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永磁直驱电滚筒传动系统
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永磁电滚筒传动系统介绍
传统「异步电机+液力耦合器 +减速机+滚筒」多级传动存在能耗高、故障多、维护量大、占地大、启动冲击大等硬伤。
永磁直驱电滚筒皮带传动因其：1.减小机械传动损耗；2.占地小且适配井下巷道；3.重载启动性能强；4、故障率低；5、防爆密封可靠等诸多优势，已逐步成为煤矿皮带运输行业的趋势。
永磁直驱电滚筒传动系统
异步多级式传动系统
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永磁电滚筒电机特点
永磁直驱电动滚筒采用外转子永磁技术，永磁直驱滚筒轴固定不动，相当于电机的定子部分，定子铁芯由硅钢片叠加固定在轴上，其中嵌入定子绕组，当定子绕组通过三相对称交流电，能产生旋转磁场；滚筒筒面相当于电机的转子部分，转子由硅钢片叠加固定于筒的内表面上，内嵌入钕铁硼永磁体，将产生永久的静止磁场，当通入对称三相交流电后，电机工作，即滚筒工作。
煤矿行业应用采用永磁直驱电滚筒（外转子）电机逐步成为行业主流，因此也对变频器外转子永磁电机控制算法提出了挑战。
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FD300系列变频器永磁直驱电滚筒高性能算法
山能新能源（850101）新风光（688663）（苏州）技术有限公司开发的FD300系列变频器，针对永磁滚筒有以下特点：
1、低速重载矢量控制算法
零速附近持续输出180%额定转矩，满足满料皮带重载启动、上运防溜车。
2、内置新型多极对数位置观测算法
普通变频器极对数上限大多32极，滚筒普遍超40极，极易失步、抖动、过流。FD300系列变频器内置多种高精度磁极初始位置辨识算法，初始位置辨识角度偏差低于±5°，杜绝启动反转、冲击。
3、无感矢量优先，闭环矢量可选
FD300系列变频器支持多种编码器类型闭环控制（绝对值、增量、旋变、正余弦等），但井下滚筒编码器易受潮、碰撞损坏，依靠超低速无感磁链观测也可满足煤矿行业运输需求；
4、皮带机专用工艺算法
主从多机功率平衡，主从功率偏差低于5%；
长加减速时间：0～1800s 软启停，减小皮带张力冲击；
防溜车直流制动、下运回馈制动、堵转保护、皮带断带联动保护；
失步保护、永磁退磁限流保护（低速大电流极易高温退磁）。
5、支持网侧回馈控制
针对煤矿现场长大坡道煤矿下运需求，可支持四象限回馈整流控制，高功率因素AFE整流控制；
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贵州某煤矿现场
在贵州省属能源（850101）集团下属煤矿现场，FD300系列变频器在煤炭（850105）行业永磁直驱电滚筒主从控制上成功应用，改变了主运输（以胶带运输机为主）异步电动机驱动减速器（886008）的传统配套模式，提高了运行效率，淘汰了减速机等中间环节，利于企业降本增效。
在该应用现场，新风光（688663）苏州公司为客户提供FD300-355G（885556）-6一主一从变频器及成套驱动系统方案。在实际应用过程中，客户提出：当单台电机或变频器故障时，需要支持主从系统的单机冗余运行，支持小运量煤矿的运输，最大限度降低停产风险。为满足客户需求，为客户定制化开发了主从/单机切换功能，最大限度满足客户需求。
工程价值
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降低胶带带强
变频器启动时间可以在1～3600s内调整，皮带机启动时间通常在60～120s内根据现场情况设定。启动时间延长大大降低对带强的要求。实际应用中，由于降低了启动冲击，机械系统的损耗也随之降低，尤其托辊及滚筒寿命大大延长。
永磁驱动系统（软起、软停、软冲击）
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实现皮带机多电机驱动时的转矩平衡
多电机驱动时采用主从控制，支持主从下垂控制、主机转速+从机转矩控制以及自动切换的主从功率平衡，现场应用主电机和从电机采用功率偏差低于5%，避免单机发热严重。
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平稳的重载启动
变频器低频运转可输出180%额定力矩重载启动，实测现场皮带机满符合情况下，启动堵转情况。
04 节能增效
对于煤矿的特殊生产条件，皮带机的运煤量也并不均匀。
当负载轻或无负载时，皮带机的高速运行对机械传动的磨损较为严重。采用变频调速，可根据实际运量需求，调节皮带速度，减少设备磨损并实现节能。
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结束语
新风光（688663）苏州公司自研永磁直驱专用变频控制算法，精准匹配矿山低速多极永磁滚筒工况，依托优化的底层矢量控制，实现重载启动、多机同步、能量回馈与全域保护，充分释放永磁直驱节能免维护优势，推动煤炭（850105）运输绿色智能升级，帮助煤矿压降用电、运维、停产综合成本，以稳定高效安全的驱动方案赋能行业发展，为客户创造长期实在价值。
