河北乾顺公司：演绎无齿轮传动“神话”

 图为职工正在装配外转子的隔爆型永磁直驱电动滚筒。张国伟 供图

    长城新媒体讯（通讯员张国伟 申春雨 刘文轩）河北乾顺节能科技有限公司联合峰峰集团天择公司，为大社矿研发定制、具有国内领先水平的STYB75矿用隔爆型永磁直驱电动滚筒，自2014年11月在十改二部胶带输送机应用以来，实现三年平稳运行无故障，综合节电率为24.27%，平均每年节省电费11.14万元。
    该技术通过在胶带输送机上采用国内首创的外转子隔爆型永磁直驱电动滚筒，并采用变频控制系统，取代传统的机械传动方式，省掉齿轮减速器、耦合器，实现电机直驱，让无齿轮传动“神话”成为现实。

图为职工正在装配内转子的隔爆型永磁直驱电动机。张国伟 供图

    永磁技术在煤矿“开花结果”
    乾顺公司针对传统胶带输送机存在的启动电流大、系统冲击大、噪音大、故障率高、运行成本高等问题，结合国家对节能减排和环境保护的要求，成立永磁电机项目组，明确研发方向、内容和重点。根据这一思路，该公司积极加强同国内科研院所的沟通联系，通过多方调研了解到，永磁电机在汽车、电动车等方面已经比较成熟，但由于煤矿设备对防爆、防水等的特殊要求，国内在这方面还没有成熟的经验和成功案例，研发难度较大。
    明知山有虎，偏向虎山行。该公司经过充分市场调研认为，永磁电机的市场前景比较好，发展潜力比较大。2014年1月，该公司以永磁电机技术为依托，组织工程技术人员投入到胶带输送机专用的“矿用隔爆型永磁直驱电动滚筒”研发项目中，由于该项目在国内煤矿中为首创，需要攻克许多技术难关。
    该公司为打造过硬产品，坚持高标准定位、高质量推进，在采购生产原材料时均采用国际国内知名品牌，并采用真空浸漆工艺，保证质量可靠，性能稳定，2014年8月首台额定功率为75KW的矿用隔爆型永磁直驱电动滚筒成功下线，顺利取得国家矿用产品安全标志证书，取得下井试验的“通行证”。
    无齿轮传动“神话”成为现实
    在通过出厂前的严格检测和试验后，2014年11月，矿用隔爆型永磁直驱电动滚筒在峰峰集团大社矿十改二部胶带输送机上安装应用。
    由于该设备为国内首创，煤矿井下特殊的作业环境和条件对设备要求十分苛刻，为此该公司科研人员24小时在井下紧盯现场，时刻关注各种测量数据，根据现场试验情况，适时调整变频控制系统，并先后解决试验中的多项难题，经过一个月的连续调试和优化，设备运转至今平稳无故障，设备研发试验取得圆满成功。
    该技术成果填补煤矿用永磁同步直驱的技术空白，先后取得国家发明专利1项，实用新型专利3项。2016年4月，矿用隔爆型永磁直驱电动滚筒技术项目通过中国煤炭工业协会科技成果鉴定，专家组一致认为达到国际先进水平，获中国煤炭工业协会科技进步二等奖。2017年5月，以该技术为依托研制的多功能永磁直驱胶带输送机项目获得省煤炭工业协会科学技术一等奖。
    永磁技术迎来发展的“春天”
    该公司在成功研制外转子的矿用隔爆型永磁直驱电动滚筒后，并没有停止创新的步伐，大力向永磁技术的延伸化、大型化、系列化和配套化进军。
    目前，已经形成外转子的隔爆型永磁直驱电动滚筒、内转子的隔爆型永磁直驱电动机和隔爆型兼本质安全型变频控制器系列产品，其中永磁直驱电动滚筒最大功率达到400KW，永磁直驱电动机和变频控制器的最大功率达到630KW。研制的变频控制器采用高性能矢量变频技术，实现实时监测、自动控制和远程监控，皮带机可缓慢匀速起动，降低电网故障和机械故障，减少对皮带、托辊的冲击和磨损，延长使用寿命10%以上。
    不断在永磁直驱胶带输送机的多功能、多用途上下功夫，研制输送机上、下料装置，上输送带正常输送煤或矸，下输送带输送支护材料，实现双向合机运输；同时机身纵管与运输巷供水、供风管路连接，可输送压力不大于10MPa的水和风，做到一机多用。
    不断拓宽永磁技术的应用范围，目前研制的永磁直驱电动滚筒主要应用于胶带输送机等设备，永磁直驱电动机可直接驱动胶带输送机、刮板输送机、转载机、提升机等设备，变频控制器广泛适用于煤矿胶带输送机、刮板输送机、绞车、猴车等负载的驱动控制。首台永磁直驱电动滚筒通过在峰峰集团大社矿的成功应用，赢得用户的认可。目前，最新研制的额定功率为125KW三套单台额定功率为125KW的矿用隔爆型永磁直驱电动滚筒及其集中调速控制系统，正在大社矿工业试验中。
    该项技术通过在峰峰集团大社矿胶带输送系统的全面铺开应用。根据峰峰集团设备升级方案，永磁胶带输送机节能升级改造，将作为今年的一个重要课题，主要对集团内部各矿井使用的部分胶带输送机进行永磁改造，对新增的移动式胶带输送机全部采用永磁电机（滚筒）驱动，在提高系统稳定性、安全性的同时，达到节能节支、环保、提高生产效率和经济效益的目的。