年礦井提升機(jī)行業(yè)技術(shù)分析：礦井提升機(jī)行業(yè)正處于技術(shù)創(chuàng)新關(guān)鍵時(shí)期礦井提升機(jī)作為礦山開采中連接井上和井下的關(guān)鍵設(shè)備，其技術(shù)水平對(duì)礦山生產(chǎn)效率、平安保障以及可持續(xù)進(jìn)展起著打算性作用。在2025年，隨著科技的飛速進(jìn)展和行業(yè)需求的不斷演化，礦井提升機(jī)技術(shù)領(lǐng)域正經(jīng)受著深刻的變革與創(chuàng)新。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，近年來(lái)全球礦井提升機(jī)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，2023年已達(dá)到肯定規(guī)模，這不僅反映了行業(yè)的活力，也凸顯了技術(shù)進(jìn)步對(duì)市場(chǎng)的強(qiáng)大推動(dòng)作用。我國(guó)礦井提升機(jī)行業(yè)同樣進(jìn)展快速，市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步擴(kuò)大，供應(yīng)企業(yè)數(shù)量不斷增加，技術(shù)創(chuàng)新成果頻出，為行業(yè)的進(jìn)一步進(jìn)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

一、礦井提升機(jī)的進(jìn)展歷程與現(xiàn)狀

礦井提升機(jī)的進(jìn)展源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，其驅(qū)動(dòng)方式歷經(jīng)了從牲畜力到蒸汽機(jī)，再到電力拖動(dòng)以及現(xiàn)代自動(dòng)化掌握的交-直流電機(jī)變頻掌握直聯(lián)驅(qū)動(dòng)的巨大轉(zhuǎn)變。我國(guó)的礦井提升機(jī)進(jìn)展也從最初對(duì)前蘇聯(lián)設(shè)計(jì)的仿制，逐步邁向自行設(shè)計(jì)制造的道路。1953年，我國(guó)制造出第1臺(tái)單繩纏繞式雙筒提升機(jī);1958年，勝利設(shè)計(jì)制造第1臺(tái)井塔式JKM2×4多繩摩擦式提升機(jī)，并于1960年實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，自此擺脫了對(duì)進(jìn)口設(shè)備的依靠。

目前，國(guó)內(nèi)外廣泛使用的礦井提升機(jī)主要由電動(dòng)機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、制動(dòng)裝置、主軸裝置、液壓站、潤(rùn)滑站、電控系統(tǒng)等部分構(gòu)成。盡管較先進(jìn)的直聯(lián)式礦井提升機(jī)去掉了減速器，采納電動(dòng)機(jī)與主軸裝置直接連接的方式，但仍存在維護(hù)工作量大、傳動(dòng)效率低、設(shè)備安裝占地面積大、能耗高以及基建投資大等諸多問(wèn)題。這些問(wèn)題制約了礦井提升機(jī)的進(jìn)一步進(jìn)展，也促使行業(yè)不斷探究新的技術(shù)解決方案。

二、永磁內(nèi)裝式礦井提升機(jī)的崛起

永磁內(nèi)裝式礦井提升機(jī)作為一種創(chuàng)新型的機(jī)電一體化設(shè)備，正漸漸成為行業(yè)進(jìn)展的新方向。它與傳統(tǒng)礦井提升機(jī)在傳動(dòng)形式上有著本質(zhì)區(qū)分，其獨(dú)特之處在于將機(jī)械和電氣部分深度融合，摩擦輪同時(shí)充當(dāng)電動(dòng)機(jī)的外轉(zhuǎn)子，擔(dān)當(dāng)承載鋼絲繩載荷的雙重功能。電動(dòng)機(jī)定子與摩擦輪采納同軸同心布置，使電動(dòng)機(jī)位于兩個(gè)主軸承正中間，極大地削減了影響電動(dòng)機(jī)偏心距的因素，顯著提高了運(yùn)行的平安牢靠性。

1988年，世界上第1臺(tái)內(nèi)裝式礦井提升機(jī)在德國(guó)投入運(yùn)行，標(biāo)志著提升機(jī)傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)入了全新階段。這種新型提升機(jī)具有眾多顯著優(yōu)點(diǎn)，例如在平安牢靠性方面，當(dāng)制動(dòng)器失效時(shí)，電動(dòng)機(jī)可轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，產(chǎn)生反方向制動(dòng)力矩，有效防止飛車事故的發(fā)生;節(jié)能高效方面，省去了減速器、聯(lián)軸器、潤(rùn)滑站等中間環(huán)節(jié)，整機(jī)效率可達(dá)95%以上，綜合節(jié)電比傳統(tǒng)提升機(jī)節(jié)省37%以上，且由于削減了中間環(huán)節(jié)，基本無(wú)故障;結(jié)構(gòu)緊湊方面，電動(dòng)機(jī)無(wú)需安裝基礎(chǔ)，減小了機(jī)房占地面積，對(duì)于塔式礦井提升機(jī)，可降低井塔造價(jià)，削減基礎(chǔ)施工量30%，井下硐室空間需求也相應(yīng)減小，投入成本降低;機(jī)械效率高，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩直接傳遞給摩擦輪筒殼，傳動(dòng)鏈短且效率高;還能改善主軸運(yùn)行條件，使主軸裝置兩端受力對(duì)稱，受力勻稱，同時(shí)提升主軸剛度，減小主軸撓度，降低電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙偏差，運(yùn)行更加穩(wěn)定;在維護(hù)方面，機(jī)電一體化設(shè)計(jì)使得只需維護(hù)電動(dòng)機(jī)，維護(hù)量小，運(yùn)行費(fèi)用較低。

早期內(nèi)裝式礦井提升機(jī)因設(shè)備價(jià)格昂貴，限制了其廣泛應(yīng)用。但隨著關(guān)鍵核心技術(shù)的不斷突破，其價(jià)格漸漸變得更為合理，應(yīng)用范圍也日益擴(kuò)大。在國(guó)內(nèi)，已有企業(yè)勝利研發(fā)和應(yīng)用內(nèi)裝式礦井提升機(jī)，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，逐步替代進(jìn)口產(chǎn)品，推動(dòng)了我國(guó)礦井提升機(jī)技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。

三、永磁內(nèi)裝式礦井提升機(jī)的原理與設(shè)備構(gòu)成

永磁內(nèi)裝式礦井提升機(jī)主要基于外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)原理制造。永久性磁鐵安裝于滾筒內(nèi)壁，作為永磁電機(jī)外轉(zhuǎn)子，內(nèi)定子工作繞組線圈則裝在提升機(jī)主軸上。滾筒通過(guò)兩側(cè)腹板、軸承與主軸連接，并固定在軸承座上。

依據(jù)實(shí)際需求，永磁內(nèi)裝式礦井提升機(jī)可設(shè)計(jì)成16-100極的永磁體，電壓等級(jí)涵蓋380V、660V、1140V、3kV、6kV、10kV系列，功率范圍為90-10000kW系列，額定頻率為0.01-20Hz系列的低頻永磁礦井提升機(jī)。其工作原理為：外轉(zhuǎn)子內(nèi)壁上的N極(綠色)和S極(黃色)永磁體磁極，與內(nèi)定子繞組通電后產(chǎn)生的三相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生扭矩力，利用磁力帶動(dòng)外轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速由同步驅(qū)動(dòng)裝置掌握，通過(guò)調(diào)整頻率實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速掌握，達(dá)到變頻掌握的目的。

該提升機(jī)由主軸、支撐座、有繞組定子鐵心、滾筒組件(單繩和多繩)、制動(dòng)器、轉(zhuǎn)子裝配組件、冷卻系統(tǒng)、液壓站、制動(dòng)系統(tǒng)、電控裝置等多個(gè)部分組成，各部分協(xié)同工作，確保提升機(jī)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行。

四、永磁內(nèi)裝式礦井提升機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)

(一)提升容器的懸停技術(shù)

在盤式制動(dòng)器不施加制動(dòng)力的狀況下，永磁內(nèi)裝式礦井提升機(jī)能夠在任意工作速度下，將滿載重物的提升容器穩(wěn)定懸停在任意位置，避開下滑。這一技術(shù)使得提升機(jī)在滿載狀態(tài)下，可先打開盤式制動(dòng)器，待電控系統(tǒng)檢測(cè)到制動(dòng)器完全打開后，再根據(jù)給定速度運(yùn)行，有效削減了提升過(guò)程中的沖擊，提高了提升作業(yè)的平安性和穩(wěn)定性。

(二)電動(dòng)機(jī)的靜態(tài)識(shí)別技術(shù)

即使在電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)的狀況下，該技術(shù)也能精確識(shí)別電動(dòng)機(jī)的相位角，并精確?????測(cè)定電動(dòng)機(jī)的電阻值、電感值等相關(guān)參數(shù)，使永磁電機(jī)達(dá)到最佳掌握狀態(tài)。這一技術(shù)有效解決了更換編碼器和變頻器后重新查找磁極相位角的難題，大大提高了設(shè)備維護(hù)和調(diào)試的效率。

(三)防止磁鋼退磁消磁技術(shù)

盡管磁鋼采納了號(hào)稱“磁王”的釹鐵硼永磁體，退磁或消磁的可能性較小(經(jīng)討論論證，該磁鋼自然退磁率100年約為0.2%)，但為確保萬(wàn)無(wú)一失，仍實(shí)行了一系列嚴(yán)格措施。當(dāng)系統(tǒng)溫度達(dá)到60℃時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)冷卻系統(tǒng)，防止磁鋼在高溫下退磁或失磁;確保退磁電流大于電動(dòng)機(jī)額定電流的5倍以上，供電驅(qū)動(dòng)裝置最大電流大于電動(dòng)機(jī)額定電流的2倍以上，以防止大電流導(dǎo)致磁鋼失去磁性;對(duì)永磁體表面進(jìn)行鍍鎳處理，防止化學(xué)腐蝕退磁;要求永磁內(nèi)裝式礦井提升機(jī)安裝使用時(shí)振動(dòng)小于1.8mm/s2，并加裝振動(dòng)傳感器，防止振動(dòng)消磁。

(四)散熱技術(shù)

為保證永磁內(nèi)裝式礦井提升機(jī)在最佳溫度下運(yùn)行，散熱技術(shù)至關(guān)重要。目前常用的散熱方法有風(fēng)冷和水冷兩種。風(fēng)冷通過(guò)冷卻風(fēng)機(jī)產(chǎn)生流淌的冷氣體，將定子繞組線圈產(chǎn)生的熱量帶出電機(jī)外部;水冷則是冷卻介質(zhì)通過(guò)冷卻站、冷卻管道、定子冷卻腔，將電動(dòng)機(jī)熱量帶至冷卻站進(jìn)行冷卻。一般狀況下，當(dāng)溫度達(dá)到60℃以上時(shí)，開啟冷卻系統(tǒng)，以確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

五、永磁內(nèi)裝式礦井提升機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

《2025-2030年全球及中國(guó)礦井提升機(jī)行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀調(diào)研及進(jìn)展前景分析報(bào)告》通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)主力生產(chǎn)礦井的實(shí)際使用數(shù)據(jù)采集和分析，在相同尺寸條件下，永磁內(nèi)裝式提升機(jī)(型號(hào)為JKN-3x2.2P)相較于傳統(tǒng)礦井提升機(jī)(型號(hào)為JN3x2.2P)，在諸多關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)上呈現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)。其中，最突出的特點(diǎn)是使用電流下降約1/3，效率提高近1/4，具有顯著的節(jié)能效果，同時(shí)噪音小、占地面積小、施工周期短，調(diào)速精度更是大幅提高。例如，在電機(jī)功率方面，永磁內(nèi)裝式礦井提升機(jī)為405kW，較傳統(tǒng)提升機(jī)的450kW削減了10%;滿載電流從559A降至376A，下降了33%;整機(jī)效率從72%提升至95%，提高了23%;功率因數(shù)從0.8提升至0.99，提高了24%;完成一次提運(yùn)耗電從22.3kW?h降至16.3kW?h，節(jié)電37%;噪音從約85dB下降至約65dB，下降了24%。在整機(jī)重量上，永磁內(nèi)裝式礦井提升機(jī)為47t，較傳統(tǒng)提升機(jī)的55t削減了15%;主機(jī)占地從80m2減小至56m2，基礎(chǔ)施工量削減30%;主機(jī)安裝時(shí)間從7-10天縮短至3天，工期縮短57%;維護(hù)方面，永磁內(nèi)裝式礦井提升機(jī)可實(shí)現(xiàn)免維護(hù)，而傳統(tǒng)提升機(jī)需要定期維護(hù);平安性能上，永磁內(nèi)裝式礦井提升機(jī)具備防失速飛車功能，平安級(jí)別更高;調(diào)速精度從0.3-3m?s?1提升至0.003-3m?s?1，提高了100倍。

六、總結(jié)

在2025年，礦井提升機(jī)行業(yè)正處于技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵時(shí)期。永磁內(nèi)裝式礦井提升機(jī)憑借其獨(dú)特的設(shè)計(jì)理念、先進(jìn)的技術(shù)原理以及顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，成為推動(dòng)行業(yè)進(jìn)展的重要力氣。從其進(jìn)展歷程來(lái)看，盡管面臨過(guò)諸如技術(shù)難題、成本高等挑戰(zhàn)，但隨著關(guān)鍵技術(shù)的不斷攻克和市場(chǎng)的逐步認(rèn)可，已呈現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力。其在平安牢靠性、節(jié)能高效性、結(jié)構(gòu)緊湊性等方面的卓越表現(xiàn)，不僅為礦山企業(yè)帶來(lái)了實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益，也為行業(yè)的可持續(xù)進(jìn)展供應(yīng)了有力支撐。

展望將來(lái)，隨著科技的持續(xù)進(jìn)步，永磁內(nèi)裝式礦井提升機(jī)技術(shù)有望進(jìn)一步優(yōu)化和完善，例如在提升設(shè)備智能化水平、進(jìn)一步降低成本、提高能源利用效率等方面取得更大突破。同時(shí)，其應(yīng)用范圍也將不斷拓展，為更多礦山企業(yè)實(shí)現(xiàn)平安、高效、綠色開采供應(yīng)堅(jiān)實(shí)保障，推動(dòng)整個(gè)礦井提升機(jī)行業(yè)邁向新的進(jìn)展高度。