文/張俊飛

據(jù)了解，國(guó)內(nèi)大小煤礦開采企業(yè)在以往的生產(chǎn)體系中都采用的是傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，由于機(jī)械生產(chǎn)隨著時(shí)間的增長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)不同程度的老化和故障，且該系統(tǒng)本就在啟動(dòng)的過(guò)程中存在客觀局限性，無(wú)法進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化。其次，在國(guó)內(nèi)科技不斷更新和進(jìn)步的情況下，對(duì)于生產(chǎn)方式逐漸由機(jī)械化向自動(dòng)化、智能化轉(zhuǎn)變。因此，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化發(fā)展目標(biāo)，采用智能永磁直驅(qū)系統(tǒng)來(lái)代替原有的動(dòng)力輸入系統(tǒng)，希望通過(guò)該系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用能夠有效的提高國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)國(guó)家生產(chǎn)力的進(jìn)一步發(fā)展。

1 煤礦井下帶式智能永磁直驅(qū)電機(jī)輸送系統(tǒng)的概述

1.1 永磁直驅(qū)電機(jī)運(yùn)行原理

永磁電機(jī)在運(yùn)作的過(guò)程中，是實(shí)現(xiàn)電能與磁能的相互間轉(zhuǎn)換，是以磁場(chǎng)為中間傳遞媒介的動(dòng)力裝置。當(dāng)在整個(gè)電機(jī)系統(tǒng)中通入三相電流后，便會(huì)在永磁電機(jī)的定子繞組中形成一定的強(qiáng)度等級(jí)的磁場(chǎng)。由于磁體的兩極存在互相排斥的力量，且永磁體的磁級(jí)被固定在兩端，根據(jù)同性相斥、異性相吸的原理，能夠在相互作用力的產(chǎn)生下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。最終，當(dāng)轉(zhuǎn)子和中子的旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到一致時(shí)，即為智能永磁直驅(qū)電機(jī)輸送系統(tǒng)的常規(guī)化運(yùn)作。

1.2 永磁直驅(qū)電機(jī)功能結(jié)構(gòu)

一般來(lái)說(shuō)，根據(jù)電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成形式不同將其分為三種電磁式電機(jī)。隨著科技的進(jìn)步和永磁材料的更新迭代，永磁式直驅(qū)電機(jī)應(yīng)用的范圍更加廣泛，其功能結(jié)構(gòu)主要由定子、轉(zhuǎn)子以及端蓋所組成。其中，內(nèi)部的定子則是由鐵芯、繞組、機(jī)座這三個(gè)部分組成。將0.5mm的硅鋼片進(jìn)行重疊和壓制，便形成了定子系統(tǒng)中所需要的鐵芯，而機(jī)座一般會(huì)由鑄鐵來(lái)進(jìn)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(qū)電機(jī)輸送系統(tǒng)的特征

2.1 有效承載力較大

在對(duì)永磁電機(jī)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求對(duì)電機(jī)的級(jí)數(shù)和永磁體的數(shù)量進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。因此，在傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)基礎(chǔ)上有效的實(shí)現(xiàn)了當(dāng)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩過(guò)大情況下根據(jù)負(fù)載速度進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。由此可見(jiàn)，由于永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)矩是額定轉(zhuǎn)矩的280%，因此該電機(jī)系統(tǒng)具有超強(qiáng)的承載能力，能夠在特定情況下進(jìn)行電機(jī)的重載和啟動(dòng)。

2.2 實(shí)際運(yùn)作效率提高

傳統(tǒng)的電機(jī)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，所使用的電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組材料選用的是銅絲材質(zhì)，因此當(dāng)在磁場(chǎng)的作用下進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，極易產(chǎn)生大量的熱量。相反，智能永磁直驅(qū)電機(jī)所使用的是永磁體材質(zhì)，不會(huì)由于分子間的摩擦而產(chǎn)生能量上的損耗，將有效輸出功率與額定功率進(jìn)行比值求取時(shí)，不難發(fā)現(xiàn)，相比于異步電機(jī)，永磁電機(jī)在其運(yùn)行功率及有效電流上都存在一定優(yōu)勢(shì)，能夠以最小的功率實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的正常運(yùn)作，有效的節(jié)約了電能資源。

2.3 內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易維修

相比于其他電子傳輸系統(tǒng)，智能永磁直驅(qū)電機(jī)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了有效的精簡(jiǎn)和刪減，不需要添加減速機(jī)，也不會(huì)產(chǎn)生由于齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲和磨損。由此可見(jiàn)，當(dāng)減少機(jī)械潤(rùn)滑油和齒輪檢修的經(jīng)濟(jì)成本后，很大程度上減少了系統(tǒng)的成本造價(jià)，從人力、物力等多方面實(shí)現(xiàn)了智能化、現(xiàn)代化和經(jīng)濟(jì)化。

2.4 有效使用周期長(zhǎng)

判斷一個(gè)電機(jī)系統(tǒng)使用壽命周期的長(zhǎng)短，要看在理想環(huán)境下設(shè)計(jì)的最高年限，由于這款智能永磁直驅(qū)電機(jī)其本身系統(tǒng)在運(yùn)行效率上有所提高，便保證了系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生較小甚至零磨損。此外，在該電機(jī)系統(tǒng)中定子繞組是不需要借助外力進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的，僅僅只是憑借磁場(chǎng)的作用力，便不會(huì)產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)摩擦的熱能，保證了電機(jī)的經(jīng)濟(jì)使用壽命。

3 智能永磁直驅(qū)系統(tǒng)在煤礦井下帶式輸送機(jī)上的應(yīng)用研究

以某企業(yè)應(yīng)用智能永磁直驅(qū)系統(tǒng)作用于礦業(yè)生產(chǎn)為實(shí)例進(jìn)行該系統(tǒng)的應(yīng)用研究。首先，需要對(duì)原先所使用的電機(jī)系統(tǒng)從其結(jié)構(gòu)和功能作用上進(jìn)行全面的了解，該傳輸系統(tǒng)主要由異步電機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、滾筒等多個(gè)部分組成。為進(jìn)一步提高該傳輸系統(tǒng)的運(yùn)作效率和生產(chǎn)質(zhì)量，在原有的基礎(chǔ)上對(duì)其系統(tǒng)傳輸裝置進(jìn)行針對(duì)性的改造，并將智能化的永磁直驅(qū)系統(tǒng)應(yīng)用到煤礦井下帶式傳輸機(jī)械中。主要操作在于，將異步電機(jī)更換成永磁電機(jī)，并將減速器刪減掉，安裝上新型的變頻器。在進(jìn)行改造之后，能夠一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)于資源的節(jié)省和生產(chǎn)效率的提高。

4 結(jié)束語(yǔ)

由此可見(jiàn)，相比于異步電機(jī)將智能永磁直驅(qū)系統(tǒng)應(yīng)用到煤礦資源開采系統(tǒng)中，能夠以最小的作用功率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)目標(biāo)，且該系統(tǒng)還很大程度上保證了生產(chǎn)成本的經(jīng)濟(jì)效益，體高了我國(guó)資源開產(chǎn)體系的穩(wěn)定性。