高压永磁电机及远程变频智能控制系统的应用

赵 亮

（山西西山煤电股份有限公司马兰矿，山西 古交030205）

引言

煤矿井下机械比如刮板输送机、带式输送机及采掘设备等，都要求低转速大转矩，传统的驱动系统主要由大功率异步电机、减速器、液力耦合器等组成，造成传动系统效率低，设备维护繁琐。而永磁电机直驱系统使用“永磁直驱变频电动机”替代传统的机械传动系统，减少了减速器、液力耦合器等设备，直接驱动生产机械，使传动系统结构简化，提高了机械效率，降低能耗，系统可靠性增强[1]。

1 永磁直驱变频电机基本原理

永磁直驱电动机与三相异步电动机结构基本相同，只是将异步机定子的三相对称绕组用汝铁硼永磁体（常用的N35SH、N38UH）替代，依靠定子线圈在气隙中产生旋转磁场与转子上永磁体的相互作用，带动转子同步旋转。根据负载的额定转速来确定电机的级对数，通过控制变频器的磁通矢量来控制永磁直驱电机启动转速，从而实现永磁直驱电机低转速、高转矩特性，利用这个特性来取代传统中间机械的传动作用，提高机械传动效率、消除转差损耗、减小启动电流，起到节能降耗的效果。

2 永磁电机与异步电机的特性曲线对比（见图1）

图1 特性曲线对比

从图1可知，永磁直驱电机具备以下优点：

1）高效节能。用永磁体取代传统转子线圈，无转差损耗，一般异步电机能耗为国际IE1级（相当于国家三级能耗），永磁电机能耗达到国际IE4（高于国家一级能耗标准），永磁电机直驱系统较传统的机械传动系统效率提升达15%～25%。……