矿用电机车高磁通系统驱动技术的研究和应用
2
完成单位:枣庄矿业(集团)有限责任公司蒋庄煤矿,中国矿业大学,徐州上若科技有限公司,江苏优驱机电科技有限公司
登记编号:CAPE-CXCG-2025-J-2-627
登记年份:2025
发布时间:2025-07-22
成果主要完成人
王成,秦岩,苗长新,吴显辉,王明,刘博,李奇隆,陈磊,赵井贵,姜政
项目概况
随着矿业智能化、绿色化转型加速,传统矿用电机车因驱动系统效率低、能耗高、维护频繁等问题,难以满足复杂工况下重载运输和长时运行需求。高磁通驱动技术通过提升磁场利用效率,成为破解行业痛点的关键技术方向。
管理难点:多学科交叉研发需高效协同,涉及电磁设计、材料科学、控制算法等领域;项目周期长、资金投入大,需平衡研发风险与产业化进程。
技术难点:高磁通密度下磁路饱和与涡流损耗控制;复杂工况下系统散热与稳定性保障;驱动系统与车载能源、控制单元的集成优化;低故障率、长寿命设计挑战。
先进性:采用新型高磁导率复合磁材与拓扑优化设计,磁通密度提升40%,牵引效率达92%以上;首创多物理场耦合散热技术,温升降低25%,延长核心部件寿命;
基于自适应模糊PID控制算法,实现转矩-转速精准匹配,重载启动性能提升30%;模块化设计兼容现有电机车平台,改造成本降低50%。
创新性:提出“分布式磁极-集中式励磁”混合结构,突破传统单磁路局限;开发稀土-铁基非晶合金材料,兼顾高磁导率与抗机械冲击性;构建“云-边-端”协同诊断系统,实现故障预警准确率≥95%。
可推广性:技术适配井下8t至45t主流电机车型号,已在10余家大型矿山完成验证;模块化设计支持快速迭代,兼容锂电池、超级电容等多能源方案。
经济效益:装备升级改造成功后,有效提升了矿井生产效率,使得矿井因效率提高增加产量约10万吨,按原煤600元/吨计算,每年可创造效益6000万元,同时采用新型动力系统,成本比原有动力系统成本可节约20%以上,节电效能普遍在20%以上,安装维护成本也可以大幅度降低,产品寿命更加长。
社会效益:助力矿山减排CO₂ 8万吨/年,降低井下故障停机率60%,提升运输效率25%,为智慧矿山建设提供核心装备支撑。
下一篇:

暂无更多内容