[科普中国]-矿用电动机

适用于煤矿井下环境条件和所驱动设备工况要求的各种将电能转变成机械能的电动机。1

简史20世纪50年代初中国开始制造380V小 型矿用隔爆电动机，60、70年代电压陆续升至660V、 1140V。80年代采掘工作面机械用电动机品种有了迅 速发展，绕组绝缘由B级扩展至F、H级，单机功率已 达400kW。80年代10kV高压电动机下井使用，并研 制了高压增安型电动机。目前，交、直流隔爆型采煤机 用电牵引电动机、3.3kV高压隔爆型采煤机用电牵引 电动机已开始研制开发。

技术要求(1)矿井环境潮湿，相对湿度可达98%，有淋水， 设备润滑与冷却油脂可能侵入电动机内，使绕组积垢 与受潮，因此要求电动机有良好的密封。防护等级最低 要求：接线腔为IP54，电动机本体为IP44，较高要求 为IP55。

(2)电动机需随采掘设备移动，并在运行中因采掘 机械振动而承受振动。在顶板压力作用下，电动机可能 遭到煤、岩石冒落，砸、碰的危险。因此，电动机机壳 及外露零部件，应能承受规定的冲击力。

(3)多数矿井具有瓦斯与煤尘爆炸的危险，采掘机 械用电动机应为矿用隔爆型。

(4)采掘机械多为非限定性负载，有较大且不稳定 的阻力矩，电动机存在频繁起动、点动、堵转、过载等 复杂工况。电动机一般为全压起动，其主要特性参数如 右上表所示。矿用电动机的工作制，通常规定为S1(连续工作制)，但往往需要适应频繁起动、过载、空载、 小时起动次数、连续点动次数等要求，工作制也可定为 S1或S4(包括起动的断续周期工作制)S1或S6(连续 周期工作制)。对装载机械用电动机多为短时工作制 S2。为使电动机具有较大的过载能力，一般电动机设计 时留有较大的温升裕度，绝缘等级采取降级使用，提高 电机的可靠性。采掘机械用电动机为解决散热问题，多 采用外壳水冷。为有效地保护绕组免于过热，矿用电动 机都在绕组端部埋设热保护元件，并设有水压继电器、 防轴承过热等多项保护装置。

分类矿用电动机可按工作原理、安装与所使用 的环境进行分类。

按工作原理分：

(1)三相交流异步电动机，由三相交流电源供电， 转子实际转速总是低于旋转磁场转速的电动机。因转 子绕组电流是感应产生的，故又称感应电动机。按其结构不同又可分为笼式转子异步电动机—转子绕组形似 笼子的异步电动机、绕线转子异步电动机—转子和定 子一样也设置了三相绕组，并通过滑环、电刷与外部变 阻器连接的异步电动机。按功率与电压等级分为大、中 型高压异步电动机，功率在220kW及以上，电压为 6kV或10kV;中小型低压异步电动机，电压为127V、 380V、660V或1140V;按变速需要可分为双速、多速 (三速、四速)、滑差电磁调速、变频变压调速以及开关 磁阻调速电机等电动机。

(2)交流同步电动机。将交流电能转变成机械能， 转子的转速与旋转磁场的转速相同的电动机。矿用型 多为高压电动机，电压为6kV。

(3)直流电动机。将直流电能转换成机械能的电动 机。矿用直流电动机包括用于提升设备的大型直流电 动机，直流牵引电动机或隔爆直流牵引电动机。

(4)直线电动机。电动机的运转部分作直线运动的 电动机。用于煤矿井下的多为直线感应电动机，按结构 或布置方式可分为平面型、圆筒型、圆盘型、圆弧型以 及滚辊型。

按使用环境分：

(1)矿用一般型电动机。用于无瓦斯或通风良好的 处所。

(2)矿用防爆电动机。包括矿用隔爆型电动机、矿 用增安型电动机。采掘工作面用电动机均为矿用隔爆 型电动机。

选用原则选用矿用电动机通常应遵循以下四项 原则：

(1)满足所驱动设备的工况要求，如负载性质、工 作制、转矩、起动、加速、制动，过载能力以及变速调 速等。如水泵、空压机、排风机等负载稳定，电动机为 S1工作制;大容量空压机多选用同步电动机，工作制 虽规定为S1，但还要满足频繁起动，堵转过载等要求; 掘进机用截割电动机要求有较高的最大转矩，并具有 S1或S4的工作制;装岩机用电动机多为规定短时的 S2工作制。因此，必须根据采掘机械的具体情况，选 用适应需要的专用电动机。

(2)依照技术、经济合理的原则，选择电动机的类 型、电压等级、结构型式和冷却方法，以保证所驱动机 械可靠运行。例如通风、排水、压缩空气、提升等设备 用大、中型高压电动机，采用高压6kV或10kV，以实 现供电经济合理化;采掘工作面机械用电动机则需依 照设备功率情况与供电电压等级等原则，选用660V、 1140V或3.3kV电压;对于采用外扇风冷散热电动机 散热有困难时，则宜采用外壳水冷电动机;掘进工作面 岩尘较多，对掘进机用辅助电动机一般采用隔爆型无 外风扇的机壳冷却方式，以减少岩尘飞扬。

(3)电动机应有适当的备用功率，矿用一般型电动 机负载率一般在0.8～0.9之间。但负载波动较大的采 掘机械用电动机，则需分析过载，堵转等具体情况，选 用专用电动机，以及采用耐温等级较高的F、H级绝缘 电动机，以提高运行可靠性。

(4)电动机结构形式、防护和绝缘等级应满足安装 与使用环境的要求。根据中国《煤矿安全规程》的规定， 在煤(岩)与瓦斯突出的矿井和瓦斯喷出的巷道区域， 要选用矿用防爆电动机;在瓦斯矿井的井底车场，总进 风道或主要进风道可选用矿用一般型电动机; 在采区 进风道，总回风巷、主要回风巷道、采区回风巷道、工 作面和工作面进风，回风道要选用矿用防爆电动机，通 常都是采用隔爆型电动机。2

本词条内容贡献者为:

杨刚 - 教授 - 西南大学