3MW高压永磁同步变频半直驱电动机替代进口 鞍钢绿源和汇川技术联合推出行业首台立磨智能驱动系统

  2024年7月29日，“3MW高压永磁半直驱立磨智能驱动系统应用先进的技术成果发布会”在鞍钢集团会展中心举办。发布会上，鞍钢绿色资源科技有限公司（简称“鞍钢绿源”）携手深圳市汇川技术股份有限公司（简称“汇川技术”）联合推出行业首台专为冶金行业矿渣微粉立式磨机设计的3MW高压永磁同步变频半直驱智能驱动系统。

  据了解，该3MW高压永磁半直驱电机实现了减速机、齿轮轴承和电机的功能“三合一”，同时使用了汇川高压低速电机专用变频系统，实现了立磨驱动系统的整体解决方案迭代。通过智能调速，可实现矿渣粉比表面积500㎡/kg的稳定生产，售价相应提升38%，综合生产效率提高29%。在能效方面，更是实现了历史性突破，电机在广泛负载范围内（25%-110%）均能保持90%以上的高效率，相比传统系统节能高达12.4%，年均节能电费可达120万元。

  实际上，鞍钢绿源对立磨机的探索已经进行了二十余年。早在2002年，为了生产微粉，鞍钢绿源率先引进德国伯利休斯立磨，成为国内首家拥有立式磨机生产线的企业。不过，由于动力设备包括减速机、齿轮轴承和电机需要长期运转，一旦某个环节出现一些明显的异常问题，都会影响整个粉磨系统。随着使用年数的限制的累积，传统立磨机的短板逐渐显现。

  鞍钢绿源科技质量中心经理赵兴对此表示：“立磨机的维修费用极高，因为它属于国外垄断的产品，国内设备很难满足精度需求。当一个东西被垄断的话，定价权不在我们手里，人家就应该随意定价，我们没办法。”在巨大的维修成本压力下，鞍钢绿源苦设备维修久矣。

  为此，鞍钢绿源从来就没过停止过寻找替代方案，以实现磨机驱动系统国产化改良，但此前的方案始终没显著的突破——直到永磁半直驱驱动系统的出现。

  汇川技术从事工业自动化控制与驱动技术也已经有二十余年的历史，其全资子公司汇川智鼎更是矿山等行业的电机供应商。在了解到鞍钢绿源不满足对原有的系统上的维护，而是希望将老旧设备的驱动系统彻底更换的需求后，便迅速与鞍钢绿源成立联合工作组展开研发工作。

  在这个过程中，有三个难题迫切地需要解决：一是设置新系统与旧设备的接口，二是解决新系统和老设备耦合匹配问题，三是重型驱动系统精度。从立项到研发设计，从首次试机失败到产品平稳运行，鞍钢绿源和汇川智鼎历经三年潜心研发，终于克服难题，推出行业首台专为冶金行业矿渣微粉立式磨机设计的3MW高压永磁同步变频半直驱智能驱动系统。

  该创新产品通过低速大转矩永磁电机与一级行星齿轮的精密融合，彻底摒弃了垂直伞齿副及高速级齿轮箱，极大简化了传动系统，故障率骤降80%，维护成本明显降低。同时，使用先进的变频软启动技术，有效减轻了对电网的冲击，启动电流减少50%，确保了系统的平稳高效运行。

  对于这台永磁半直驱电机的优势，汇川智鼎总经理张兆宇强调：“第一，它的系统效率要比原来更高，也就是更加节能。投运后的相关的测试中，这套系统整体的最高效能达到97%；第二，系统更加简化。用电子系统替代原来纯粹的机械变速的装置，总系统从结构上看更简单；第三，系统运行更加平稳和智能化。从驱动角度来说这套系统是变频的，运行更加平稳，速度也可调，还可以根据生产量等不同状况调节磨机的速度；最后，具备设备故障诊断、维护的基础。由于设备都是电气信号，在设备正常使用的时候，更容易根据生产计划规划停机维修，有利于系统长时间稳定运行。”

  据了解，汇川这套永磁半直驱驱动系统在节能表现方面可圈可点。这是基于目前国家“双碳”政策作牵引的背景下，从国家渗透至千行百业，均在积极制定“双碳”时间线年前实现碳达峰，而许多行业和企业均提出在2025年前实现碳达峰。钢铁企业在环保压力下形势尤为严峻，尤其在一些重大的工业装备上能耗极高，节能降耗的压力非常大。以鞍钢绿源原有的这套设备为例，其额定功率就达到了3MW，但在采用汇川这套永磁半直驱驱动系统后，节能效率提升12.4%左右，这不仅是对传统立磨机驱动系统的一次全面革新，更是对矿渣微粉乃至整个钢铁行业的低碳发展贡献了力量。

  “在国产替代这方面，首先得把这样的领域吃透，其次是得有一个优秀的合作伙伴，他们规模的足够大，有足够的体量，有足够的能力保证精度、能力不受到限制或者影响的情况下，进行进口消化，然后转化成国产，这才是完整或者是有效的解决方案。”赵兴说，“这次的立磨智能驱动系统是一款划时代的产品，它真正的完成了技术的跨步升级和有效替代，是矿渣微粉行业的一个巨大的革新，所以我们很乐意将其推广到行业乃至全社会。”

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