太原理工大学寇子明教授一行赴哈尔滨电气动力装备有限公司考察
来源: | 新闻编辑:白岩松 | 发布日期 :2026-08-18 | 80 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:

                2026817日,太原理工大学寇子明教授赴哈尔滨电气动力装备有限公司考察,哈尔滨电气动力装备有限公司市场部经理侯君,核心工程师李海鹏,孙聪等陪同考察。

 

 

    首先陪同人员先带寇教授介绍了公司的发展历程,主要产品以及主要荣誉,之后对工厂里的电机定子及整机生产线,测试系统等进行了考察。

 

    然后寇教授与哈尔滨电气动力装备有限公司的专家进行了交流。寇教授提出随着国内矿产开发不断走向深部,深井、大载荷矿井提升装备市场需求快速增长。在大功率矿井提升直驱场景中,行业为何将电励磁同步电机作为重点发展方向?

    参会专家回答到,矿山开采持续向地下深部延伸,部分在建项目井深已经达到1500米级别,提升载荷更大、循环频次更高,对动力装备的重载启动能力、零速悬停可靠性、系统安全性、智能化无人运行水平提出前所未有的严苛要求。目前矿山市场主要存在异步电机、永磁同步电机、电励磁同步电机三条技术路线,三者各有优劣,不存在绝对的孰优孰劣,需要结合实际工况进行匹配选型。

异步电机技术成熟、采购成本较低,维修体系普及。但是在大功率、低转速直驱工况下,异步电机设计制造难度急剧上升。它重载启动冲击电流大,机械特性偏软,很难直接满足重载直驱要求。传统方案需要配套减速器、液力偶合器、CST等中间传动部件,整套系统传动链长,故障点位多,后期维护工作量大,传动环节还会带来不可忽视的功率损耗。

    永磁同步电机在额定工况下效率表现优异,不需要额外励磁系统。但永磁材料对高温、强震动、腐蚀性环境较为敏感,存在退磁风险,会直接造成设备性能衰减。从现有工程资质来看,国内已取得认证的永磁同步电机最大功率仅3150kW,试验样机可以做到6000kW,距离2×8000kW这类超大型提升机的使用要求还有明显差距,更适合工况稳定的中小功率场景。

    电励磁同步电机最大优势在于励磁电流可控,功率因数可以在0.971.0区间灵活调节,能够实现对电网的无功补偿;具备强大的过载能力,可实现重载启动、零速悬停、四象限能量回馈。电机采用锥套结构与提升机主轴直连,取消庞大的减速传动机构。设备启停、加速、减速过程主要依靠电驱动完成,机械制动器转变为驻车制动和应急安全保护,就如同汽车手刹,只有停机驻车和紧急工况才投入工作,大幅降低机械制动损耗,提升整套提升系统安全冗余,高度适配现代矿山智能化、无人化运行的发展趋势,因此成为超大型深井提升装备的优选方案。

    之后寇教授又提出,在很多实际工程项目中,经常遇到电机与变频器配套后出现谐振、异常振动的问题,部分设备甚至长期无法彻底解决。国产电机是如何破解这一行业共性难题?

专家进行回答并举出典型案例,电机‑变频器系统振动谐振是行业公认的复杂难题,它不是简单的某一个零部件质量不合格,而是电机本体电磁设计、变频器控制算法、开关频率、整套系统固有频率多重因素耦合的结果。整机存在固有频率,绕组、连接螺栓等零部件同样拥有自身固有频率,现场经常出现设备整体振动不大,但局部绕组、局部结构单点异常振动的现象。

内蒙古红庆梁项目就出现过典型案例,ABB变频器配套某品牌电机,系统发生严重谐振,约八成设备出现振动问题,长期未能得到根治。该套系统采用DTC直接转矩控制模式,开关频率仅300500Hz,工作频段恰好落在系统易共振区间。

 

    我们的解决思路是将谐波振动抑制工作前置到电机设计阶段,推行电机‑变频器协同设计。项目前期获取变频器提供的完整各次谐波数据表,开展专门的高次谐波仿真计算,评估谐波激励带来的发热、振动、噪声,把谐波带来的各类影响约束在标准允许范围之内。

电磁设计层面,通过优化绕组Q值、优化齿槽参数,实现谐波转矩相互抵消,从源头降低谐波激励。部分厂家会采用斜槽方案抑制谐波,但斜槽会带来较大轴向力,衍生出新的问题,我们优先依靠本体电磁计算优化来实现抑制效果。

    这套技术方案已经落地海外重点项目,塞尔维亚贾马矿项目中,整套谐波与振动抑制技术措施被明确写入项目技术协议,保障设备长期稳定运行,多个项目哈电电机与ABB变频器配套,均未发生同类谐振故障。

之后寇教授进一步问到这款国产大型无轴电励磁同步提升电机,本体结构上有哪些标志性国产化创新?

    专家回答到,该电机为无轴直驱结构,由定子、转子、底板、集电装置、密封罩等部件组成,采用锥套和提升机主轴直接对接,在结构、工艺、检修、绝缘、智能监测多个维度实现创新突破。

第一就是定子滑移式检修结构,这是现场使用中非常突出的优势。电机底板加工4毫米宽专用导向槽与导轨,依靠千斤顶、手拉葫芦就能够将定子沿轴向滑移移出。整个检修过程不需要抽出转子,也不用拆除提升钢丝绳,极大降低井塔狭小空间内大型电机的检修难度,节约检修工期。

    第二是O型框整体热压成型绝缘系统。传统工艺采用分片围包绝缘,拼接位置存在接缝,矿山现场粉尘、潮气容易侵入缝隙,时间久后引发爬电放电故障。整体热压成型绝缘消除拼接缝隙,抗污染、防潮性能大幅提升,经过真空浸漆之后整体强度类似玻璃钢,有效抵御电动力冲击,避免线圈移位磨损。

    第三是分体机座创新结构。大功率电机整体尺寸巨大,受5.5米清洗罐设备尺寸限制,无法实现整机浸漆。我们采用分体机座设计,机座与底板之间依靠数十套M90高强度螺栓与定位销钉完成连接,既解决大件加工、浸漆的现实难题,又保障整机刚度满足运行要求,该方案已经在8000kW级别电机上实现工程应用。

    第四是完善的集电保护与智能在线监测体系。设备配置可在线更换电刷,能够实时监测滑环温度、电火花、单支碳刷工作电流;专门设置接地电刷,释放轴电流,避免轴电流击穿损伤轴承。同时搭载定子测振、定转子端部测温、螺栓松动状态监测等模块,为设备状态检修、智能运维提供数据支撑。

通风冷却采用两侧进风、中间出风的对称风路,区别于国外部分产品单向轴向风路,电机整体温度分布更加均匀,同时支持管道强制通风、水冷两种冷却模式,适配不同矿山现场条件。转子阻尼系统通过专用工装控制阻尼条装配间隙,防止运行发热膨胀后出现松动故障。 

 

交流会议结束之后,参会专家对寇教授的来访表示感谢,寇教授也也参会专家对问题的解读表达感谢,很高兴能来此访问,表示此行学到了很多东西,并期待以后进一步合作