河北工程大學(xué)學(xué)子改進(jìn)無(wú)刷勵(lì)磁電機(jī)技術(shù) 賦能礦下設(shè)備安全升級(jí)

在能源領(lǐng)域技術(shù)革新的浪潮中，河北工程大學(xué)青年學(xué)子勇挑重?fù)?dān)，以科技創(chuàng)新破解行業(yè)難題。該校侯墨楚學(xué)生團(tuán)隊(duì)在導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)的指導(dǎo)下，成功采用WPT板結(jié)合創(chuàng)新轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)有刷結(jié)構(gòu)，為傳統(tǒng)礦下電機(jī)的智能化、安全化升級(jí)提供了突破性解決方案，引發(fā)行業(yè)廣泛關(guān)注。

緣起：瞄準(zhǔn)行業(yè)痛點(diǎn)，青春熱血投身科研
作為電氣工程專業(yè)的學(xué)生，在實(shí)習(xí)中深入礦區(qū)一線，親眼目睹了傳統(tǒng)有刷電機(jī)因電刷磨損引發(fā)的安全隱患與維護(hù)難題。井下環(huán)境復(fù)雜，電火花風(fēng)險(xiǎn)隨時(shí)可能威脅工人生命，而頻繁停機(jī)檢修更直接影響生產(chǎn)效率。帶著對(duì)行業(yè)痛點(diǎn)的深刻洞察，他組建科研小組，立下"用技術(shù)革新守護(hù)礦工安全"的目標(biāo)。

在河北工程大學(xué)就業(yè)創(chuàng)業(yè)服務(wù)中心的支持下，團(tuán)隊(duì)依托學(xué)校實(shí)驗(yàn)室資源，從基礎(chǔ)理論研究入手，針對(duì)礦用電機(jī)高粉塵、強(qiáng)振動(dòng)的特殊需求，展開無(wú)線線圈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的攻堅(jiān)。侯墨楚回憶說(shuō)：“最初的100多次仿真實(shí)驗(yàn)幾乎全部失敗，線圈發(fā)熱失控和磁場(chǎng)調(diào)節(jié)不穩(wěn)定成為攔路虎。但看到礦區(qū)事故新聞時(shí)，我們更堅(jiān)定了必須成功的決心。”
突破：千次實(shí)驗(yàn)打磨，關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)領(lǐng)跑

歷經(jīng)兩年半的持續(xù)攻關(guān)，團(tuán)隊(duì)通過(guò)Comsol多物理場(chǎng)仿真建模，對(duì)80組線圈配對(duì)進(jìn)行參數(shù)迭代，最終鎖定“40mm直徑原邊線圈+15mm副邊線圈”的最優(yōu)組合，其電感值達(dá)14.35μH，較傳統(tǒng)設(shè)計(jì)提升37%，同時(shí)通過(guò)T型CLC補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了90.2%的傳輸效率。

團(tuán)隊(duì)獨(dú)創(chuàng)的“雙諧振耦合模型”徹底摒棄了電刷結(jié)構(gòu)，通過(guò)高頻交變磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸能量傳輸，同時(shí)搭載智能調(diào)節(jié)算法，使電機(jī)氣隙磁場(chǎng)調(diào)節(jié)精度達(dá)到±0.1%。經(jīng)測(cè)試，該技術(shù)可將電機(jī)故障發(fā)生率降低82%，維護(hù)成本減少65%，在試點(diǎn)應(yīng)用中已實(shí)現(xiàn)連續(xù)12個(gè)月無(wú)停機(jī)檢修記錄。
展望：從實(shí)驗(yàn)室到礦山，科技成果賦能產(chǎn)業(yè)

目前，團(tuán)隊(duì)已與多家企業(yè)達(dá)成技術(shù)轉(zhuǎn)化合作，計(jì)劃年內(nèi)完成500臺(tái)礦用隔爆型無(wú)刷勵(lì)磁電機(jī)的升級(jí)改造。“我們正在開發(fā)適配不同巷道環(huán)境的模塊化組件，未來(lái)將實(shí)現(xiàn)'即插即用'的智能化更換。”團(tuán)隊(duì)成員向廣大師生展示著新一代樣機(jī)模型。
青年力量勇闖技術(shù)深水區(qū)，一項(xiàng)突破背后是千次實(shí)驗(yàn)的沉淀。隨著礦用無(wú)刷勵(lì)磁電機(jī)技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用，我國(guó)礦山設(shè)備正加速向本質(zhì)安全型升級(jí)，而河北工程大學(xué)的青年科研團(tuán)隊(duì)，正用青春和智慧在能源安全領(lǐng)域書寫著屬于新時(shí)代的創(chuàng)新答卷。（通訊員 郭艷萍）