1.概述

目前選粉機普遍采用變頻異步電動機+齒輪箱驅動，該驅動方式的特點是：通過變頻器調節電機的轉速、軸功率來適應選粉機負載的變化要求。做到了系統節能，實現了軟啟動，控制方便。但隨著永磁材料應用技術的發展，電力傳動技術又有新的飛躍。

大功率低速永磁電動機的發明，使得電動機直接驅動負載，即取消齒輪箱，簡化傳動鏈，提高傳動系統的可靠性得以實現。該系統在船舶動力、煤炭運輸、礦井提升等設備上得到廣泛應用，為動力傳送技術帶來革命性變革。

本文以200kW選粉機驅動系統為例，就此系統使用永磁變頻電動機直接驅動技術進行可行性論述。（因參考資料有限，本文中引用數據實際數據可能有一定誤差）

2.現有傳動系統

1）組成：變頻器+變頻異步電動機+齒輪箱。

2）基本參數及維護費用

a）基本參數見表1。

表1 變頻異步電動機和齒輪箱基本參數

b）維護費用（估算）見表2。

3.永磁變頻直驅系統

1）組成：變頻器+永磁電動機。

2）基本參數及維護費用

a）基本參數見表3。

b）維護費用見表4。

4.兩種驅動方式對比分析

1） 傳動鏈對比——永磁直驅簡化了傳動鏈

永磁直驅方式取消了齒輪箱，省去了中間環節，簡化了傳動鏈。

2） 可靠性對比——永磁直驅系統簡化，無齒直聯，可靠性得到大大提高。

3） 占用空間及地基對比———相比而言，變頻永磁直驅系統節省大量占地面積，空間利用率高。

4） 環境友好性對比————變頻永磁直驅系統無液體油，生產現場無環境污染隱患。

5） 運行維護費用對比

a）運行費用對比：

按工作電流、年工作時間，永磁直驅方式效率可提高：

（1/92.7%-1×96%/95.7%)=7.56%

按工作系數0.9計算，節約功率 ：

200/92.7%×200×96%/95.7%×0.9=13.6（kW）

按每年工作300天，每天工作24h計算：

13.6×24×300=97,920(kW·h)

按每度電0.85元計算：

97,920×0.85=83,232（元）

即每臺（套）每年節約電能97,920度，節省運行費用83,232元。

b）檢修維護對比（估算）：

齒輪箱的運行維護成本，每年節約費用為：11,692元/年。

相應的運行維護工作、人員開資可全部節省。

6） 效率、功率因數特性對比：

高效區寬，即輕負載運行時仍具很有高效率、功率因數，節能效果明顯。具體對比見表5、圖1、圖2。

7） 振動、噪聲對比——永磁直驅系統振動更低、噪聲更小。

5.系統改造可行性分析

1）永磁直驅電動機技術成熟并已得到廣泛應用

永磁電動機的成熟性：永磁電動機與電勵磁同步機電動機原理、結構相同，把電勵磁系統改為永磁體勵磁。自上世紀80年代第三代永磁體釹鐵硼技術問世至今，在伺服電機系統使用率已達100%，小型電機中使用率達95%，工業電機中也已得到大量應用，如風力發電、船舶動力、石油化工、電梯、煤炭運輸、礦井提升等。

2） 使用永磁直驅系統能帶來巨大的經濟效益

替代后每臺每年節約費用：

83,232+11,692 =9.5萬元

3） 安裝條件分析

可根據現場情況，設計為立式安裝，可有效利用空間排布，減少占地面積（見圖3）。

圖3

6.結論

1） 永磁直驅的技術優勢和缺點

a） 優勢：簡化了傳動鏈、提高系統可靠性、效率高、功率因數高、運行成本低、節約能源、無液油、免維護、振動低、噪聲小。

b） 缺點：和變頻異步電動機單機比較重量大，體積大、與現有異步電動機安裝尺寸不能通用。

2） 替代方案具有很大的技術優勢、經濟優勢。

7.應用現場