永磁驅(qū)動技術(shù)及其在礦山裝備領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

張 磊，鮑久圣，葛世榮，楊小林，陰 妍，鮑周洋

（1.中國礦業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，江蘇 徐州 221116；2.中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 機(jī)電與信息工程學(xué)院，北京 100083；3.北京百正創(chuàng)源科技有限公司，北京 100089）

0 引 言

在我國大力發(fā)展煤礦智能化建設(shè)的背景下，礦山裝備的高效智能驅(qū)動成為亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題之一［1］。 目前，在礦山裝備領(lǐng)域，包括采掘裝備的截割部、帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)以及礦井提升機(jī)等運(yùn)輸裝備的驅(qū)動系統(tǒng)，仍然普遍采用交流異步電機(jī)驅(qū)動技術(shù)。 為了應(yīng)對低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩的運(yùn)行工況，交流異步電機(jī)與負(fù)載之間必須連接減速裝置。 因此，在設(shè)計選型時，需要較大的功率富裕量來應(yīng)對礦山裝備重載啟動過程大轉(zhuǎn)矩的需求，電機(jī)經(jīng)常處于低效率高能耗下運(yùn)行，其調(diào)速特性差，智能化程度低［2］，不僅影響了煤炭的開采效率，還造成了嚴(yán)重的電能浪費(fèi)。

永磁同步電機(jī)是一種利用稀土永磁體勵磁的同步電機(jī)，永磁體充磁后能夠產(chǎn)生永久磁場，無需勵磁電流，因此可以大幅提高功率因數(shù)［3］，傳動效率與負(fù)載率也更高，因而永磁驅(qū)動技術(shù)的應(yīng)用可以節(jié)約大量電能。 同時，永磁電機(jī)中電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)上的永磁體建立的氣隙磁密對氣隙的變化并不敏感，能夠產(chǎn)生低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩的輸出效果，也可以滿足大啟動轉(zhuǎn)矩的需求，因此十分適合用礦井采掘與運(yùn)輸設(shè)備驅(qū)動系統(tǒng)所處的重載啟動與低速運(yùn)行的工況。 此外，我國作為稀土儲量世界第一的國家在永磁驅(qū)動領(lǐng)域更具有得天獨(dú)厚的發(fā)展條件。……