5到10年里,这项技术可能占领矿山装备智能驱动的高地

5到10年里,这项技术可能占领矿山装备智能驱动的高地
2019年07月30日 18:16 煤机网

煤矿“智能化”一直被作为采矿“自动化”的升级概念而为人所谈论,

那么,这种进阶最直观体现在了哪方面?

“感知”

目前,国内的煤矿设备有大多在机械化方面的表现十分优异,但距离真正的“智能化”还差着不少“感知”。

当众多煤企纷纷踏上了“自动化减人、智能化无人”的装备升级之路,应当如何抢占智能采掘装备的技术制高点呢?

有业内专家指出,“有远见的企业,应该发展和制造永磁电机。”

具有智能感知的电机

对比其他电机,永磁电机最重要的的一项特质,在于它是“具有智能感知的电机”。

以永磁电机在长距离输送带上的应用为例,在驱动过程中,永磁电机能知道负载扭矩是多少,在这样的情况下,知道负载扭矩是多少,就能调整速度,进而形成速度和扭矩相匹配的牵引和传动,而这恰是“智能化”的应有之义。

在科学家与企业协同努力下,目前我国已经研发永磁电动机直联驱动的刮板输送机,可以柔性启停,大大降低了刮板输送机的负载;可以重载牵引,动载平衡,多点驱动;节能效率要比传统的刮板输送机高30%以上。

业内专家预测,五到十年里,永磁电机可能将是采煤机、掘进机、提升机、刮板机、输送机等矿山装备智能化驱动的主机了。

“有远见的企业,应该发展和制造大功率的、智能化的永磁电机,以替代其他的电机。”

关于“永磁电机”

永磁电机是以磁场为媒介进行机械能相互转换的电磁装置,当电机的定子绕组中通入三相电流后,就会在永磁电机的定子绕组中形成旋转磁场,由于在转子上安装了永磁体(永磁体的磁极是固定的),根据磁极的同极相斥和异极相吸的原理,在定子中产生的旋转磁场会带动转子进行旋转,最终达到转子的旋转速度与定子中产生的旋转磁极的转速相同。

永磁电机原理

永磁同步电动机具有效率高、功率因数高、电机结构简单灵活、体积小、功率密度大、启动力矩大、恒转矩、噪音小、可实现优良的控制性能、有利于电动机向智能化方向发展等特点,正逐步在煤矿固定设备上得到推广使用,目前已在带式输送机上进行了应用,节能、智能化等效果良好。

实现煤炭无人化开采的新技术

国务院于 2017 年印发的《“十三五”节能减排综合工作方案》中明确提出在确保安全的前提下,鼓励永磁同步电动机、变频调速、能量反馈等节能技术的集成应用。 利用“永磁电机”对矿山装备实现智能驱动,正成为一项实现煤炭无人化开采的新技术,被各大企业作为技术创新的关键突破点。

2019年1月9日,由北京百正创源科技有限公司牵头,中国矿业大学、鄂尔多斯市昊华精煤有限责任公司共同参与完成的“大运距重型带式输送机永磁智能驱动成套技术”项目成果在北京进行了成果鉴定。鉴定委员会经讨论质询认为,项目创新设计了多点永磁直驱传动装置与永磁张紧绞车一体化的大运距智能化带式输送机运输系统,研制了大功率永磁电机智能驱动系统和永磁电机驱动张紧绞车,形成了永磁驱动的带式输送机智能化成套技术,项目成果具有新颖性和创造性,整体达到了国际领先水平。

大运距重型带式输送机永磁智能驱动成套技术应用

在上周末举行的贵阳工博会上,由贵阳高原矿山机械股份有限公司研发生产的展品——82吨永磁内装式提升机格外显眼。这台提升机是全球首台永磁内装式提升机,其研发成功标志着矿井提升机技术进入新时代。

就在去年太原煤机展会期间,中国煤机网就采访了研发提供这台世界首台永磁内装式矿井提升机的高矿机械的副总余焕希(【对话名企】高矿机械谈国字号创新技术的诞生)。

据余焕希介绍,这台永磁内装式提升机采用外转子永磁同步电机、永久磁铁装于卷筒内壁,作为永磁电机外转子,工作绕组线圈固定于主轴上作为电机定子,该永磁同步电动机技术特征为多级数、低频率、低转速、大扭矩,用低频变频器进行调速。与传统提升机相比,永磁内装式矿井提升机突破了多项关键技术,产品技术国际领先,具有传统提升机无法比拟的优势。“它完成一次提升(满载)和下放(空载)过程耗电16.3度,较传统矿井提升机节约6度电左右,噪音65分贝,较传统提升机降低20分贝左右。”

首台永磁内装式矿井提升机

事实上,永磁电机的应用场合遍及计算机、工程装备、交通运输、风力发电、风机、泵类、石油化工、采矿、家用电器、医疗设备、航空、航海、航天、兵器等各个领域。

中国稀土永磁电机领域的奠基者和开拓者之一的唐任远院士曾表示,“高效永磁同步电动机从国家政策导向和市场需求方面都有其他电机不可替代的优势,市场前景非常广阔。 ”当前,永磁电机正向高端、高性能方向发展,并朝着IE5能效指标不断迈进。随着进一步的成熟和发展,将会实现与整机系统一体化,形成将驱动系统和智能控制系统有机结合的智能驱动系统。

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