智能永磁直驅系統在煤礦井下帶式輸送機上的應用

文/張俊飛

據了解，國內大小煤礦開采企業在以往的生產體系中都采用的是傳統的帶式輸送機異步電機驅動系統，由于機械生產隨著時間的增長會出現不同程度的老化和故障，且該系統本就在啟動的過程中存在客觀局限性，無法進行針對性的優化。其次，在國內科技不斷更新和進步的情況下，對于生產方式逐漸由機械化向自動化、智能化轉變。因此，為進一步實現企業生產的現代化發展目標，采用智能永磁直驅系統來代替原有的動力輸入系統，希望通過該系統的廣泛應用能夠有效的提高國內生產的經濟效益，推動國家生產力的進一步發展。

1 煤礦井下帶式智能永磁直驅電機輸送系統的概述

1.1 永磁直驅電機運行原理

永磁電機在運作的過程中，是實現電能與磁能的相互間轉換，是以磁場為中間傳遞媒介的動力裝置。當在整個電機系統中通入三相電流后，便會在永磁電機的定子繞組中形成一定的強度等級的磁場。由于磁體的兩極存在互相排斥的力量，且永磁體的磁級被固定在兩端，根據同性相斥、異性相吸的原理，能夠在相互作用力的產生下進行旋轉。最終，當轉子和中子的旋轉速度達到一致時，即為智能永磁直驅電機輸送系統的常規化運作。

1.2 永磁直驅電機功能結構

一般來說，根據電機的結構組成形式不同將其分為三種電磁式電機。隨著科技的進步和永磁材料的更新迭代，永磁式直驅電機應用的范圍更加廣泛，其功能結構主要由定子、轉子以及端蓋所組成。其中，內部的定子則是由鐵芯、繞組、機座這三個部分組成。將0.5mm的硅鋼片進行重疊和壓制，便形成了定子系統中所需要的鐵芯，而機座一般會由鑄鐵來進行制造，其功能作用在于固定和支撐定子的鐵芯。

2 煤礦井下帶式智能永磁直驅電機輸送系統的特征

2.1 有效承載力較大

在對永磁電機進行初步設計時，會根據實際生產需求對電機的級數和永磁體的數量進行重新設計。因此，在傳統的電子系統基礎上有效的實現了當啟動轉矩過大情況下根據負載速度進行系統的調節。由此可見，由于永磁電機的轉矩是額定轉矩的280%，因此該電機系統具有超強的承載能力，能夠在特定情況下進行電機的重載和啟動。

2.2 實際運作效率提高

傳統的電機系統在實際運行過程中，所使用的電機轉子繞組材料選用的是銅絲材質，因此當在磁場的作用下進行高速旋轉時，極易產生大量的熱量。相反，智能永磁直驅電機所使用的是永磁體材質，不會由于分子間的摩擦而產生能量上的損耗，將有效輸出功率與額定功率進行比值求取時，不難發現，相比于異步電機，永磁電機在其運行功率及有效電流上都存在一定優勢，能夠以最小的功率實現系統的正常運作，有效的節約了電能資源。

2.3 內部結構簡單，易維修

相比于其他電子傳輸系統，智能永磁直驅電機系統在結構上進行了有效的精簡和刪減，不需要添加減速機，也不會產生由于齒輪轉動所產生的噪聲和磨損。由此可見，當減少機械潤滑油和齒輪檢修的經濟成本后，很大程度上減少了系統的成本造價，從人力、物力等多方面實現了智能化、現代化和經濟化。

2.4 有效使用周期長

判斷一個電機系統使用壽命周期的長短，要看在理想環境下設計的最高年限，由于這款智能永磁直驅電機其本身系統在運行效率上有所提高，便保證了系統運行產生較小甚至零磨損。此外，在該電機系統中定子繞組是不需要借助外力進行旋轉的，僅僅只是憑借磁場的作用力，便不會產生高速旋轉摩擦的熱能，保證了電機的經濟使用壽命。

3 智能永磁直驅系統在煤礦井下帶式輸送機上的應用研究

以某企業應用智能永磁直驅系統作用于礦業生產為實例進行該系統的應用研究。首先，需要對原先所使用的電機系統從其結構和功能作用上進行全面的了解，該傳輸系統主要由異步電機、減速器、聯軸器、滾筒等多個部分組成。為進一步提高該傳輸系統的運作效率和生產質量，在原有的基礎上對其系統傳輸裝置進行針對性的改造，并將智能化的永磁直驅系統應用到煤礦井下帶式傳輸機械中。主要操作在于，將異步電機更換成永磁電機，并將減速器刪減掉，安裝上新型的變頻器。在進行改造之后，能夠一定程度上實現對于資源的節省和生產效率的提高。

4 結束語

由此可見，相比于異步電機將智能永磁直驅系統應用到煤礦資源開采系統中，能夠以最小的作用功率，實現生產目標，且該系統還很大程度上保證了生產成本的經濟效益，體高了我國資源開產體系的穩定性。