尺寸都很紧张，机械强度接近极限如图所示。

目前该类电机主要是在原有电机上进行改造，通过技术攻关，国家稀土永磁电机工程技术研究中心研发出极极极和极几种典型规格样机，图为极样机照片。

两种电机性能指标与原感应电动机相比如表所示。

节能效果明显，以为例，经北京首钢现场实测节电率为，年可节电万，如果是全新设计，效率还能