永磁同步变频电动机在选粉机上的应用

胡 冬 王 强 巩龙飞 陈 娇 刘丙录

（山东欧瑞安电气有限公司，山东 泰安 271000）

从电动机产品的整个使用周期来看，电费支出是采购支出的100倍左右，目前，全国近60%的电动机都工作在额定负荷的70%以下，即工作在轻载区，效率低下，导致高达30%的用电被浪费掉，这是由于异步电动机传动系统的运行特点所决定的。为了提高选粉机驱动电机的运行效率及功率因数，减少电能浪费，对原驱动系统进行永磁直驱变频电动机改造，以达到节能降耗、降低维护的效果。

1 选粉机

1.1 选粉机工作原理

选粉机主要由外壳、导风叶片、转动叶轮、锥斗组成。选粉气体从磨机气体出口引入选粉机底部，气体沿进风管上升至上部出口，被粗粉收集锥部沿四周分流，进入由内椎体和外壳组成的内腔，继续上升，当上升到顶部时，经选粉机上部进入，与撒料盘分散后的物料相遇，物料被气流分散，筛选得到合格产品。

1.2 选粉机使用特点

（1）属静态分级打散设备，无运动部件，工作可靠稳定，利于辊压机的平稳运行，提高系统产量。

（2）结构简单，耐磨部件使用寿命长。

（3）使用风量小，压差损失小。

（4）成品细度可通过调节风速来控制，调节方便可靠。

（5）具有烘干功能。

1.3 选粉机存在的问题

目前，市场上的选粉机驱动方式大部分都是采用传统的三相异步电机+减速机的方式，主要存在如下问题：（1）异步电动机效率低、功率因数低。（2）减速机高速转动，噪音大，齿轮易发生磨损和折断，立式安装，存在漏油现象，维护量大。（3）占地空间大，对空间要求较高。（4）震动大，联轴器易损坏。

图1 选粉机

2 永磁同步变频电动机节能改造原理

2.1 永磁同步变频电动机工作原理

永磁同步电机的原理是在电动机的定子绕组中通入三相交流电，通电后就会在电动机的定子绕组中形成旋转磁场，由于在转子上安装了永磁体，永磁体的磁极是固定的，根据磁极异性相吸的原理，定子中产生的旋转磁场会带动转子旋转，从而驱动负载转动。

2.2 永磁同步变频电动机使用特点

（1）无需减速装置，永磁电动机直连负载。

（2）通过调节变频装置，可实现无极调速。

（3）结构更加简单，降低工人的维护量。

2.3 永磁同步变频电动机节能改造原理

（1）去掉减速机，提供驱动系统的整体效率。

（2）永磁同步变频电动机转子由稀土永磁材料钕铁硼做成，无励磁损耗，无转子铜耗、铁耗，相比Y系列三相异步电机本身的效率要高出3%～5%，具有更高的运行效率及功率因数，并且不受负载率影响。

（3）根据负载量大小，输出功率自动调节。

3 永磁同步变频电动机节能改造方案

表1 三相异步电动机与永磁同步变频电动机额定数值

表2 选粉机改造前运行数据记录

根据选粉机设备的应用特点，对某中联水泥有限公司的一台选粉机进行电机节能改造工程，将原有的三相异步电动机+减速机的传动方式改造为永磁同步变频电动机启动，额定数值如表1所示。

通过对以上表2、表3记录数据分析，采用永磁同步变频电动机驱动后，选粉机所使用的吨耗电量明显降低，节电量至少达20%以上，经过后期的跟踪监测，节电量甚至达到30%，节能效果显著。

表3 选粉机改造成永磁同步变频电动机后数据记录

图2 改造前布置图

图3 改造后布置图

4 解决的问题

（1）永磁同步变频电动机直接驱动负载，无需减速机传动，不存在高温、漏油、高的震动、噪音等情况，明显改善现场环境条件，降低了润滑及维护成本。（2）降低设备的震动，减少联轴器尼龙销的损坏率，提高了设备的稳定性。（3）节电率达20%以上，节能效果显著。

5 结论

永磁同步变频电动机取消了减速器传动，直接驱动生产机械，使传动系统结构简化，具有更高的效率及功率因数、噪音降低、安装方便、节省空间、降低了工人的日常维护工作，从而节约了大量人力、物力，减轻了生产过程中的环境污染，有效减少碳排放，特别适合在选粉机设备上使用。另外，在输送机、磨机、空冷岛、搅拌机等设备上也有广泛应用。