مطحنة الكرات هي معدات ميكانيكية تستمر في سحق الخام أو المواد الأخرى بعد الكسارة للحصول على منتجات الجسيمات الدقيقة المطلوبة للعملية. مبدأها الأساسي هو تحميل عدد معين من الكرات الفولاذية في أسطوانتها كوسيط طحن لسحق الخام. عندما تدور الأسطوانة، يتم رفع الكرات الفولاذية المثبتة في الأسطوانة إلى ارتفاع معين أثناء دوران الأسطوانة تحت تأثير الاحتكاك والقوة الطاردة المركزية، ثم يتم إلقاؤها بسرعة خطية معينة. يتأثر الخام بالكرات الفولاذية المتساقطة. يتم سحقه بتأثير الكرة، بالإضافة إلى السحق والطحن الإضافي بين الكرة الفولاذية والكرة الفولاذية، وبين الكرة الفولاذية والبطانة.

مع ظهور مواد المغناطيس الدائم عالية الأداء من النيوديميوم والحديد والبورون (NdFeB)، حققت محركات المغناطيس الدائم تطورًا بارزًا. يتمتع NdFeB بمنتج طاقة مغناطيسية عالية، وشدة الحث المغناطيسي المتبقي/القوة القسرية كبيرة. مع وجود عدد أقل من مغناطيسات NdFeB الدائمة، يمكن توليد منتج طاقة مغناطيسية كافٍ للمحرك، وبالتالي يمكن تقليل حجم/حجم المحرك بشكل كبير. يعد المحرك المتزامن ذو المغناطيس الدائم مناسبًا للتصميم بعدد متعدد الأقطاب، مما يمكن أن يقلل بشكل كبير من ارتفاع نير قلب الجزء الثابت/الدوار، وبالتالي تقليل كمية قلب الحديد وتقليل حجم المحرك.

محرك مغناطيسي دائم جديد يعمل بالتشغيل المباشر (محرك PMSM يعمل بالتشغيل المباشر)

بالإضافة إلى المغناطيسات الدائمة المضمنة، يحتوي محرك المغناطيس الدائم الجديد ذو البدء المباشر أيضًا على قضبان على شكل قفص بنفس هيكل دوار المحرك الحثي، والتي يمكنها توليد عزم دوران غير متزامن لتسريع الدوار عند تشغيله. أثناء التشغيل العادي، يحافظ المجال المغناطيسي المثير الناتج عن المغناطيسات الدائمة على الدوار على زاوية طاقة معينة ويدور بشكل متزامن مع المجال المغناطيسي الدوار الناتج عن اللف ثلاثي الطور. عندما تكون السرعة المتزامنة مستقرة، تكون سرعة المجال المغناطيسي للجزء الثابت متسقة مع سرعة الدوار، ولا توجد حركة نسبية، لذلك لا يتم توليد تيار تحريض. لن تعمل قضبان القفص السنجابي (القضبان النحاسية)، وستعمل المغناطيسات الدائمة ولفائف الجزء الثابت معًا على توليد عزم الدوران.

الفرق بين هيكل المحرك غير المتزامن الدوار: المحرك غير المتزامن هو إثارة النحاس قفص السنجاب، في حين LSPM هو إثارة المغناطيس الدائم الدوار؛

(تركيبة لفائف النحاس لدوار المحرك غير المتزامن)

(هيكل مغناطيسي دائم لدوار المحرك المتزامن)

محرك مغناطيسي دائم جديد يعمل بالتشغيل المباشر (محرك PMSM يعمل بالتشغيل المباشر)

تتمتع المحركات المغناطيسية الدائمة منخفضة الجهد ومتوسطة السرعة والمباشرة التشغيل (والتي تسمى أيضًا "محركات المغناطيس الدائم ذاتية التشغيل") بنفس مزايا المحركات المغناطيسية الدائمة ذات التردد المتغير:

• تتمتع سلسلة المحركات المغناطيسية الدائمة ذات التشغيل المباشر الجديدة بقدرة تحمل حمولة قوية ووقت استرداد ديناميكي سريع وأداء تشغيل مستقر عالي؛
• يتميز بالسرعة الثابتة والكفاءة العالية وعامل القدرة ونطاق التشغيل الاقتصادي الواسع؛
• باستخدام مواد مغناطيسية دائمة من الأتربة النادرة NdFeB عالية الأداء والصلب الكهربائي غير الموجه منخفض الخسارة، فإن المحرك صغير الحجم وخفيف الوزن؛

وبالمقارنة مع محركات المغناطيس الدائم ذات التردد المتغير، فإنها تتمتع أيضًا بالمزايا التالية:

• عند إضافة أو تفريغ حمولة كبيرة فجأة، لن يكون هناك تذبذب في زاوية الطاقة، ولا فقدان للخطوة وعدم القدرة على التشغيل، ولا ضرر للمحرك؛
• يمكن تشغيل هذا المنتج مباشرة بالتردد الصناعي بدون محول تردد، ويمكن التحكم فيه V/F، ويمكن أيضًا تشغيله عن طريق تنظيم سرعة محول التردد؛ (يقتصر على المنتجات التي تزيد عن 750 دورة في الدقيقة) ويمكنه تحقيق استخدام محول التردد لتشغيل محركات متعددة في تطبيقات المروحة ومضخة المياه؛
• يمكن تشغيل هذه السلسلة من المحركات مباشرة بواسطة محول تردد غير متزامن دون الحاجة إلى استبدال محول تردد مخصص بمغناطيس دائم؛

تحتوي مطحنة الكرات ذات المحرك المتزامن ثلاثي الطور عالي الجهد ومنخفض السرعة والدفع المباشر على المشاكل التالية:

كفاءة منخفضة:إن وضع تشغيل المحرك المتزامن ثلاثي الطور الحالي يتميز باستهلاك طاقة مرتفع وكفاءة منخفضة. يجب أن يكون المحرك مزودًا بنظام إثارة خارجي خاص لتزويد الدوار بتيار إثارة لتوليد مجال مغناطيسي للإثارة، والذي يتفاعل مع المجال المغناطيسي الدوار للجزء الثابت، بحيث يولد الدوار عزم الدوران ويحقق دوران المحرك. لذلك، يتم استهلاك طاقة إثارة إضافية، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة المحرك.

موثوقية منخفضة: يحتوي محرك الإثارة المتزامن ثلاثي الطور على نظام إثارة معقد (لفائف الإثارة، حلقة الانزلاق، نظام إمداد طاقة الإثارة، إلخ)، وهو أكبر نسبيًا في الحجم والوزن، ومعقد في البنية، وصارم في عملية الإنتاج، ومنخفض في موثوقية النظام، وكبير في عبء عمل الصيانة. بالإضافة إلى ذلك، يجب التحكم بدقة في قوة المجال المغناطيسي لمحرك الإثارة المتزامن ثلاثي الطور بواسطة نظام التحكم، وبالتالي فإن نظام التحكم لديه متطلبات عالية.

صيانة عالية: تتمتع محركات الإثارة المتزامنة ثلاثية الطور بنظام إثارة معقد. وتحتاج لفائف الإثارة وحلقات الانزلاق إلى الصيانة كل بضع سنوات، وتكلفة الصيانة مرتفعة نسبيًا؛

التحميل والتفريغ المزعج: أثناء تفكيك وتجميع المحركات المتزامنة ثلاثية الطور ذات القدرة المتوسطة والكبيرة، يجب تفكيك وتجميع الجزء الثابت والدوار والمكونات الداعمة، الأمر الذي يتطلب دقة عالية ويستغرق وقتًا طويلاً ويحتاج إلى عمالة مكثفة.

يتمتع محرك المغناطيس الدائم الجديد ذو الدفع المباشر عالي الجهد بنفس الجهد والسرعة المقدرة مثل محرك التزامن ثلاثي الطور عالي الجهد، كما يتمتع نظام التشغيل بجميع وظائف بدء التشغيل بتردد متغير وتشغيل التردد الصناعي وواحد إلى متعدد. أولاً، يتم تشغيل مطحنة الكرات في الطرف الخلفي للبدء ببطء بسرعة منخفضة من خلال خزانة التشغيل. عند الوصول إلى السرعة المقدرة، يتم تحويل محرك الدفع المباشر المغناطيسي الدائم إلى تشغيل التردد الصناعي من خلال نظام التحويل. بعد التشغيل العادي، يكون الأمر كما هو الحال مع محرك التزامن ثلاثي الطور عالي الجهد الأصلي، دون أي تعديل. يوفر المحرك الكفاءة وفقًا لتغير حمل المواد؛

لذلك، في عملية التشغيل العادية الفعلية، لا يوجد فقدان لتحويل التردد عالي الجهد والمحول (يمثل أكثر من 4.5٪ من توفير طاقة النظام)، يتمتع النظام بأكمله بكفاءة توفير طاقة أعلى، ويمكن لخزانة البدء تحقيق تأثير بدء تشغيل محركات إثارة متعددة ثلاثية الطور متزامنة عالية الجهد بخزانة واحدة، وتحقيق التحكم الشامل من واحد إلى العديد، ويمكن لمحركات متعددة مشاركة مجموعة من نظام التبديل لبدء التشغيل، مما يمكن أن يقلل التكاليف بشكل فعال.