礦井提升機作為礦山開採中連接井上和井下的關鍵設備，其技術水平對礦山生產效率、安全保障以及可持續發展起著決定性作用。在2025年，隨著科技的飛速發展和行業需求的不斷演變，礦井提升機技術領域正經歷著深刻的變革與創新。據相關數據顯示，近年來全球礦井提升機行業市場規模持續增長，2023 年已達到一定規模，這不僅反映了行業的活力，也凸顯了技術進步對市場的強大推動作用。我國礦井提升機行業同樣發展迅速，市場規模穩步擴大，供應企業數量不斷增加，技術創新成果頻出，為行業的進一步發展奠定了堅實基礎。

  一、礦井提升機的發展歷程與現狀

  礦井提升機的發展源遠流長，其驅動方式歷經了從牲畜力到蒸汽機，再到電力拖動以及現代自動化控制的交 - 直流電機變頻控制直聯驅動的巨大轉變。我國的礦井提升機發展也從最初對前蘇聯設計的仿製，逐步邁向自行設計製造的道路。1953 年，我國製造出第 1 台單繩纏繞式雙筒提升機;1958 年，成功設計製造第 1 台井塔式 JKM2×4 多繩摩擦式提升機，並於 1960 年實現批量生產，自此擺脫了對進口設備的依賴。

  目前，國內外廣泛使用的礦井提升機主要由電動機、減速器、聯軸器、制動裝置、主軸裝置、液壓站、潤滑站、電控系統等部分構成。儘管較先進的直聯式礦井提升機去掉了減速器，採用電動機與主軸裝置直接連接的方式，但仍存在維護工作量大、傳動效率低、設備安裝占地面積大、能耗高以及基建投資大等諸多問題。這些問題制約了礦井提升機的進一步發展，也促使行業不斷探索新的技術解決方案。

  二、永磁內裝式礦井提升機的崛起

  永磁內裝式礦井提升機作為一種創新型的機電一體化設備，正逐漸成為行業發展的新方向。它與傳統礦井提升機在傳動形式上有著本質區別，其獨特之處在於將機械和電氣部分深度融合，摩擦輪同時充當電動機的外轉子，承擔承載鋼絲繩載荷的雙重功能。電動機定子與摩擦輪採用同軸同心布置，使電動機位於兩個主軸承正中間，極大地減少了影響電動機偏心距的因素，顯著提高了運行的安全可靠性。

  1988 年，世界上第 1 台內裝式礦井提升機在德國投入運行，標誌著提升機傳動技術進入了全新階段。這種新型提升機具有眾多顯著優點，例如在安全可靠性方面，當制動器失效時，電動機可轉變為發電機，產生反方向制動力矩，有效防止飛車事故的發生;節能高效方面，省去了減速器、聯軸器、潤滑站等中間環節，整機效率可達 95% 以上，綜合節電比傳統提升機節約 37% 以上，且由於減少了中間環節，基本無故障;結構緊湊方面，電動機無需安裝基礎，減小了機房占地面積，對於塔式礦井提升機，可降低井塔造價，減少基礎施工量 30%，井下硐室空間需求也相應減小，投入成本降低;機械效率高，電動機轉矩直接傳遞給摩擦輪筒殼，傳動鏈短且效率高;還能改善主軸運行條件，使主軸裝置兩端受力對稱，受力均勻，同時提升主軸剛度，減小主軸撓度，降低電動機轉子和定子之間的氣隙偏差，運行更加穩定;在維護方面，機電一體化設計使得只需維護電動機，維護量小，運行費用較低。

  早期內裝式礦井提升機因設備價格昂貴，限制了其廣泛應用。但隨著關鍵核心技術的不斷突破，其價格逐漸變得更為合理，應用範圍也日益擴大。在國內，已有企業成功研發和應用內裝式礦井提升機，達到國際先進水平，逐步替代進口產品，推動了我國礦井提升機技術的國產化進程。

  三、永磁內裝式礦井提升機的原理與設備構成

  永磁內裝式礦井提升機主要基於外轉子永磁同步電機原理製造。永久性磁鐵安裝於滾筒內壁，作為永磁電機外轉子，內定子工作繞組線圈則裝在提升機主軸上。滾筒通過兩側腹板、軸承與主軸連接，並固定在軸承座上。

  根據實際需求，永磁內裝式礦井提升機可設計成 16 - 100 極的永磁體，電壓等級涵蓋 380V、660V、1140V、3kV、6kV、10kV 系列，功率範圍為 90 - 10000kW 系列，額定頻率為 0.01 - 20Hz 系列的低頻永磁礦井提升機。其工作原理為：外轉子內壁上的 N 極(綠色)和 S 極(黃色)永磁體磁極，與內定子繞組通電後產生的三相旋轉磁場相互作用，產生扭矩力，利用磁力帶動外轉子同步旋轉，轉速由同步驅動裝置控制，通過調節頻率實現轉速控制，達到變頻控制的目的。

  該提升機由主軸、支撐座、有繞組定子鐵心、滾筒組件(單繩和多繩)、制動器、轉子裝配組件、冷卻系統、液壓站、制動系統、電控裝置等多個部分組成，各部分協同工作，確保提升機的高效、穩定運行。

  四、永磁內裝式礦井提升機的關鍵技術

  (一)提升容器的懸停技術

  在盤式制動器不施加制動力的情況下，永磁內裝式礦井提升機能夠在任意工作速度下，將滿載重物的提升容器穩定懸停在任意位置，避免下滑。這一技術使得提升機在滿載狀態下，可先打開盤式制動器，待電控系統檢測到制動器完全打開後，再按照給定速度運行，有效減少了提升過程中的衝擊，提高了提升作業的安全性和穩定性。

  (二)電動機的靜態識別技術

  即使在電動機不轉動的情況下，該技術也能精確識別電動機的相位角，並準確測定電動機的電阻值、電感值等相關參數，使永磁電機達到最佳控制狀態。這一技術有效解決了更換編碼器和變頻器後重新尋找磁極相位角的難題，大大提高了設備維護和調試的效率。

  (三)防止磁鋼退磁消磁技術

  儘管磁鋼採用了號稱 「磁王」 的釹鐵硼永磁體，退磁或消磁的可能性較小(經研究論證，該磁鋼自然退磁率 100 年約為 0.2%)，但為確保萬無一失，仍採取了一系列嚴格措施。當系統溫度達到 60℃時，自動啟動冷卻系統，防止磁鋼在高溫下退磁或失磁;確保退磁電流大於電動機額定電流的 5 倍以上，供電驅動裝置最大電流大於電動機額定電流的 2 倍以上，以防止大電流導致磁鋼失去磁性;對永磁體表面進行鍍鎳處理，防止化學腐蝕退磁;要求永磁內裝式礦井提升機安裝使用時振動小於 1.8mm /s²，並加裝振動傳感器，防止振動消磁。

  (四)散熱技術

  為保證永磁內裝式礦井提升機在最佳溫度下運行，散熱技術至關重要。目前常用的散熱方法有風冷和水冷兩種。風冷通過冷卻風機產生流動的冷氣體，將定子繞組線圈產生的熱量帶出電機外部;水冷則是冷卻介質通過冷卻站、冷卻管道、定子冷卻腔，將電動機熱量帶至冷卻站進行冷卻。一般情況下，當溫度達到 60℃以上時，開啟冷卻系統，以確保設備的穩定運行。

  五、永磁內裝式礦井提升機的應用優勢

  《2025-2030年全球及中國礦井提升機行業市場現狀調研及發展前景分析報告》通過對國內主力生產礦井的實際使用數據採集和分析，在相同尺寸條件下，永磁內裝式提升機(型號為 JKN - 3x2.2P)相較於傳統礦井提升機(型號為 JN3x2.2P)，在諸多關鍵技術參數上展現出明顯優勢。其中，最突出的特點是使用電流下降約 1/3，效率提高近 1/4，具有顯著的節能效果，同時噪音小、占地面積小、施工周期短，調速精度更是大幅提高。例如，在電機功率方面，永磁內裝式礦井提升機為 405kW，較傳統提升機的 450kW 減少了 10%;滿載電流從 559A 降至 376A，下降了 33%;整機效率從 72% 提升至 95%，提高了 23%;功率因數從 0.8 提升至 0.99，提高了 24%;完成一次提運耗電從 22.3kW・h 降至 16.3kW・h，節電 37%;噪音從約 85dB 下降至約 65dB，下降了 24%。在整機重量上，永磁內裝式礦井提升機為 47t，較傳統提升機的 55t 減少了 15%;主機占地從 80m² 減小至 56m²，基礎施工量減少 30%;主機安裝時間從 7 - 10 天縮短至 3 天，工期縮短 57%;維護方面，永磁內裝式礦井提升機可實現免維護，而傳統提升機需要定期維護;安全性能上，永磁內裝式礦井提升機具備防失速飛車功能，安全級別更高;調速精度從 0.3 - 3m・s⁻¹ 提升至 0.003 - 3m・s⁻¹，提高了 100 倍。

  六、總結

  在2025年，礦井提升機行業正處於技術創新的關鍵時期。永磁內裝式礦井提升機憑藉其獨特的設計理念、先進的技術原理以及顯著的應用優勢，成為推動行業發展的重要力量。從其發展歷程來看，儘管面臨過諸如技術難題、成本高等挑戰，但隨著關鍵技術的不斷攻克和市場的逐步認可，已展現出強大的生命力。其在安全可靠性、節能高效性、結構緊湊性等方面的卓越表現，不僅為礦山企業帶來了實際的經濟效益，也為行業的可持續發展提供了有力支撐。

  展望未來，隨著科技的持續進步，永磁內裝式礦井提升機技術有望進一步優化和完善，例如在提升設備智能化水平、進一步降低成本、提高能源利用效率等方面取得更大突破。同時，其應用範圍也將不斷拓展，為更多礦山企業實現安全、高效、綠色開採提供堅實保障，推動整個礦井提升機行業邁向新的發展高度。