Tecnología de imanes permanentes ultraeficientes para molinos de bolas

El molino de bolas es un dispositivo mecánico que continúa triturando mineral u otros materiales después de la trituradora para obtener productos de partículas más finas requeridos por el proceso. Su principio básico es cargar una cierta cantidad de bolas de acero en su cilindro como medio de molienda para triturar el mineral. Cuando el cilindro gira, las bolas de acero instaladas en el cilindro se elevan a una cierta altura mientras el cilindro gira bajo la acción de la fricción y la fuerza centrífuga, y luego se lanzan hacia abajo a una cierta velocidad lineal. El mineral es triturado por el impacto de las bolas de acero que caen, así como por el triturado y molido adicional entre las bolas de acero y entre las bolas de acero y el revestimiento. En la actualidad, existen dos tipos de formas de accionamiento para los molinos de bolas utilizados en las minas nacionales:

1. Molino de bolas de pequeño tonelaje: motor asíncrono de bobinado + reductor + anillos dentados grandes y pequeños + tambor;

2. Molino de bolas de gran tonelaje: motor síncrono trifásico de alto voltaje + anillos dentados grandes y pequeños + tambor;

Independientemente de la forma en que se accione el molino de bolas, habrá cadenas de transmisión largas, baja eficiencia operativa, alto consumo de energía del motor y una gran carga de trabajo de mantenimiento y revisión. En el contexto de la conservación de energía y la reducción de emisiones, es urgentemente necesario actualizar la tecnología de ahorro de energía.

Con la llegada de los materiales de imán permanente de NdFeB de alto rendimiento, los motores de imán permanente han alcanzado un desarrollo histórico. El NdFeB tiene un producto de energía magnética muy alto y su intensidad de inducción magnética residual/fuerza coercitiva es grande. El uso de menos imanes permanentes de NdFeB puede producir suficiente producto de energía magnética del motor, por lo que el volumen/tamaño del motor se puede reducir en gran medida. Los motores síncronos de imán permanente son adecuados para el diseño con múltiples polos, lo que reduce significativamente la altura del yugo del núcleo del estator/rotor, reduciendo así la cantidad de núcleo y el tamaño del motor.

El nuevo motor de imán permanente de arranque en línea tiene una barra conductora en forma de jaula en el rotor, que es la misma que la estructura del rotor del motor de inducción, además del imán permanente incrustado en el rotor del motor, de modo que puede generar un par asíncrono para lograr la aceleración del rotor cuando se enciende. Durante el funcionamiento normal, el imán permanente en el rotor genera un campo magnético de excitación que mantiene un cierto ángulo de potencia y gira sincrónicamente con el campo magnético giratorio generado por el devanado trifásico. Cuando la velocidad sincrónica es estable, dado que la velocidad del campo magnético del estator es consistente con la velocidad del rotor y no hay movimiento relativo, no se generará corriente inducida y la barra de jaula de ardilla (barra de cobre) no funcionará. El imán permanente y el devanado del estator generan conjuntamente un par motor.

Diferencias con la estructura del rotor del motor asíncrono: el motor asíncrono tiene excitación de cobre de jaula de ardilla, mientras que el LSPM tiene excitación de imán permanente del rotor;

Los motores de imán permanente de funcionamiento directo de velocidad media y bajo voltaje (también llamados “motores de imán permanente de arranque automático”) tienen las mismas ventajas que los motores de imán permanente de frecuencia variable:

1. La nueva serie de motores de imán permanente de funcionamiento directo tiene una gran capacidad de carga, un tiempo de recuperación dinámica rápido y un rendimiento operativo estable;

2. Tiene las características de velocidad constante, alta eficiencia y factor de potencia, y un amplio rango de operación económica;

3. Al utilizar materiales de imán permanente de tierras raras NdFeB de alto rendimiento y acero eléctrico no orientado de baja pérdida, el motor es pequeño y liviano;

En comparación con los motores de imán permanente de frecuencia variable, también tiene las siguientes ventajas:

4. Cuando se agrega o descarga una carga grande repentinamente, no habrá oscilación del ángulo de potencia, ni pérdida de paso ni incapacidad para operar, ni daños al motor;

5. Este producto se puede iniciar directamente a una frecuencia industrial sin un convertidor de frecuencia, se puede controlar por V/F y también se puede accionar mediante la regulación de velocidad del convertidor de frecuencia; (limitado a productos de más de 750 rpm)

6. Se puede utilizar en aplicaciones de ventiladores y bombas de agua donde un convertidor de frecuencia puede accionar varios motores;

7. Los convertidores de frecuencia asíncronos se pueden utilizar para accionar directamente esta serie de motores sin reemplazar los convertidores de frecuencia dedicados de imán permanente;

El nuevo motor de imán permanente de accionamiento directo de alto voltaje y operación directa tiene el mismo voltaje y velocidad nominal que el motor síncrono de excitación de alto voltaje trifásico, y el sistema de arranque tiene todas las funciones de arranque de frecuencia variable, operación de frecuencia industrial y uno a muchos. Primero, el molino de bolas en el extremo trasero se impulsa para que arranque lentamente a baja velocidad a través del gabinete de arranque. Cuando se alcanza la velocidad nominal, el motor de accionamiento directo de imán permanente se corta al funcionamiento de frecuencia industrial a través del sistema de conversión. Después del funcionamiento normal, es igual que el motor síncrono de excitación de alto voltaje trifásico original y no se requiere ningún ajuste. El motor ahorra eficiencia de acuerdo con el cambio de carga de material;

Por lo tanto, en el proceso de funcionamiento normal real, no hay pérdida de conversión de frecuencia de alto voltaje y transformador (lo que representa más del 4,5% del ahorro de energía del sistema), y todo el sistema tiene una mayor eficiencia de ahorro de energía. El gabinete de arranque puede lograr el efecto de arrancar múltiples motores síncronos de excitación de alto voltaje trifásicos con un gabinete, logrando un control integral de uno a muchos. Varios motores pueden compartir un conjunto de sistema de conmutación de arranque, lo que puede reducir los costos de manera efectiva.