智能伺服永磁直驱系统-山东力博

1、科科/技技/让让/传传/动动/更更/简简/单单 山东欧瑞安电气有限公司，创建于山东欧瑞安电气有限公司，创建于2013年年3月月，坐落于泰安市国家级高新，坐落于泰安市国家级高新技术开发区，是一家专业从事永磁直驱技术开发区，是一家专业从事永磁直驱电机、永磁伺服控制器、变频器、电气电机、永磁伺服控制器、变频器、电气智能控制系统等研发制造的国家级高新智能控制系统等研发制造的国家级高新技术企业。公司成功研制的技术企业。公司成功研制的“智能伺服智能伺服永磁直驱系统永磁直驱系统”系列产品，取得了系列产品，取得了30个个品种（品种（40kW630kW）的防爆认证、）的防爆认证、安标认证、生产许可认证，该产品融

2、合安标认证、生产许可认证，该产品融合了变频矢量控制、低速大转矩永磁电机、了变频矢量控制、低速大转矩永磁电机、智能控制等技术，获得发明专利智能控制等技术，获得发明专利5项，实项，实用新型专利用新型专利23项，是国内目前产品系列项，是国内目前产品系列最全、转矩最高、功率最大的智能伺服最全、转矩最高、功率最大的智能伺服永磁直驱系统生产企业，填补了国内外永磁直驱系统生产企业，填补了国内外多项空白。多项空白。 智能伺服永磁直驱系统广泛应用于带智能伺服永磁直驱系统广泛应用于带式输送机、提升机、球磨机等机械设备，式输送机、提升机、球磨机等机械设备，是机械传动行业的一次技术革命。是机械传动行业的一次技术革命。

3、 科科/技技/让让/传传/动动/更更/简简/单单公司简介公司简介 智能永磁直驱电机的开发得到国智能永磁直驱电机的开发得到国家稀土永磁电机工程技术研究中心家稀土永磁电机工程技术研究中心 唐任远院士唐任远院士的大力支持。的大力支持。科技成果科技成果2014年年8月月30日我公司研发的防爆永磁日我公司研发的防爆永磁直驱电机被中国煤炭协会、国家稀土永直驱电机被中国煤炭协会、国家稀土永磁电机技术研究所、国家安标中心、中磁电机技术研究所、国家安标中心、中煤集团、冀中能源、山东能源、内蒙古煤集团、冀中能源、山东能源、内蒙古伊泰集团等多家大型煤炭集团企业的专伊泰集团等多家大型煤炭集团企业的专家、领导共同鉴定为

4、国际领先产品；同家、领导共同鉴定为国际领先产品；同时该产品得到了中国工程院周济院长的时该产品得到了中国工程院周济院长的认可。认可。 智能伺服永磁直驱系统是山东欧瑞安电气有限公司自主研发的智能伺服永磁直驱系统是山东欧瑞安电气有限公司自主研发的节能产品。系统由智能永磁直驱电机、永磁伺服控制器和输送机机头节能产品。系统由智能永磁直驱电机、永磁伺服控制器和输送机机头三部分组成，与传统带式输送机系统相比去掉了减速机、液力耦合器。三部分组成，与传统带式输送机系统相比去掉了减速机、液力耦合器。与原系统相比具有高效、节能、低噪音、免维护、起动转矩大、运行与原系统相比具有高效、节能、低噪音、免维护、起动转矩大、

5、运行平稳等特点。平稳等特点。一、智能永磁直驱系统简介一、智能永磁直驱系统简介科科/技技/让让/传传/动动/更更/简简/单单传统带式输送机驱动系统传统带式输送机驱动系统减速器减速器液力耦合器液力耦合器电机电机滚筒滚筒智能伺服永磁直驱系统智能伺服永磁直驱系统电机电机滚筒滚筒科科/技技/让让/传传/动动/更更/简简/单单智能伺服永磁直驱系统与传统驱动系统对比智能伺服永磁直驱系统与传统驱动系统对比二、智能伺服永磁直驱系统特点（二、智能伺服永磁直驱系统特点（1） 高效节能高效节能 传统的驱动系统的传动效率为传统的驱动系统的传动效率为70%以下，所用的以下，所用的Y系列异步电机的能耗仅系列异步电机的能耗仅

6、为国际为国际IE1级（相当于国家三级能耗）。而永磁直驱系统的传动效率在级（相当于国家三级能耗）。而永磁直驱系统的传动效率在93%以以上上 ，采用的永磁直驱电机能耗达到国际，采用的永磁直驱电机能耗达到国际IE4（高于国家一级能耗标准），综（高于国家一级能耗标准），综合节能率比传统驱动系统提高了合节能率比传统驱动系统提高了20%以上。带式输送机使用智能伺服永磁直以上。带式输送机使用智能伺服永磁直驱系统，能够大幅度提高系统效率，节约大量电能。驱系统，能够大幅度提高系统效率，节约大量电能。科科/技技/让让/传传/动动/更更/简简/单单功率因数曲线功率因数曲线效率曲线效率曲线序序号号备注备注设备设备起动

7、起动系数系数功率功率因数因数效率效率设备设备起动起动系数系数功率功率因数因数效率效率1电机电机0.80.83-0.910.90电电机机2.2-2.80.990.95电费电费按按1元元/度度日运日运行行16小时小时年年360天算天算2偶合器偶合器1.3-1.70.923减速器减速器0.924变频器变频器伺服控制器伺服控制器5合计合计0.7620.95同负载配电机同负载配电机2500kw(轴功率轴功率718kw)2400kw(轴功率轴功率718kw)运行十年电费运行十年电费5427.1万元万元4353.4万元万元运行十年维护费运行十年维护费80万元万元10万元万元运行十年节约合运行十年节约合计计智

8、能伺服永磁直驱系统节约智能伺服永磁直驱系统节约1143.7（万元）（万元）二、智能伺服永磁直驱系统特点（二、智能伺服永磁直驱系统特点（2）二、智能伺服永磁直驱系统特点（二、智能伺服永磁直驱系统特点（3）起动转矩大起动转矩大 永磁直驱永磁直驱系统的永磁同步电动机匹配直接转矩控制方式能恒定输出额定负系统的永磁同步电动机匹配直接转矩控制方式能恒定输出额定负载转矩载转矩2.82.8倍的起动转矩，而传统驱动系统使用的异步电动机在同功率条件下的倍的起动转矩，而传统驱动系统使用的异步电动机在同功率条件下的起动转矩是额定负载的起动转矩是额定负载的55%55%，不能满足系统的正常起动，为了系统正常起动，需，不能

9、满足系统的正常起动，为了系统正常起动，需增大电机容量来满足起动转矩，习惯上称增大电机容量来满足起动转矩，习惯上称“大马拉小车大马拉小车”，但系统正常运行后，但系统正常运行后，造成电机轻载运行，在电机轻载运行时，由于电压不变、所以磁通不会降低，造成电机轻载运行，在电机轻载运行时，由于电压不变、所以磁通不会降低，而负载比额定负载小得多，所以无功功率没有减少，有功功率要小得多，这样而负载比额定负载小得多，所以无功功率没有减少，有功功率要小得多，这样功率因数和电机效率就降低了。功率因数和电机效率就降低了。二、智能伺服永磁直驱系统特点（二、智能伺服永磁直驱系统特点（4）丰富的通讯功能丰富的通讯功能 可支

10、持可支持CANCAN、RS485RS485、PROFBUS DPPROFBUS DP等多种通信接口的接入，可实现与上位等多种通信接口的接入，可实现与上位机通讯，实现多台设备集中控制运行，可将运行数据传送至地面调度室进行机通讯，实现多台设备集中控制运行，可将运行数据传送至地面调度室进行在线监测。在线监测。历史数据存储历史数据存储 历史数据存储功能可保存最近一年的运行数据，数据可导出为历史数据存储功能可保存最近一年的运行数据，数据可导出为EXCELEXCEL格式格式文件，并可转化为图形模式，便于了解皮带机历史工作情况。文件，并可转化为图形模式，便于了解皮带机历史工作情况。二、智能伺服永磁直驱系统特

11、点（二、智能伺服永磁直驱系统特点（5）系系统实现软起动、免维护统实现软起动、免维护 该系统运用变频器控制起动，能实现系统传动的缓慢匀速起动，避免了该系统运用变频器控制起动，能实现系统传动的缓慢匀速起动，避免了电机起动的瞬间大电流给电网带来的冲击，以及转矩瞬时剧增给传动系统带电机起动的瞬间大电流给电网带来的冲击，以及转矩瞬时剧增给传动系统带来的机械冲击，由此降低了系统的电网故障和机械故障，同时由于比原系统来的机械冲击，由此降低了系统的电网故障和机械故障，同时由于比原系统减少了液力耦合器及减速器，降低了维护成本。后期维护只需隔减少了液力耦合器及减速器，降低了维护成本。后期维护只需隔2-32-3个月

12、给电个月给电机轴承注油机轴承注油1 1次。次。科科/技技/让让/传传/动动/更更/简简/单单序号1电 机噪音大、效率低智能伺服永磁直驱电机15年不维修2偶合器更换3减速器需大修、更换润滑油4变频器电气冲击大，易损件伺服控制器电气冲击小，更可靠运行十年维护费用80万元10万元实现功率平衡实现功率平衡 当该系统采用多电机主从控制驱动时，可实现功率平衡，能避免多电机因出当该系统采用多电机主从控制驱动时，可实现功率平衡，能避免多电机因出力不平衡而造成的电机的损坏。力不平衡而造成的电机的损坏。完善的保护功能完善的保护功能 该系统能够实现对过压、过流、欠压、过热等各种故障的保护，保障系统安该系统能够实现对

13、过压、过流、欠压、过热等各种故障的保护，保障系统安全稳定运行。全稳定运行。二、智能伺服永磁直驱系统特点（二、智能伺服永磁直驱系统特点（6）三、产品关键技术：永磁电机设计三、产品关键技术：永磁电机设计磁场分布图磁场分布图磁力线分布图磁力线分布图科科/技技/让让/传传/动动/更更/简简/单单 以电磁设计为基础，应用电机计算机辅助设计，充分发挥计算机计算能力以电磁设计为基础，应用电机计算机辅助设计，充分发挥计算机计算能力强、运算速度快及逻辑判断能力优等优势，使电机在更加完善的理论基础上，强、运算速度快及逻辑判断能力优等优势，使电机在更加完善的理论基础上，计算结果更准确、更全面，并能实现设计方案最优化

14、，同时也使设计周期缩短，计算结果更准确、更全面，并能实现设计方案最优化，同时也使设计周期缩短，设计费用减小，使设计人员更轻松自信地参与设计。设计费用减小，使设计人员更轻松自信地参与设计。 计算内容除电磁计算外，还可以进行通风、温升、振动、噪声、谐波分析、计算内容除电磁计算外，还可以进行通风、温升、振动、噪声、谐波分析、电磁场分析等与电机设计密切相关的分析和计算。电磁场分析等与电机设计密切相关的分析和计算。三、产品关键技术：永磁电机设计三、产品关键技术：永磁电机设计磁力线分布和磁密分布图磁力线分布和磁密分布图电机温升云图电机温升云图截面温度云图截面温度云图科科/技技/让让/传传/动动/更更/简简

15、/单单永磁直驱电机永磁直驱电机三维空间电磁场分析模型三维空间电磁场分析模型三维空间三维空间7272度角电磁场分析模型度角电磁场分析模型三、产品关键技术：永磁电机设计三、产品关键技术：永磁电机设计三维空间三维空间7272度角磁密幅值分布图度角磁密幅值分布图 科科/技技/让让/传传/动动/更更/简简/单单永磁直驱电机定子剖分永磁直驱电机定子剖分永磁直驱电机温度分布永磁直驱电机温度分布定子绕组温度分布定子绕组温度分布永磁体温度分布永磁体温度分布三、产品关键技术：永磁电机设计三、产品关键技术：永磁电机设计科科/技技/让让/传传/动动/更更/简简/单单三、关键技术：同步矢量控制技术三、关键技术：同步矢量

16、控制技术同步智能伺服控制器和普通异步变频器区别同步智能伺服控制器和普通异步变频器区别 同步智能伺服控制器是专门针对永磁同步电动机结构特点和机械特性开发同步智能伺服控制器是专门针对永磁同步电动机结构特点和机械特性开发的控制器，同步伺服控制器针对同步电机起动难和控制不当易失步飞车的特的控制器，同步伺服控制器针对同步电机起动难和控制不当易失步飞车的特点专门开发控制软件，采用同步电机参数辨识技术和空间矢量控制技术对电点专门开发控制软件，采用同步电机参数辨识技术和空间矢量控制技术对电机模型进行辨识、对励磁电流和转矩电流进行分开控制。在减少励磁能耗同机模型进行辨识、对励磁电流和转矩电流进行分开控制。在减少

17、励磁能耗同时极大的增大了转矩驱动力。时极大的增大了转矩驱动力。 而普通变频器是针对异步电动机开发的控制软件，普通而普通变频器是针对异步电动机开发的控制软件，普通V/F控制方式无法控制方式无法在低速区提供足够的扭矩输出；高端矢量型变频器虽然在输出转矩方面性能在低速区提供足够的扭矩输出；高端矢量型变频器虽然在输出转矩方面性能有所提升，但其控制对象是异步电机，异步电机和同步电机转子结构差别决有所提升，但其控制对象是异步电机，异步电机和同步电机转子结构差别决定了电机模型的区别。定了电机模型的区别。 普通异步变频器无法通过自学习功能识别永磁同步电机模型，启动时无普通异步变频器无法通过自学习功能识别永磁同

18、步电机模型，启动时无法对永磁电机转子位置进行有效识别，极容易造成启动失败，即使勉强能启法对永磁电机转子位置进行有效识别，极容易造成启动失败，即使勉强能启动成功，但启动后电机的空载电流和转矩特性也达不到同步智能伺服控制器动成功，但启动后电机的空载电流和转矩特性也达不到同步智能伺服控制器的指标。的指标。三、关键技术：同步矢量控制技术三、关键技术：同步矢量控制技术永磁直驱电机绝缘采用国际先进的真空灌封技术永磁直驱电机绝缘采用国际先进的真空灌封技术1、灌封后的绕组具有良好的耐电晕性能，有效解决变频器供电造成的电机匝间、灌封后的绕组具有良好的耐电晕性能，有效解决变频器供电造成的电机匝间短路问题。短路问题

19、。2、灌封后的绕组导热性能大幅提高，与、灌封后的绕组导热性能大幅提高，与“VPI真空浸漆真空浸漆”相比，电机温升下降相比，电机温升下降4050k。3、提高了绕组整体机械强度、且防水、防尘、防污效果显著。、提高了绕组整体机械强度、且防水、防尘、防污效果显著。灌封后的绕组灌封后的绕组灌封前的绕组灌封前的绕组四、产品关键工艺：真空灌封技术四、产品关键工艺：真空灌封技术灌封后的电机具有良好的绝缘性能灌封后的电机具有良好的绝缘性能四、产品关键工艺：电机连接方式四、产品关键工艺：电机连接方式永磁直驱电机底座与机头底座设计成一体结构并整体加工完，确保永磁直驱电机底座与机头底座设计成一体结构并整体加工完，确保

20、了电机中心高与滚筒中心高的一致性，电机与传动滚筒采用胀套联了电机中心高与滚筒中心高的一致性，电机与传动滚筒采用胀套联轴节连接，能够很好的调节电机与传动滚筒的对中性。轴节连接，能够很好的调节电机与传动滚筒的对中性。永磁直驱电机与皮带机连接方式永磁直驱电机与皮带机连接方式科科/技技/让让/传传/动动/更更/简简/单单四、品质保证四、品质保证科科/技技/让让/传传/动动/更更/简简/单单五、资质证书五、资质证书-专利专利科科/技技/让让/传传/动动/更更/简简/单单五、资质证书五、资质证书-防爆证、安标证、鉴定证书防爆证、安标证、鉴定证书科科/技技/让让/传传/动动/更更/简简/单单六、智能伺服永磁

21、直驱系统应用于球磨机六、智能伺服永磁直驱系统应用于球磨机1-1-驱动电机驱动电机 2-2-减速机减速机 3-3-齿轮箱齿轮箱 4-4-球磨机球磨机两台永磁电动机同步带动球磨机两台永磁电动机同步带动球磨机 1-1-永磁电机永磁电机 2-2-齿轮箱齿轮箱 3-3-球磨机球磨机 科科/技技/让让/传传/动动/更更/简简/单单球磨机使用地点：承德建龙矿业一选厂二段一号球磨机使用地点：承德建龙矿业一选厂二段一号 球磨机型号：球磨机型号：21522152（溢流型、边缘传动型球磨机（溢流型、边缘传动型球磨机 ）传统球磨机部分技术参数：详见表一传统球磨机部分技术参数：详见表一表一：表一：球磨机型号球磨机型号2

22、1522152电机额定功率电机额定功率315kW315kW球磨机额定转速球磨机额定转速25r/min25r/min电机额定电压电机额定电压380V380V减速机型号减速机型号ZD60ZD60电机起动电流电机起动电流700A(30min)700A(30min)减速机减速比减速机减速比3.553.55电机正常运行电流电机正常运行电流460520A460520A电机极数电机极数8 8极极科科/技技/让让/传传/动动/更更/简简/单单七、智能伺服永磁直驱系统应用于球磨机七、智能伺服永磁直驱系统应用于球磨机根据配电系统情况以及投资和综合效益考虑，可以选择根据配电系统情况以及投资和综合效益考虑，可以选择3

23、80V380V和和660V660V的永磁电机，该方案选型的的永磁电机，该方案选型的TBVFTBVF系列永磁同步电动机具体系列永磁同步电动机具体参数：详见表二参数：详见表二表二：表二：额定功率额定功率315kW315kW额定电压额定电压380V380V或或660V660V额定转速额定转速203r/min203r/min额定转矩额定转矩14819N.m14819N.m额定电流额定电流519A519A或或299A299A电机极数电机极数4040极极额定频率额定频率67.67Hz67.67Hz起动转矩倍数起动转矩倍数2.22.2倍倍效率效率95%95%过载转矩倍数过载转矩倍数2 2倍倍功率因数功率因数0.970.97电机正常运行电流电机正常运行电流245A245A（380V380V）科科/技技/让让/传传/动动/更更/简简/单单七、智能伺服永磁直驱系统应用于球磨机七、智能伺服永磁直驱系统应用于球磨机科科/技技/让让/传传/动动/更更/简简/单单七、智能伺服永磁直驱系统应用于球磨机七、智能伺服永磁直驱系统应用于球磨机智能伺服永磁直驱球磨机驱动系统应用实例智能伺服永磁直驱球磨机驱动系统应用实例科科/技技/让让/传传/动动/更更/简简/单单七、智能伺服永磁直驱系统应用于球磨机七、智能伺服永磁直驱系统应用于球磨机科科/技技/让让/传传/动动/更更/简简