磁力耦合器在皮带运输机上的应用分析
磁力联轴器在皮带运输机上的应用分析
磁力联轴器自1999年由美国magna drive公司创建以来，在欧美地区已得到了广泛应用，相比较其他的传动方式，其性能优势非常明显。
以带式输送机来说，相比较液力耦合器，磁力联轴器在满载启动、启动平稳、过载保护、保护输送带及延长输送带寿命与降低维护保养费用方面，都有明显的优势。
本文从结构、工作原理，结合实际的性能表现数据等对对两者进行了比较分析，并通过具体的应用实例来说明磁力联轴器的优势所在。
一、磁力联轴器的结构与性能特点
1、磁力联轴器的结构
磁力联轴器主要由两部分组成：一部分是连接在电机轴端的特殊材料的导体；另一部分是连接在负载端的永磁体。
在运行过程中，这两个部分的相对运动产生了一个磁场，在盘状导体中产生涡流。
涡流产生的磁场和磁体相互吸引，从而使转子和导体两个部件通过空气间隙传递力矩。
2、磁力联轴器的性能特点
与液力联轴器及其他传动设备相比，磁力联轴器结构紧凑，安装无须其它的附属设备。
由于是通过空气间隙传递扭矩，两部件之间没有任何接触，所以无磨损部件，并能减少80%的振动；最大限度的允许偏心；无须润滑；能提供指定的启动方式；容许脉动载荷；能实现软启动、加载启动；过载保护，并且对电机、负载、耦合器没有损害。
磁力联轴器可以使用在任何离心负载的应用中，能够使用在高达6000马力的负载上。
因为负载速度改变的同时，电机一直以它额定转速运行，电机发热不再是问题。
而且因为这是机械装置，它不会引起谐波干扰。
滤波器、变压器以及冷却系统都不需要。
在磁力耦合器中，导体盘与磁体盘之间存在滑差，这种滑差会使速度大约比全速时损失1%-2%。
3、磁力联轴器的优点
限矩形磁力联轴器的主要优点有：超负荷扭矩保护；自动重启；柔性启动/停止；降低使用的总成本；允许一定的轴心偏离；减小电机与负载之间的震动；延长密封件与轴承的寿命；安装简便；高效的扭矩传输；允许震动装载；免维护。
二、磁力联轴器性能优势
为了更直观得看到磁力耦合器的优势所在，现将磁力联轴器与液力耦合器及
其它类型的传动方式就性能、能效等进行了列表比较，分别见表1、表2。
表1 各种传动方式的性能比较
在不同传动方式之间做比较时，参考一下各种产品的所有权成本分析是很重要的。
这些分析包括了各种技术产品所伴随产生的所有成本。
原始的购买成本只占总成本的10%-25%。
系统的能效，运行成本（像长期维护要求）、系统寿命和停工期的成本等都应被考虑在内。
通过以上内容及列表介绍，得出磁力联轴器较其它类型的传动设备的优点主要体现在以下几个方面：
（1）柔性启动，启动电流明显降低。
柔性启动，保护电机和负载，保护载荷。
使用磁力联轴器后，启动时电机加速到最大速度，在耦合磁场的影响下，负载平缓启动、最终加速到接近电机速度。
在皮带传送中，减小了启动时及运营中冲击载荷对皮带的影响，延长了皮带的使用寿命。
尤其是在带传动中，突然的启动会导致皮带的拉伸和磨损，甚至是发生故障。
根据美国magna drive在国外的数据表明：磁力联轴器可以有效的降低30%的皮带基本张力。
在枣矿集团蒋庄煤矿北一皮带上，用磁力联轴器替换了原来的液力耦合器
器，该煤矿井下运输机在启动时，启动电流的尖值较以前降低大约20%，而启动电流高峰持续时间缩短了超过60%。
输送带的启动平滑，速度由零逐渐缓慢上升，加速度是连续的，接近于线性加速，实现了无冲击的柔性启动，这样可以大幅延长胶带及电机的使用寿命，并减少了对电网的冲击。
（2）噪声、振动大幅降低，大大延长了电机与负载的使用寿命。
80%以上的转动设备都是由于振动而出现故障的，大多数的振动都是因为轴心偏移，另外是由于设备的不平衡和共振。
磁力联轴器靠空气间隙传递扭矩，是真正的无机械连接装置。
并且使用了无键连接，从而使得连接应力更加均匀，对中性好，承载能力强，装拆方便。
实验表明，使用磁力联轴器能减少80%以上的振动。
（3）运行电流有大幅降低、节能。
使用磁力耦合器，无需其它附属设备，又大大减少了系统的振动。
实际上，国外的研究表明：普遍来说，振动和噪音会造成系统的能耗增加2%~3%。
同时，因为液力联轴器用的是弹性联轴器，比起直联的方式，要造成系统3%~5%的额外的能耗。
最后，因为液力联轴器的传动效率本身就不是很高，根据我们在国外得出的数据：普遍来说，磁力联轴器比液力耦合器在能耗上会有12%以上的降低。
从表2中可以看出，无论是但个设备的能效还是系统的总能效，磁力联轴器的效率都是最高的。
这为企业大大降低了能耗，节约了运行成本。
（4）大幅延长故障间隔时间，缩短停机时间。
单纯从磁力联轴器连接来说，磁力联轴器基本上不发生故障，由于磁力联轴器靠空气间隙传递扭矩，两部分没有接触，没有磨损部件，从而大大降低了系统中的振动，并延长了电机与变速箱的使用寿命，从而大大降低了出现故障的次数。
在发生过载时，能迅速解除耦合，对电机、负载和耦合器都没有损害，只是关闭电机使耦合器复位，清理负载然后重启系统，简洁迅速、精确度高，使平均故障时间大为缩短。
而采用液力联轴器，首先是发生过载情况下，液力联轴器要采用喷油的方式泄压来过载保护，既污染环境又要一定的检修更换时间。
即便是熟练的工人，从发现故障到恢复运行也要20分钟以上的时间。
同时，相比较磁力耦合器，液力联轴器不能有效保护电机和负载的轴承和密封圈，会造成系统的故障率增加。
在枣矿集团蒋庄煤矿北一皮带机上，该皮带机运量为1000T/h，假设故障时间为半个小时，就少采煤500T，以700元/T来算，将造成500T×700元/T=350，000元的损失。
即使把平均故障时间减少50%的话，那么所带来的利润也是相当可观的。
（5）绿色环保、无污染。
磁力联轴器结构简单，为免维护机械产品，甚至无需润滑，对环境无任何污染损害。
跟磁力联轴器比较起来，其他的产品各有其弊端：
A 液力联轴器需要工作液，这些工作液往往会对环境造成危害；然而液力联轴器需要经常对工作腔及供油系统进行维护和检修；工作一段时间需要更换工作液，系统需要两个联轴器才能将液力耦合器、电机和工作机连接在一起，增加了轴承磨损、需要较多的停工时间对设备进行检测、维修和更换；工作液温度升高会降低传动效率；当发生过载时，易融塞融化，工作液从孔排出，需要重新加入工作液、安装新的易融塞，清理负载等，工作繁琐且精确度相对较低，平均故障时间要比磁力联轴器长很多。
B弹性联轴器是靠压缩橡胶传递扭矩的，允许一定角度的偏心和偏移，这会大大缩减橡胶的使用寿命，预期寿命最少也要减少50%，并且为了保证联轴器的正常运行，需要定期检测和更换橡胶部件。
C变频器对运行环境要求严格，易受外界的干扰，系统不稳定。
需要安装滤波器、变压器、冷却设备等附属装置，使得整个系统变的复杂，这些附属装置对变频器能效的影响是显著的，尽管单看变频器效率还比较高，但实际上总的效率却常常并不高。
电子元器件的寿命都比较短，一般每四到七年就需要进行更换或更新。
同时，像煤矿等企业，一般工作环境比较恶劣，这会严重影响到变频器的使用效果。
D液粘耦合器，也是需要工作液，且内部结构比液力耦合器还要复杂，所以尽管很多时候说起来效率很高，优点也比较突出，但是实际使用过程中，还是不够稳定，存在不少的弊端，比如容易漏油，不便维修等等。
经过以上的分析，我们不能看出：无论是从单一性能到整体性能，还是从个体的能效到整个系统的能效，磁力联轴器是最好的选择。
当考虑到在整个使用寿命中周期中所有的成本的时候，磁力联轴器的优势变得更加显著。
永磁直驱变频装置在皮带运输机中的应用
组成 ， 见 图２ 。该 装置 的核 心部 件 是稀 土 永磁 同步 电 动机（ Ｐ ＭＳ Ｍ） ， 克服 了三 相 异 步 电 动机 综 合 效 率 低 、
永磁 直驱 变频 调 速装 置 包 括 皮带 机 及 与 皮 带机
滚 筒连 接 的驱动 装 置 ， 即由 Ｚ Ｊ Ｔ一４ ０ ０ ／ ６ ６ ０型 矿 用 隔 爆 兼本 质安 全 型变 频 器 、 Ｔ Ｂ Ｄ一６ ３ ０ Ｘ 一３ ２ Ｙ Ｃ稀 土低 频 永磁 三相 同步 电动 机 、 Ｄ Ｓ Ｊ １ ０ ０ ／ ２ ０皮 带 运输 机 滚 筒
带滚 筒 相 连 接 ， 异 步 电动 机 驱 动 系 统 示 意 图见 图 １ 。 此 系统 于 ２ ０ ０ ９年 ７月安 装 ， 截止 ２ ０ １ ２年 ５月 运行 两
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３—０ ８—１ ３
图１ 异 步 电动 机 驱 动 系统 示 意 图
作者简介 ： 乔爱凤（ １ ９ ７ ８ 一） ， 女， 山西阳曲人 ， ２ ０ ０பைடு நூலகம்０年毕业 于江南 大学 ， 工程师 ， 主要从事机 电设备的运行管理 、 选型设计及安全管理工作
者 预测 用无 齿永 磁 同步变 频 驱 动 装 置 取 代 传 统 异 步
电动机 驱动 装置 必将 成 为一 种趋 势 。 １ 异 步 电动机 传 动 系统概 述
主滚筒 １
北 山煤业 公 司 主斜 井 使 用 Ｄ Ｔ Ｌ １ ０ ０ ／ ２ ０型 带式 输 送机 一 部 ， 输 送长 度 为 ５ ０ ０ ｍ、 带宽为 １ ０ ０ ０ ｍｍ， 输送
倾角为 １ ６ 。 ， 最 大带 速 为 ２ ｍ ／ ｓ 。采 用 Ｙ Ｂ Ｋ ３ １ ５ Ｍ１— ４ 型异 步 电动机 ２台 ， 转速 为 １ ４ ８ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ， 功率 为 １ ３ ２
耦合器在各行业的应用
耦合器在各行业的应用石化行业石油石化行业中，从采油、炼油、化工等各个生产环节中，对泵、风机等机电设备运行的靠得住性、稳固性都有很高的要求。
如何能确保设备长期稳固运行，并能实现高效节能，才是实现企业最大的经济效益。
磁力耦合器的靠得住性高，能减少振动、爱惜电机和负载、高效调速节能、安装保护简单，是石油石化行业机电动力设备平安节能改造的最正确选择。
大庆石化汽油泵应用案例优势: ♦节能率36% ♦变速调剂流量♦降低振动♦减少保护台塑宁波树脂厂应用案例优势:♦节能率19%♦降低振动♦减少保护♦适应防爆场合大庆油田抽油机应用案例优势：♦节能率10%♦缓冲启动♦降低皮带改换频率♦减少故障率，提高产量电力行业电厂的汽机、锅炉、燃料、化水等各个系统中的动力设备，比如凝结水泵、送引风机、空预器、皮带机、斗轮机、冷却水泵、冲渣泵等各类动力设备，很少有备用机，实际生产中对设备运行的稳固性、平安性、靠得住性要求超级高。
磁力耦合器能提高电厂设备的运行靠得住性、而且本身的运行保护量小，并具有专门好的调速节能成效。
九江电厂皮带机应用案例优势：♦缓冲启动♦减少系统的保护量♦降低振动♦过载爱惜长沙电厂闭冷泵应用案例优势：♦节能率25%♦保护少♦体积小♦无谐波♦降低振动合肥热电供水泵应用案例优势：♦节能率19%♦降低振动至♦安装检修方便煤炭行业在煤炭的开采、输送、分选流程中，大量的利用皮带输送机、刮板机、泵、风机等机电设备，这些设备的电机与负载之间仍是采纳传统的联轴器或液力偶合器，对生产存在以下阻碍：•故障率高，检修频繁；•对心困难，安装麻烦；•设备震动大•有漏油问题•电机的启动电流大、备品备件的用量多、利用本钱高，而且电机过载爱惜能力差、设备的保护频繁、保护工作量大，对正常的生产造成必然的阻碍。
磁力耦合器替代传统的联轴器和液力偶合器，安装简单，免保护，具有专门好的缓冲启动和过载爱惜功能，并能专门好的爱惜电机和负载，降低振动，减少设备故障率，提高生产能力。
磁力耦合器与其他传动设备比较
磁力耦合器与其他传动设备比较磁力耦合器与其他传动设备比较有很多的优点，安徽沃弗电力科技有限公司小编在这里就给大家详细的介绍一下，希望能给大家提供帮助。
（1）柔性启动，启动电流明显降低。
柔性启动，保护电机和负载，保护载荷。
使用磁力耦合器后，启动时电机加速到最大速度，在耦合磁场的影响下，负载平缓启动、最终加速到接近电机速度。
在皮带传送中，减小了启动时及运营中冲击载荷对皮带的影响，延长了皮带的使用寿命。
尤其是在带传动中，突然的启动会导致皮带的拉伸和磨损，甚至是发生故障。
根据厂家在国外的数据表明：磁力耦合器可以有效的降低30%的皮带基本张力。
在枣矿集团蒋庄煤矿北一皮带上，用磁力耦合器替换了原来的液力耦合器器，该煤矿井下运输机在启动时，启动电流的尖值较以前降低大约20%，而启动电流高峰持续时间缩短了超过60%。
输送带的启动平滑，速度由零逐渐缓慢上升，加速度是连续的，接近于线性加速，实现了无冲击的柔性启动，这样可以大幅延长胶带及电机的使用寿命，并减少了对电网的冲击。
（2）噪声、振动大幅降低，大大延长了电机与负载的使用寿命。
80%以上的转动设备都是由于振动而出现故障的，大多数的振动都是因为轴心偏移，另外是由于设备的不平衡和共振。
磁力耦合器靠空气间隙传递扭矩，是真正的无机械连接装置。
并且使用了无键连接，从而使得连接应力更加均匀，对中性好，承载能力强，装拆方便。
实验表明，使用磁力耦合器能减少80%以上的振动。
（3）运行电流有大幅降低、节能。
使用磁力耦合器，无需其它附属设备，又大大减少了系统的振动。
实际上，国外的研究表明：普遍来说，振动和噪音会造成系统的能耗增加2%~3%。
同时，因为液力耦合器用的是弹性联轴器，比起直联的方式，要造成系统3%~5%的额外的能耗。
最后，因为液力耦合器的传动效率本身就不是很高，根据我们在国外得出的数据：普遍来说，磁力耦合器比液力耦合器在能耗上会有12%以上的降低。
从表2中可以看出，无论是但个设备的能效还是系统的总能效，磁力耦合器的效率都是最高的。
磁力耦合器的作用
磁力耦合器的作用
磁力耦合器是将驱动端与被动端分别通过磁场耦合来实现传递动力和扭矩的装置。
其主要作用包括：
1. 隔离：磁力耦合器可以实现驱动端和被动端的物理隔离，避免了传统机械耦合中的直接接触和轴传动，降低了因传递扭矩而引起的摩擦、磨损和振动等问题。
2. 传递动力和扭矩：磁力耦合器通过磁场的耦合传递动力和扭矩，驱动端的旋转运动可以通过磁力转换成被动端的旋转运动，从而实现动力和扭矩的传递。
3. 调速和变速：磁力耦合器可以通过改变磁场的强度，实现对扭矩的调整和变速控制，从而满足不同工况和负载要求。
4. 防爆和密封：由于磁力耦合器的驱动端和被动端是通过磁场耦合而非实际接触，因此可以实现防爆和密封的效果。
这在一些特殊工况和环境中具有重要的应用价值，例如化学、石油、冶金等行业。
永磁联轴器在强力皮带中的应用
永磁联轴器在强力皮带中的应用【摘要】永磁联轴器是一种新型联轴器，不仅具有软启动和制动装置两项功能，而且具有免维护，无轴承（日常维护不需加润滑油或打油脂，无磨损件）等优点，符合实际生产的要求，有利于提高皮带运输自动化水平。
【关键词】永磁联轴器；免维护；自动化Abstract Permanent-magnetic coupling is a new kind of coupling，which not only has two kinds of functions—the soft start and brake device，but also has a maintenance free，non bearing （daily maintenance does not need to add lubricating oil or grease，no wear parts）and other advantages，in line with the actual production requirements，is conducive to enhance the level of automation of belt conveyor.Key words Permanent-magnetic couplings Maintenance free Automation level永磁联轴器（PMC）是通过永磁体的永磁将原动机与工作机联接起来的一种新型联轴器，它无需直接的机械联接，而是利用稀土永磁体之间的相互作用和磁场可穿透一定空间距离和物质材料的特性，进行机械能量的传送。
永磁联轴器的出现，彻底解决了机械式联轴节长期存在地因密封原因而产生的机械故障。
这种产品被广泛应用于化工、电镀、造纸、制药、食品、真空、煤矿等行业的密封传动机械上。
以煤矿中的带式输送机来说，相比较其它类型的传动设备而言，永磁联轴器在满载启动、启动平稳、过载保护、保护输送带及延长电机寿命与降低维护保养费用方面，都有明显的优势。
永磁电机在煤矿带式输送机的应用探讨
永磁电机在煤矿带式输送机的应用探讨摘要：带式输送机是煤矿安全生产中的重要运输设备，承担从采煤工作到主井煤仓到洗煤厂等多个关键环节的煤炭运输任务。
带式输送机在拖动运行过程中，如果直接启动，容易对电动机和输送带接头及机械部件造成强烈的冲击，为了避免过高的起动力矩造成的不良影响。
因此，通过在煤矿带式输送机驱动中的推广应用，大大延长了输送机使用寿命，降低了生产过程中的维修量，增强了综掘工作面主输送系统的安全性和可靠性。
基于此，本文就永磁电机在煤矿带式输送机的应用进行分析。
关键词：永磁电机；带式输送机；应用传统的带式输送机在实际的运行过程之中存在运输效率低、运行过程不稳定、在载重量较大时启动困难等缺陷，影响了在煤矿生产过程之中的输送效率。
为了解决这种问题，当前的一些煤矿企业结合现代科技的发展，使用了永磁同步电机直驱带式输送机系统，有效提升了煤炭生产过程的效率。
一、煤矿带式输送机的永磁直驱系统煤矿带式输送机的永磁直驱系统主要包括电力控制系统、智能伺服控制器或变频器、永磁电动机、水冷装置等四个组成部分。
智能伺服控制器或变频器是主要针对永磁同步电动机的结构特点和机械特性而专门开发的一种控制器，该控制器改进了同步电动机难启动、难控制、易失速、飞车等缺点。
永磁电动机的工作电流类型为交流电，定子运行也需配备相应的交流电，且三相相差120度，而转子是一种永磁体。
永磁电动机的内部是蛇形散热水道，用于盛装冷水，以便于减缓因管道等长时间使用而导致的温度过高。
永磁直驱系统主要由永磁直驱电动机和变频器两部分组成。
其中，永磁直驱电动机是一种同步电动机，在无减速器的情况下，可以直接与带式输送机的传动滚筒通过低速轴联器进行连接，以匹配直接转矩的形式进行控制，且能实现额定负载转矩2倍的启动转矩恒定输出；配套的变频器则采用同步伺服矢量或同步伺服直接转矩进行控制。
变频器控制启动程序的运行，不仅能实现缓慢、匀速的启动系统传动，还能避免因启动电动机而带来的瞬间大电流产生的冲击、转矩瞬间剧增给传动系统甙类的机械力冲击，进而降低了永磁直驱系统的电网故障和机械故障的发生概率。
永磁同步电机驱动系统在皮带运输机上的运用
永磁同步电机驱动系统在皮带运输机上的运用魏晓（华亭煤业集团公司山寨煤矿，甘肃华亭744112）【摘要】简要介绍和分析了永磁同步电机驱动系统的结构以及特点,并且基于此对永磁同步电机驱动系统在皮带运输机上的具体运用,展开了探讨。
同时,通过该方面可以知道,永磁同步电机驱动系统的各项性能,非常适合皮带运输机的运行,可以大大提高皮带运输机的运行效率。
【关键词】永磁同步电机驱动系统;皮带运输机;运行效率【中图分类号】TD634.1【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2020）08-0158-02皮带运输机在煤矿生产中，起到了非常重要的作用，其运行效率直接影响着煤矿生产的效率。
传统皮带运输机在运行的时候，很容易受环境的影响，导致产生一些运输故障，运输效率下降，对于煤矿生产也是非常不利的。
然而，将永磁同步电机驱动系统运用到皮带运输机的运用，可以有效代替了传统皮带运输机由异步机加减速度，以及液力耦合器所实现的动力传递的驱动系统，这样可以有效减少皮带运输机运行故障的产生，提高运行的效率，为煤矿生产提供了重要的支持。
1永磁同步电机驱动系统分析在运用永磁同步电机驱动系统之前，需要对其相关内容进行一定的了解，这样主要是将其有针对性地运用到皮带运输机上，全面实现永磁同步电机驱动系统的优势[1]。
下面就从结构、特点等方面，对永磁同步电机驱动系统的相关内容，展开了分析和阐述：1.1结构体系永磁同步电机驱动系统主要是由波滤器、进线电抗器、变压器、滤波电容、输出电抗器、直流电容等方面组成的。
1.2系统特点皮带运输机在煤矿生产中，起到了煤炭资源运输的作用，所以只有提高其运输效率，才能提高煤炭生产的效率。
近几年，煤炭行业为了提高皮带运输机的运行效率，逐渐将永磁同步电机驱动系统应用到其中，主要是因为永磁同步电机驱动系统具有提升运行效率、降低能耗、保证功率平衡性以及降低故障产生等方面特点，其具体内容如下：（1）传统的驱动系统的传动效率在70%以下，所用的Y系列异步电动机能耗为国际IE1级，也就是国家三级能耗。
永磁耦合多少钱,永磁在皮带机上的解决方案
永磁耦合多少钱，永磁在皮带机上的解决方案永磁耦合多少钱，永磁在皮带机上的解决方案。
永磁耦合器，又名磁力耦合器，是通过导体和永磁体之间的气隙实现由电动机到负载的转矩传输的装置，可实现电动机和负载间无机械连接的传动方式，其工作原理是当两者之间相对运动时，导体组件切割磁力线，在导体中产生涡电流，涡电流进而产生反感磁场，与永磁体产生的磁场交互作用，从而实现两者之间的扭矩传递。
永磁直驱电机在皮带机上的解决方案皮带机驱动设备的传统应用：传统皮带机结构：采用异步电机+减速机、液力耦合器结构驱动滚筒；通过中控室集中控制线路上各电机运行。
异步电机传动方式存在以下问题：功率因数低、能耗大；采用工频电直接驱动，启动电流大；供电变压器选用容积增大，启动时运转不平稳，对皮带造成一定冲击。
无专用控制设备，无法实时监控运行数据，集中控制效果较差。
前端减速机机械损耗大、传动率低，运行效率低、能耗大，不符合节能环保的要求；减速机体积大、结构复杂、安装难度高、故障率高、维护量大：经常更换润滑油；安装维护费用投入较多，性价比低。
传统异步电机加齿轮箱与低速大功率永磁电机实物对比：原系统：异步电机加齿轮箱、液力偶合器替换后：低速大功率永磁驱动系统皮带机采用专用低速大功率永磁驱动系统优势显著：简化了设备结构、增加了设备的可靠性；克服了齿轮箱维护复杂的问题，基本实现可免维护；系统可靠性高，维护费用低，设备备件更少，系统工作效率更高，有效节约能源；节省空间；可以获得更高的转矩惯性比，便于快速控制；低振动，低噪音。
安徽沃弗电力科技有限公司是一家集科研、设计、生产、销售服务为一体的高新技术企业，凭借在永磁传动领域的专业水平和成熟的技术，在工业领域迅速崛起。
安徽沃弗电力科技有限公司奉行“进取、求实、严谨、团结”的方针，不断开拓创新，以技术为核心，视质量为生命，奉用户为上帝，竭诚为您提供性价比最高的永磁产品，高质量的工程改造设计及无微不至的售后服务。
磁力耦合器对带式输送机的可靠性影响
随着科学技术的不断发展，带式输送机已经被广泛应 用于矿井、码头、建材、仓储以及机械行业的物料运输。 它的工作安全可靠性直接影响企业的正常生产活动。因此， 提高带式输送机的可靠性，减少故障率降低机械的损坏率， 延长设备的使用寿命，对生产活动具有重要意义。 １ 磁力耦合器对带式输送机可靠性的提高 1.1 磁力耦合器完成软启动对带式输送机的影响 1 T 磁力耦合器通过快速提高电动机的转速、缩短启动电 F F1 ∫ 1 + 1 ρ dt T 0 F2 流的存在时间来达到设备软启动的目的。从磁力耦合器的工 （2） Pm = 作原理可知，在初始启动时，耦合器的输入、输出端之间不 ρ 其 中 T 为 时 间 常 数， 取 10；ρ 为 线 接 触 系 数， 取 4； 存在相对运动，铜盘中没有产生电流、磁场和作用力。对电 F1=Mg 为带式输送机重量载荷。 动机而言，它的负载转矩为 0，即空载转动。当电动机已经接 M=(qε+qB+qRO)Lg （3） 近稳定运行速度时，随着其负载转速的提高，耦合器铜盘和 这里，q 为单位长度输送带上物料的质量；ε 为物料 磁盘质检的转速差开始逐渐减小，耦合器的输出转矩逐步增 系数；qB 为单位长度输送带质量；qRO 为承载短单位长度托 大。负载端逐渐获得最大加速度，然后逐渐减小，直到输出 辊的等效质量，L 为输送带长度。 和负载转矩达到平衡， 则整个带式输送机进入稳定运行状态。 1.2 磁力耦合器的减振作用 带式输送机负载载荷为： 使用磁力耦合器取代原先的液力耦合器，电动机和减 12780 n GD2 dn （4） = F2 Td − 375204 5019 速器质检不存在机械连接，从根本上阻断了振动的传递。 2π 375 dt 其中 Td 为电动机转矩；GD2 为电动机和负载机械的飞 传送带传动滚筒一侧的振动不会传递影响到电动机一侧， 轮转矩；n 为电动机输出转速。 电动机一侧的振动也不会传递影响到减速器的高速轴上， 由于带式输送机利用磁力耦合器软启动启动时为空载启 同时有效阻隔了振动在传递过程中的放大。 1.3 磁力耦合器的安装与维护影响 动，其负载 P 磁应由由平均负载 Fm 和空载负载 F1 加权获得。 非使用磁力耦合器和使用磁力耦合器的滚动轴承寿命 磁力耦合器作为一种无机械接触的零部件，其主从动 倍数关系为： 盘之间存在一定的轴向间隙，比传统的元器件允许更大的不 对中量。这种不对中量不仅降低了安装要求和安装成本，而 （5） 且在一定程度上有利于系统的稳定性。这种不对中特性处于 此时滚动轴承的理论寿命是原寿命的 1.087 倍，寿命 一定的颈向和角向范围内时，对系统的传递会有促进作用。 增加约 10%。 磁力耦合器主要由铜盘，嵌着间隙离散交替排列的 N、S 级 2.2 磁力耦合器的过载保护能力 永磁体的铝盘，输入输出轴和控制气隙的执行器组成，结构 当 发 生 严 重 过 载 事 故 时， 电 机 电 流 将 是 额 定 电 流 的 简单，安装方便，不需要定期维护，极大地节约了人力物力。 ２ 磁力耦合器提高稳定性效果的具体验证 4 ～ 7 倍，短时间内就能使电动机的温度升到很高。其中， 2.1 磁力耦合器软启动能力 热继电器内部的双金属片发生变形需要一定的时间，依靠 热继电器很难对电动机进行有效保护。而短路保护的动作 当磁力耦合器作为电动机的软启动器时，这种启动方 电流一般要大于此时的电流值。由于这两种保护机制都失 式对电动机几乎没有损伤，大大提高了电动机的使用寿命， 去了作用，很有可能烧坏电动机。在这种情况下，磁力耦 并降低了其故障率。在整个启动过程中，电流降低，能耗 合器仍然具有保护能力。当恒转矩负载发生堵转时，负载 更少，约降低电耗 10%，且运行更加平稳。这种零负载启动 转矩大于磁力耦合器的最大转矩。此时，拖动转矩小于负 能够增加电动机易损耗件滚动轴承的可靠性，更进一步大 载转矩而转速急剧减小，直到转速为 0，如图 1 所示。虽然 大提高了电动机的可靠性。 堵转造成了磁力耦合器的输出转速为 0，但电动机只受到了 根据国际标准 IS0281/I-77，我国制定了 GB6391-86。 一次最大转矩的损伤（图 1 中 A 点）。在机械负载堵转时， 其中，规定滚动轴承的寿命计算公式为：
永磁电机在煤矿带式输送机的应用探讨
永磁电机在煤矿带式输送机的应用探讨发布时间：2023-02-22T05:14:14.972Z 来源：《中国科技信息》2022年第33卷17期作者：宋西帅[导读] 传统的煤矿井下作业带式传输机多数采用电机、减速机配液力耦合传动系统驱动宋西帅山东济矿鲁能煤电股份有限公司阳城煤矿山东济宁 272502 摘要：传统的煤矿井下作业带式传输机多数采用电机、减速机配液力耦合传动系统驱动，受动力传送环节多的影响，在使用过程中经常出现机械故障，长时间的运转会导致输送机的减速装置以及传动装置出现一定程度的磨损，设备维修量、维护难度及维修成本增加。
为了简化动力输送流程，实现对输送机的智能控制和无人值守，阳城煤矿皮带工区引进智能永磁直驱电机作为动力系统，对现用的液力耦合驱动系统进行升级改造，故障率明显降低，传输效果显著。
关键词：永磁电机；煤矿；带式输送机；应用引言皮带输送机作为煤矿主要原煤输送设备，采用传统异步电机驱动系统存在启动困难、功耗高,故障率高等问题,严重影响矿井的正常生产秩序。
智能永磁直驱系统具有启动转矩大.过载能力强、效率和功率因数高等优点。
为保证皮带输送机的稳定运行,采用智能永磁直驱系统替代传统的驱动装置直接驱动皮带输送机,实践效果良好,有效提升了矿井运输系统的生产效率。
1永磁电机结构原理永磁电机主要包含定子、转子和机座三个部分：①定子包含铁芯、绕组，铁芯采用厚0.5mm硅钢片叠压制成。
②转子包含铁芯、永磁体、支架和转轴，采用内置方法进行永磁体布置。
③机座采用铸钢浇注，同时电机两端配置端盖，用于支撑和保护内部结构。
在通入三相电流后，定制绕组中将产生旋转磁场，固定永磁体将遵循同极相斥、异极相吸原理运动，促使转子旋转，与定子磁极产生相同转速，将磁场能转换为机械能，完成扭矩输出。
较于传统异步电机，相同负荷下永磁电机启动转矩可以达到额定值的280%，并根据负载情况进行转速调节，达到较高过载能力。
在驱动控制方面，异步电机需要利用液力耦合器、CST设备等实现软启动和减速控制。