春意渐浓，万物复苏。在平庄煤业元露天矿325胶带线上，机械轰鸣声此起彼伏，伴随着6000伏特、1120千瓦高压永磁电滚筒的转动，银灰色的输送带如游龙般蜿蜒前行，将黑亮的乌金有序地送出工作面。“自从使用了这个滚筒，成功省略动力传输节点，传动效率大幅度提高，省去减速机及联轴器的换油、检修等维护工作，为我们的工作带来了极大的便利！”谈及高功率永磁电滚筒的体验，赵磊连连称赞。
提起传统矿山的机电设备，大家首先想到的是什么？高能耗的传统驱动系统、日益严苛的能效标准、维护成本的不断攀升……传统矿山的驱动技术正面临转型升级的迫切需求。而高功率永磁电滚筒正是突破当前能效瓶颈、响应国家绿色发展战略的前沿解决方案。平庄煤业与科研公司共同研发的全国首套高电压永磁电滚筒成功试运转，这一里程碑式的跨越不仅代表着永磁电滚筒技术的最新创新，更标志着平庄煤业在实现“双碳”目标任务中又迈出了坚实的一步。
近年来，平庄煤业扎实推进“低碳平煤”工程建设，自2022年起全面推进6000伏特、1120千瓦高电压永磁电滚筒研究工作，以元露天矿325胶带线为应用示范点，开展示范应用，取得了明显效果，大幅改善优化了职工的作业环境和劳动强度，为企业高质量发展、安全稳定生产奠定了坚实基础。
图为元露天矿采矿一部技术人员正在进行高压永磁电滚筒的设计讨论
对于6000伏特、1120千瓦的高压大功率永磁电滚筒，在国内外的研究处于空白状态，具有参考价值的文献和理论十分有限，是真正的“摸着石头过河”，特别是在永磁材料选型与有限空间大扭矩密度设计等核心环节，更是毫无经验可循。为保证研发计划顺利实施，平庄煤业积极组织科信部、机电部、元露天矿相关技术人员成立项目攻关小组，多次召开项目推进会，开展交流研讨，对数百种原材料进行筛选组合，模拟永磁外转子技术励磁回路仿真设计，明确一体化成型扁铜线绕组载流量计算，又通过大量的走访调研，并与科研公司的技术人员进行了磋商论证，于2022年9月初形成设备配套选型，为后续设计制造提供了理论依据。
积极的调研和系统的论证，保障了选型方案的时效性和准确性。而计划投用的6000伏特、1120千瓦永磁电滚筒，其功率是目前行业内最大功率（710千瓦）的1.5倍，为确保制造厂家生产出的滚筒能够满足使用需求和时限要求，制造阶段平庄煤业分管领导亲自挂帅，监督优化方案执行情况，组织人员记录制造进度、影响因素、问题故障等，形成完整详细的设备制造记录，为实现高压永磁电滚筒高效运行打下坚实基础。
图为元露天矿325胶带线原有的驱动设备
“高压永磁电滚筒的工作效率如何?”
“日常维护便捷度怎么样？”
元露天矿连续工艺主胶带共有49条，共计34200米，驱动设备119台。元露天矿采矿一部副经理赵磊坦言，过去的驱动系统多为三相电机+高速联轴器+减速机+低速联轴器+滚筒的形式，设备启动流程复杂且繁琐，难以满足对设备管理精细化的需求。
为解决这一问题，平庄煤业精准施策、靶向发力，经过不断摸索和尝试，在定子磁路结构、冷却结构、线圈结构和绝缘结构等方面取得重大技术突破，先后完成了变频矢量控制、多级直驱传动技术、外转子电机等技术，革命性的抛弃了异步电机、减速器、液力耦合器、驱动滚筒、直接驱动皮带，使传动系统结构简化，噪音降低，安装方便，而且人工无需再进行日常维护，从而节约了大量的人力物力成本，减轻了生产过程中的环境污染，成功打通了驱动系统“一体化”的关键。
在实现驱动系统的“瘦身”，为保证设备的工作效率，平庄煤业将永磁电滚筒的结构及磁路分布进行优化设计，使转子产生的势能呈周期性分布，最大限度地减小动能损耗，减小谐波，减小振动以提高滚筒的效率，有效解决永磁电滚筒最大输出功率问题。
据统计，应用高功率永磁电滚筒后，系统传动效率提高了22%，职工工作量降低了80%，累计节省日检修时间约2小时，预计每年可节约84万度电，减少二氧化碳排放量810吨，为推动能源保供和绿色生产注入强劲动能，对实现平庄煤业高质量发展具有重要意义。
图为元露天矿325胶带线高压永磁电滚筒
征程未洗风尘色，又跨征鞍尘晓行。平庄煤业将坚定不移贯彻落实国家能源集团“一三六”发展战略，深入实施平庄煤业“13446”总体工作方略，加快推动高功率永磁电动滚筒的普及应用，持续提升自主创新能力，攻关重点领域关键核心技术，为平庄煤业全面建设绿色、低碳、安全、高效，可持续转型升级发展能源企业贡献智慧和力量。
【责任编辑：王少晨 】
