永磁電機直驅系統考察報告

稀土永磁直驅電機是國家稀土永磁電機工程技術研究中心唐任遠院士的一項研究成果。它無減速系統，具有低轉速、大扭矩直接啟動特性；已實現變頻控制、根據負荷調速功能。應用在皮帶輸送機驅動中，有效解決皮帶機動態張力波對皮帶和裝置造成的衝擊危害。

一、永磁電機的製造特點

1、在電機轉子中嵌入稀土永磁體：

由於稀土永磁體的高磁能積和高矯頑力（特別是高內稟矯頑力），使永磁電機具有體積小、重量輕、效率高、特性好等一系列優點，廣泛應用在航空、航天、航海及工業與民用方向。

目前煤礦中主要應用於皮帶輸送機，研究方向趨於煤礦提公升系統採用永磁電機直驅控制。

2、電機定子繞組灌注樹脂，提高絕緣強度：

電機定子線槽採用大開口燕尾槽、繞組整體鑲嵌技術；絕緣樹脂封裝，電機的耐水、防潮效能得到很大提高，從而能夠承受較惡劣環境下的使用損害，延長裝置壽命。

二、電機直驅系統的特點

1、免維護：無減速系統及附屬的液壓系統、冷卻系統，機械傳動效率接近100%；維護難度降低，（電機軸承需定期潤滑，維護量較少）維護成本降低。

2、可靠性提高、噪音更低：無齒輪傳動，噪音低；機械磨損造成的精度損失得到有效控制，壽命更長；

3、變頻控制：無衝擊：永磁電機可控性好，具備零速滿轉矩輸出特性，可以實現過載起動，同時較好地解決了長距離、大運量皮帶機的多驅功率平衡問題；具備低速驗帶功能（考察井下現場未試驗該功能）。

變頻調速：採用向量控制，雙閉環（速度環、電流環）調節，實現「s」曲線起動、停車、根據負載調整皮帶執行速度的效果；並採用四象限執行方式能解決下運制動及緊急停車問題。

變頻器匹配電抗器和濾波裝置，不會汙染電網和干擾其他裝置的正常工作。

4、安裝更方便：部件數量減少，系統簡單。同比電機、減速機傳動系統，安裝尺寸減小，特別是井下裝置硐室尺寸較小，具有安裝方便、傳動鏈縮短，振動更小、系統執行的更加平穩等優點。

三、缺陷：

1、永磁電機應用於煤礦機電裝置，裝機容量較大時（30%以上），對電網造成汙染或干擾其他裝置的正常工作。該缺陷也是變頻控制技術需研究解決的乙個課題。目前應用於煤礦皮帶機時，**機容量較小，不會形成「電網垃圾」。

2、廠家需解決物聯網技術：即裝置在使用者使用過程**現故障，或裝置實時執行引數，通過物聯網技術，同步上傳廠家，做到監測、監控，更好的服務客戶。

四、考察體會

永磁電機應用於煤礦重要皮帶運輸機，是煤礦皮帶機運輸系統的重大革新。

兗礦鮑店煤礦井下現場考察中，原皮帶採用3臺200kw電機驅動，2用1備；電壓1140v。

試用一台400kw永磁電機後，另2臺200kw電機備用。

現場皮帶起動2次，過載運煤30min左右。

1、永磁電機零速起動，皮帶緩慢執行，起動力矩較大，電機富裕能力強，對於皮帶，無全速起動造成的的衝擊危害，振動小，噪音低。

2、通過變頻裝置觀察電機執行引數，全時執行電流穩定，電機溫公升保持在40℃，且皮帶空載時，變頻器根據電流、頻率值，與設定值比對後，自動降頻執行，實現智慧型控制。

3、永磁電機外形尺寸略大於同功率電機（寬度方向），長度小於同功率電機，考慮井下機電硐室實際情況，高度增多部分可忽略。基礎+地腳螺栓安裝，外接冷卻水管。安裝簡單，方便實用。

4、採購**：

目前該項技術處於推廣使用期，**較高，據廠家推銷人員介紹，單台採購**為同功率電機、減速機、冷卻、潤滑裝置總**的1.2倍。例如原設計280kw防爆電機傳動的，（廠家設計永磁電機降到250kw左右），購置防爆型永磁電機**約在120萬元。

遠期永磁電機普及後，廠家趨向於合同能源管理模式，即裝置免費使用，只收取一定年度節電產生的費用。

永磁電機**

電機定子線槽

75kw電機銘牌

變頻器控制屏

附件：電機實時轉動**

**中雜訊為外界環境雜訊，實際電機空載執行聲音很小。