永磁电机内装式矿井提升机

　　贵阳高原矿山机械股份有限公司和太原理工大学联合研制了集驱动单元与负载为一体的永磁内装式矿井提升机。采用了“无减速器、无联轴器、无高速轴”的传动模式，将永磁同步电机的定子、转子分别与提升机的主轴、滚筒高度集成，气隙磁场作为传递扭矩的主要媒介，大幅降低摩擦损耗，同时提高了传动效率。该项目荣获中国机械工业科学技术发明一等奖1项，拥有美国、澳大利亚等国外授权发明专利5件，中国授权专利4件，软件著作权3件，主持制定1项全国行业标准。

　　主要创新点：

　　1.发明了承受变载荷外转子滚筒的磁耦合驱动技术：提出了不同心圆弧永磁体、双向非导磁楔形固定体和非对称矩形磁性槽楔结构，解决了谐波干扰与齿槽转矩脉动难题;提出了磁极相位角检测方法和基于零速位置检测的重载悬停控制模型，开发了神经网络自学习磁极相位角算法，实现了大扭矩超低频平稳启动;

　　2.发明了永磁驱动提升系统关键部件监测与评估技术：提出了基于磁平衡原理的钢丝绳检测技术与装备，实现了钢丝绳表面缺陷和内部断丝的在线监测;发明了定时定量、脂气混合、末端检测、废脂回收的提升机天轮智能润滑装备，解决了天轮润滑失效的难题;开发了大惯量多环节故障诊断算法，实现了永磁驱动提升系统运行状态可视化和智能化管控;

　　3.发明了永磁驱动提升系统安全运行保障技术与装备。提出了提升机冲击限制理论，限制或消除了提升钢丝绳的弹性振动;发明了多功能钢丝绳悬挂装置，突破了多绳张力平衡调节难、扭矩无法释放的技术瓶颈;研发了基于机器视觉的绳槽形貌检测技术解决了多绳张力频繁调节的难题;发明了基于主从控制不共点多回路恒减速制动技术，解决了“误制动”和“拒制动”的技术难题。

　　主要性能参数：

　　永磁内装式提升机样机参数：(1000～4000)mm×(800～3000)mm(卷筒直径×宽度);额定频率：0.1～20Hz;额定转速：10～20r/min;额定功率：110～1600kW;节能指标：>20%;整机效率：>94%。

　　应用效果：

　　目前，该项目成果转化形成的系列产品已在贵州盘江煤电集团、山西煤炭运销集团、山西汾西矿业集团等大型企业得到推广应用得到应用。永磁电机内装式矿井提升机与传统同能力提升机相比，总效率提高23%以上、能耗减少30%以上、噪音降低20%以上、占地面积减少1/3，运行平稳可靠，受到用户的高度赞扬。

　　专精特新

　　该设备采用了极简的传动模式，将永磁同步电机的定子、转子分别与提升机的主轴、滚筒高度集成，气隙磁场作为传递扭矩的主要媒介，大幅降低摩擦损耗，提高了传动效率。