Máy nghiền bi là một thiết bị cơ học tiếp tục nghiền quặng hoặc các vật liệu khác sau khi qua máy nghiền để thu được các sản phẩm dạng hạt mịn hơn theo yêu cầu của quy trình. Nguyên lý cơ bản của nó là nạp một số lượng bi thép nhất định vào xi lanh của nó như là vật liệu nghiền để nghiền quặng. Khi xi lanh quay, các bi thép được lắp trong xi lanh được nâng lên một độ cao nhất định khi xi lanh quay dưới tác động của lực ma sát và lực ly tâm, sau đó được ném xuống với tốc độ tuyến tính nhất định. Quặng bị nghiền nát do tác động của các bi thép rơi xuống, cũng như quá trình nghiền và nghiền bổ sung giữa các bi thép và giữa các bi thép và lớp lót. Hiện nay, có hai loại dạng truyền động cho máy nghiền bi được sử dụng trong các mỏ trong nước:

1. Máy nghiền bi công suất nhỏ: Động cơ không đồng bộ quấn + bộ giảm tốc + vành răng lớn và nhỏ + tang trống;

2. Máy nghiền bi trọng tải lớn: động cơ đồng bộ ba pha điện áp cao + vành răng lớn và nhỏ + tang trống;

Bất kể hình thức nào dẫn động máy nghiền bi, đều sẽ có xích truyền động dài, hiệu suất vận hành thấp, mức tiêu thụ năng lượng động cơ cao, khối lượng công việc bảo dưỡng và đại tu lớn. Trong bối cảnh tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải, việc nâng cấp công nghệ tiết kiệm năng lượng là rất cấp thiết.

Với sự ra đời của vật liệu nam châm vĩnh cửu NdFeB hiệu suất cao, động cơ nam châm vĩnh cửu đã đạt được sự phát triển quan trọng. NdFeB có sản phẩm năng lượng từ rất cao và cường độ cảm ứng từ/lực cưỡng bức dư của nó lớn. Sử dụng ít nam châm vĩnh cửu NdFeB hơn có thể tạo ra đủ sản phẩm năng lượng từ của động cơ, do đó thể tích/kích thước của động cơ có thể giảm đáng kể. Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu phù hợp để thiết kế với nhiều cực, giúp giảm đáng kể chiều cao của gông lõi stato/rôto, do đó giảm lượng lõi và kích thước của động cơ.

Động cơ nam châm vĩnh cửu khởi động dòng mới có thanh dẫn hình lồng trong rôto, giống như cấu trúc rôto của động cơ cảm ứng, ngoài nam châm vĩnh cửu được nhúng trong rôto động cơ, do đó có thể tạo ra mô-men xoắn không đồng bộ để đạt được gia tốc rôto khi được cấp nguồn. Trong quá trình hoạt động bình thường, nam châm vĩnh cửu trên rôto tạo ra từ trường kích thích duy trì một góc công suất nhất định và quay đồng bộ với từ trường quay do cuộn dây ba pha tạo ra. Khi tốc độ đồng bộ ổn định, vì tốc độ từ trường stato nhất quán với tốc độ rôto và không có chuyển động tương đối nên sẽ không tạo ra dòng điện cảm ứng và thanh lồng sóc (thanh đồng) sẽ không hoạt động. Nam châm vĩnh cửu và cuộn dây stato cùng tạo ra mô-men xoắn dẫn động.

Sự khác biệt so với cấu trúc rotor của động cơ không đồng bộ: động cơ không đồng bộ là loại kích từ bằng đồng lồng sóc, trong khi LSPM là loại kích từ bằng nam châm vĩnh cửu rotor.

Cấu trúc cuộn dây đồng của rotor động cơ không đồng bộ

Cấu trúc nam châm vĩnh cửu rotor động cơ đồng bộ

Động cơ nam châm vĩnh cửu chạy trực tiếp tốc độ trung bình điện áp thấp (còn gọi là “động cơ nam châm vĩnh cửu tự khởi động”) có cùng ưu điểm như động cơ nam châm vĩnh cửu tần số thay đổi:

1. Dòng động cơ nam châm vĩnh cửu chạy trực tiếp mới có khả năng chịu tải mạnh, thời gian phục hồi động nhanh và hiệu suất vận hành ổn định cao;

2. Có đặc điểm là tốc độ không đổi, hiệu suất và hệ số công suất cao, phạm vi hoạt động kinh tế rộng;

3. Sử dụng vật liệu nam châm vĩnh cửu đất hiếm NdFeB hiệu suất cao và thép điện không định hướng có tổn thất thấp, động cơ có kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ;

So với động cơ nam châm vĩnh cửu tần số thay đổi, nó còn có những ưu điểm sau:

4. Khi đột nhiên thêm hoặc dỡ tải trọng lớn, sẽ không có hiện tượng dao động góc công suất, không mất bước và không thể vận hành, không làm hỏng động cơ;

5. Sản phẩm này có thể khởi động trực tiếp ở tần số công nghiệp mà không cần bộ biến tần, có thể điều khiển V/F và cũng có thể được điều khiển bằng cách điều chỉnh tốc độ bộ biến tần; (giới hạn ở các sản phẩm có tốc độ trên 750 vòng/phút)

6. Có thể sử dụng trong các ứng dụng quạt và bơm nước, trong đó một bộ biến tần có thể điều khiển nhiều động cơ;

7. Bộ biến tần không đồng bộ có thể được sử dụng để điều khiển trực tiếp dòng động cơ này mà không cần thay thế bộ biến tần chuyên dụng nam châm vĩnh cửu;

Động cơ nam châm vĩnh cửu dẫn động trực tiếp điện áp cao mới hoạt động trực tiếp có cùng điện áp và tốc độ định mức như động cơ đồng bộ kích thích điện áp cao ba pha và hệ thống khởi động có tất cả các chức năng khởi động tần số thay đổi, hoạt động tần số công nghiệp và một-nhiều. Đầu tiên, máy nghiền bi ở đầu sau được dẫn động để khởi động chậm ở tốc độ thấp thông qua tủ khởi động. Khi đạt đến tốc độ định mức, động cơ dẫn động trực tiếp nam châm vĩnh cửu được cắt thành hoạt động tần số công nghiệp thông qua hệ thống chuyển đổi. Sau khi hoạt động bình thường, nó giống như động cơ đồng bộ kích thích điện áp cao ba pha ban đầu và không cần điều chỉnh. Động cơ tiết kiệm hiệu quả theo sự thay đổi của tải vật liệu.

Do đó, trong quá trình vận hành bình thường thực tế, không có tổn thất của bộ biến tần và máy biến áp cao áp (chiếm hơn 4.5% tiết kiệm năng lượng của hệ thống), và toàn bộ hệ thống có hiệu suất tiết kiệm điện cao hơn. Tủ khởi động có thể đạt được hiệu quả khởi động nhiều động cơ kích thích cao áp đồng bộ ba pha bằng một tủ, thực hiện điều khiển toàn diện một-nhiều. Nhiều động cơ có thể chia sẻ một bộ hệ thống chuyển mạch khởi động, có thể giảm chi phí hiệu quả.