永磁电机在煤矿钻井装备中的应用探讨

永磁电机在煤矿钻井装备中的应用探讨

李新利

中煤特殊凿井有限责任公司 安徽 合肥 230001；煤矿深井建设技术国家工程实验室(淮北）安徽  淮北  235000

安徽省特殊凿井工程技术研究中心  安徽  合肥  230001

摘要：永磁同步电机因具有功耗低、功率密度高和可控性好等优点，被广泛应用于军事、航天和工业领域。然而，由于永磁同步电机内部关键部件永磁体易受潮湿、高温、永磁体机械损坏或老化、化学腐蚀等复杂多变的运行环境的影响，存在不可逆的退磁风险。基于此，以下对永磁电机在煤矿钻井装备中的应用进行了探讨，以供参考。

关键词：永磁电机；煤矿钻井装备；应用探讨

引言

煤矿中的煤炭运输主要依靠带式输送机，需要可靠的培训方法来满足高效煤炭生产的需求。实际上，在设备移动过程中，为了避免由于直接启动以及电机和连接机械部件的冲击和损坏而造成的过度启动时间，有必要引入柔性启动技术进行驱动控制，确保减速加速永磁电机具有低速大转矩特性，通过将传动辊直接连接到传送带，利用变频驱动控制结构，能够对电机转速和转矩进行精确控制，使其在煤矿井下更为应用。

1永磁电机组成结构

永磁同步电动机有三种结构形式:永磁励磁电动机、永磁励磁电动机和永磁励磁电动机，其工作性能主要是通过刷子和滑动环引入直流励磁电流来产生驱动功率并使用磁阻永磁同步电机，其工作性能主要是利用凸点、转子和磁路不对称引起的电阻差产生输出功率。近年来，随着新型发动机永磁材料的不断更新，大多数永磁电机都使用储能永磁材料作为动力，在发动机内部建立主磁场。与传统发动机一样，永磁电机也主要由定子、转子和机床座组成，定子由铁芯、卷筒和机床座三部分组成，铁芯由0.5mm硅片复压组成；底座一般由模具钢制成，主要用于固定和支撑定子铁芯。转子主要由铁芯、永磁体、转子支架和旋转轴组成。和定子一样，它也被硅片压在树上转子永磁体的布置处于内部位置。发动机罩保护永磁电机两端。

2永磁电机在煤矿钻井装备中的应用探讨

2.1带式输送机用变频器供电的永磁直驱系统

带式输送机最常用于煤矿，与设备一起使用的电动马达也是最常用的传统输送机传动装置，通常由三相异步电动机、柔性机械或电力起动装置和减速机组成，中间传动装置效率损失较大，这是最常用的永磁系统，用于重型起动和带式输送机，这是可变式直驱式传动装置。永磁同步电机直接连接到传动辊，实现功率直接传输，传动系统组成简单，传动效率高，主要优点有:(1)通过变频控制，永磁电机的起动曲线可以修改以适应2)对于多点输送机，可通过主从控制实现多个驱动点的功率平衡；3)永磁同步电动机起动转矩可设计为比额定转矩大2倍以上，具有良好的重载起动性能；4)利用永磁同步电机的大范围效率和高功率因数特性，在输电煤量不均匀的情况下，能够保证电机的长期效率状态，综合节能率不少于20%。

2.2启动设置

当系统启动时，必须预先设定传输带，以便在启动前控制60至70千牛之间的电压，并在启动后控制40至50千牛之间的运行电压；必须执行自订测试，以便在启动完成后为电动机提供电力，并使用曲线转换器设定前进，以控制从0Hz开始缓慢启动时的转矩。 为了使两个驱动器配置中的每个电气部件受影响，应将两个设备设置为在多台计算机上运行，并检查每个输出参数，以确保在执行操作后，主/主设备没有错误地重新设置输出功率，以便根据煤炭生产要求同时控制自动性能平衡状态，输送机通常需要重新启动和运行， 但是，它们还应与能够长时间降低转速的闭环控制材料数量相结合，以防止在材料较少的情况下有效延长设备寿命的发动机过载问题，从而确保设备的高效运行。

2.3损耗分析

永磁同步电机产生的损耗在电机内部积聚为热量，会使电机绝缘老化，从而进一步加剧永磁体的失磁缺陷，威胁电机的稳定性，并通过有限元分析(FEA)获得电机在不同失磁水平下的有效运行。铜耗迅速增加，振幅明显，随着永磁体增大，磁芯损耗变化缓慢，但由于铜耗的变化，电机总损耗明显增大，其原因是永磁同步电机在不同的磁化强度下骨架电流发生变化，电机损耗相应增大，导致电机温度显着升高，进一步加剧了永磁体高温造成的退磁故障。综上分析可以看出，在电机永磁体退磁故障初期，故障特征不明显，电机还能正常运行，但随着退磁故障的加深，电机已不能正常运行了。因此，在进行退磁故障在线监测时，要在故障早期对的故障信号进行识别和提取监测证，从而降低故障对生产、生活的影响。

2.4性能测试

在系统全面上市之前需要进行性能测试。在煤层开采中，以700m的工作行程进行试验，将高度提高到45m，以下分段为1100m。调试电缆后，系统不会显示出来，并且可以在线性模式下进行检查，如果组件(如滚轮、滚轮等)的等效项成立。)可以访问。出口轴的滚动侧应安装冰箱制动器，与主机构配合运行，并用开关和压力表检查制动状态。在整个运行过程中，需要进行闲置试验，以确定皮带速度、性能等指标是否通过了常规检查，然后进行负载测试。电机启动加速度可以根据转速0到最大值的结果增加，过程达到低脉冲振动和高负载启动性能。传送带的平均速度达到3.45m/s，接近实现，达到直流制动时，两个电机的功率分别为480kW和。482千瓦，差额不到5%。

2.5刮板机输送机用永磁驱动系统

传统的电路板运行驱动程序从第一种近似模式(1转速电机+液压耦合)发展到目前最常用的双转速电机(YBSD)驱动结构。驱动单元要求的以下原则:1)在启动过程中电机负载转矩1.3 ~ 1.8x时必须遵守高起动转矩，并且必须考虑带有双极驱动的电机的功率故障。双速电动机驱动启动，并使用电动机低速文件达到高起动力矩。2)电动机的装配高度不得大于链轮的平均高度。3)电机必须满足频繁启动和关闭的要求，通常160kW时开机时间少于75次，400kW时开机时间少于50次，400 kW时开机时间少于50次，855kW时开机时间少于25次。

2.6永磁电机技术在皮带机驱动系统中的优化改造

将煤矸石推进系统改造成物体，通过分析各自的改造过程，使人们能够充分了解相似的运动优化。在煤层开采中，一个矿用多带式输送机安装了CST驱动装置。这些CST驱动器最适合当时的技术条件和应用背景，允许使用制动和离合器结构控制模块关闭皮带驱动，以实现更稳定的软同步皮带载荷控制，或实现企业制造所需的停止控制性能。但是，该系统的后期运行规模昂贵，容易出错，而且随着时间的推移，设备陈旧，性能明显下降。

结束语

永磁电机驱动系统是带式输送机的一种新型驱动方式。它具有能效和节能特性，大大提高了系统运行的可靠性和稳定性，有效地降低了能耗和磁带发送器的使用成本，并为其他形式的煤油设备培训提供了良好的参考。

参考文献

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