Page 73 - 《橡塑技术与装备》2025年4期

机械与模具
MACHINERY AND MOLD

40%。 最大转速 200 r/min，转矩 60 290 N.m，换之前为交
（2）能效高 ：永磁电机转子无励磁损耗，电机效 流异步电机 1 250 kW，最大转速 1 000 r/min，转矩
率高达 95%，行星轮减速器有重量轻、体积小、传动 11 940 N . m，通过间隔 3 个月的两次分别为 5 天和 3
级数少，齿轮传动效率 98%，变频器效率 97%，计算 天的实际数据采集对比，见表 3、表 4。
的出永磁半直驱驱动系统效率有 90%。而传统驱动系 表 3 第一次 5 天的数据对比
统，异步电机效率只有 85%，减速机传动级数高，效 高压变频电机 + 减速机 永磁半直驱
总车数 1 573 1 581
率只有 93% 左右，其他辅助设备 95%，计算得出系统 总胶重 / 吨 325.5 325.8
总用电量 / 度 21 840 19 600
效率为 75%。
吨胶电量 / 度 67.1 60.16
对比可知，永磁半直驱驱动系统明显具有更高的 以表 3 计算可知每吨胶料节约电量约 7 度。
效率和更优化的性能，也为工业生产带来了更多的可
能性 [3] 。 表 4 第二次 3 天的数据对比
高压变频电机 + 减速机 永磁半直驱
总车数 600 600
总胶重 /t 120.524 120.551
总用电量 / 度 7 960 7 080
吨胶电量 / 度 66.04 58.73

由表 4 可知运行平稳，每吨胶料节约电量约 7 度，
若按每天生产 150 t 胶，一年工作 330 天，电价每度 0.7
元计算，主电机节约电费 ： 7×150×330×0.7=242 550
图 3 永磁半直驱驱动系统密炼机
元，再加上省去润滑油站和更换润滑油，电机、减速
另以 GK400N 密炼机为例，用 2 500 kW 交流异
机维保的费用，每年可节省 30 万左右。
步电机 + 减速机三级驱动系统与 2500kW 的永磁半直
驱驱动系统的损耗参数做对比见表 1、表 2，其中整个
4 结语
驱动系统主要有电机损耗和减速机损耗两部分。假设
密炼机作为耗能最大的炼胶设备，其驱动系统的
设备每台使用 24 h，每年使用 330 天，电费 0.7 元 / 度，
能效提升至关重要。近年来材料和人力成本上涨，国
电机平均功耗为 800 度电。
家对节能降耗的重视程度提高，使得密炼机驱动系统
表 1 电机损耗对比
的优化更加紧迫。永磁半直驱驱动方案就具有了十分
交流电机 + 减速机 永磁半直驱系统
电机效率 89% 电机效率 94% 现实的积极意义。
平均功耗 / 度 800 平均功耗 800 永磁半直驱驱动密炼机的电机与减速机为一体
实际损耗 / 度 98.88 实际损耗 51.06
式，降低了调试难度，并且占地面积较于传统驱动系
表 2 减速机损耗对比
统密炼机小，方便旧产品的改造和新产品的安装。本
交流电机 + 减速机 永磁半直驱系统
三级传动 94% 一级传动 98% 文通过计算和实际使用数据证明了永磁半直驱驱动系
损耗计算 / 度 51.06 损耗计算 16.33 统使用的可行性和节能效果，综合节能效果能达到
减速机润滑 / 度 7.5 减速机润滑 0
损耗量 / 度 58.56 损耗量 16.33 14% 左右，不仅解决了当前的能耗难题，还为企业创
造了经济效益，是未来发展的方向，能为橡胶行业的
综上可计算得出，永磁半直驱驱动系统比交流异
步电机 + 减速机三级驱动系统每小时损耗节省 90.05 整体进步做出积极贡献，有助于推动整个橡胶行业的
可持续发展。
度电，每年节约电费 =90.05 度 ×24 h/ 天 ×330 天
×0.7 元 / 度 =501 732 元。除了电费节省外，还有维保
参考文献 ：
费用的减少，进一步为企业降低运营成本。
[1] 韩邦阔，张津 . 密炼机的永磁同步电动机驱动 .“ 赛轮金宇杯 ”
第十九届中国轮胎技术研讨会论文集，2016.
3 应用案例 [2] 王俊，杨小林，杨义志，等 . 永磁同步驱动在密炼机上的应用 . 橡
益阳橡机已于 21 年在山东某客户成功改造一台 1 塑技术与装备，2022,(12).
[3] 毕志军 . 永磁半直驱传动系统的性能试验与仿真分析 . 机械管
250 kW 电机的密炼机，其中永磁半直驱电机为 1 250 kW， 理开发，2022,(06).

年
2025 第 51 卷 ·27·