矿井提升机作为矿山开采中连接井上和井下的关键设备，其技术水平对矿山生产效率、安全保障以及可持续发展起着决定性作用。在2025年，随着科技的飞速发展和行业需求的不断演变，矿井提升机技术领域正经历着深刻的变革与创新。据相关数据显示，近年来全球矿井提升机行业市场规模持续增长，2023 年已达到一定规模，这不仅反映了行业的活力，也凸显了技术进步对市场的强大推动作用。我国矿井提升机行业同样发展迅速，市场规模稳步扩大，供应企业数量不断增加，技术创新成果频出，为行业的进一步发展奠定了坚实基础。

  一、矿井提升机的发展历程与现状

  矿井提升机的发展源远流长，其驱动方式历经了从牲畜力到蒸汽机，再到电力拖动以及现代自动化控制的交 - 直流电机变频控制直联驱动的巨大转变。我国的矿井提升机发展也从最初对前苏联设计的仿制，逐步迈向自行设计制造的道路。1953 年，我国制造出第 1 台单绳缠绕式双筒提升机;1958 年，成功设计制造第 1 台井塔式 JKM2×4 多绳摩擦式提升机，并于 1960 年实现批量生产，自此摆脱了对进口设备的依赖。

  目前，国内外广泛使用的矿井提升机主要由电动机、减速器、联轴器、制动装置、主轴装置、液压站、润滑站、电控系统等部分构成。尽管较先进的直联式矿井提升机去掉了减速器，采用电动机与主轴装置直接连接的方式，但仍存在维护工作量大、传动效率低、设备安装占地面积大、能耗高以及基建投资大等诸多问题。这些问题制约了矿井提升机的进一步发展，也促使行业不断探索新的技术解决方案。

  二、永磁内装式矿井提升机的崛起

  永磁内装式矿井提升机作为一种创新型的机电一体化设备，正逐渐成为行业发展的新方向。它与传统矿井提升机在传动形式上有着本质区别，其独特之处在于将机械和电气部分深度融合，摩擦轮同时充当电动机的外转子，承担承载钢丝绳载荷的双重功能。电动机定子与摩擦轮采用同轴同心布置，使电动机位于两个主轴承正中间，极大地减少了影响电动机偏心距的因素，显著提高了运行的安全可靠性。

  1988 年，世界上第 1 台内装式矿井提升机在德国投入运行，标志着提升机传动技术进入了全新阶段。这种新型提升机具有众多显著优点，例如在安全可靠性方面，当制动器失效时，电动机可转变为发电机，产生反方向制动力矩，有效防止飞车事故的发生;节能高效方面，省去了减速器、联轴器、润滑站等中间环节，整机效率可达 95% 以上，综合节电比传统提升机节约 37% 以上，且由于减少了中间环节，基本无故障;结构紧凑方面，电动机无需安装基础，减小了机房占地面积，对于塔式矿井提升机，可降低井塔造价，减少基础施工量 30%，井下硐室空间需求也相应减小，投入成本降低;机械效率高，电动机转矩直接传递给摩擦轮筒壳，传动链短且效率高;还能改善主轴运行条件，使主轴装置两端受力对称，受力均匀，同时提升主轴刚度，减小主轴挠度，降低电动机转子和定子之间的气隙偏差，运行更加稳定;在维护方面，机电一体化设计使得只需维护电动机，维护量小，运行费用较低。

  早期内装式矿井提升机因设备价格昂贵，限制了其广泛应用。但随着关键核心技术的不断突破，其价格逐渐变得更为合理，应用范围也日益扩大。在国内，已有企业成功研发和应用内装式矿井提升机，达到国际先进水平，逐步替代进口产品，推动了我国矿井提升机技术的国产化进程。

  三、永磁内装式矿井提升机的原理与设备构成

  永磁内装式矿井提升机主要基于外转子永磁同步电机原理制造。永久性磁铁安装于滚筒内壁，作为永磁电机外转子，内定子工作绕组线圈则装在提升机主轴上。滚筒通过两侧腹板、轴承与主轴连接，并固定在轴承座上。

  根据实际需求，永磁内装式矿井提升机可设计成 16 - 100 极的永磁体，电压等级涵盖 380V、660V、1140V、3kV、6kV、10kV 系列，功率范围为 90 - 10000kW 系列，额定频率为 0.01 - 20Hz 系列的低频永磁矿井提升机。其工作原理为：外转子内壁上的 N 极(绿色)和 S 极(黄色)永磁体磁极，与内定子绕组通电后产生的三相旋转磁场相互作用，产生扭矩力，利用磁力带动外转子同步旋转，转速由同步驱动装置控制，通过调节频率实现转速控制，达到变频控制的目的。

  该提升机由主轴、支撑座、有绕组定子铁心、滚筒组件(单绳和多绳)、制动器、转子装配组件、冷却系统、液压站、制动系统、电控装置等多个部分组成，各部分协同工作，确保提升机的高效、稳定运行。

  四、永磁内装式矿井提升机的关键技术

  (一)提升容器的悬停技术

  在盘式制动器不施加制动力的情况下，永磁内装式矿井提升机能够在任意工作速度下，将满载重物的提升容器稳定悬停在任意位置，避免下滑。这一技术使得提升机在满载状态下，可先打开盘式制动器，待电控系统检测到制动器完全打开后，再按照给定速度运行，有效减少了提升过程中的冲击，提高了提升作业的安全性和稳定性。

  (二)电动机的静态识别技术

  即使在电动机不转动的情况下，该技术也能精确识别电动机的相位角，并准确测定电动机的电阻值、电感值等相关参数，使永磁电机达到最佳控制状态。这一技术有效解决了更换编码器和变频器后重新寻找磁极相位角的难题，大大提高了设备维护和调试的效率。

  (三)防止磁钢退磁消磁技术

  尽管磁钢采用了号称 “磁王” 的钕铁硼永磁体，退磁或消磁的可能性较小(经研究论证，该磁钢自然退磁率 100 年约为 0.2%)，但为确保万无一失，仍采取了一系列严格措施。当系统温度达到 60℃时，自动启动冷却系统，防止磁钢在高温下退磁或失磁;确保退磁电流大于电动机额定电流的 5 倍以上，供电驱动装置最大电流大于电动机额定电流的 2 倍以上，以防止大电流导致磁钢失去磁性;对永磁体表面进行镀镍处理，防止化学腐蚀退磁;要求永磁内装式矿井提升机安装使用时振动小于 1.8mm /s²，并加装振动传感器，防止振动消磁。

  (四)散热技术

  为保证永磁内装式矿井提升机在最佳温度下运行，散热技术至关重要。目前常用的散热方法有风冷和水冷两种。风冷通过冷却风机产生流动的冷气体，将定子绕组线圈产生的热量带出电机外部;水冷则是冷却介质通过冷却站、冷却管道、定子冷却腔，将电动机热量带至冷却站进行冷却。一般情况下，当温度达到 60℃以上时，开启冷却系统，以确保设备的稳定运行。

  五、永磁内装式矿井提升机的应用优势

  《2025-2030年全球及中国矿井提升机行业市场现状调研及发展前景分析报告》通过对国内主力生产矿井的实际使用数据采集和分析，在相同尺寸条件下，永磁内装式提升机(型号为 JKN - 3x2.2P)相较于传统矿井提升机(型号为 JN3x2.2P)，在诸多关键技术参数上展现出明显优势。其中，最突出的特点是使用电流下降约 1/3，效率提高近 1/4，具有显著的节能效果，同时噪音小、占地面积小、施工周期短，调速精度更是大幅提高。例如，在电机功率方面，永磁内装式矿井提升机为 405kW，较传统提升机的 450kW 减少了 10%;满载电流从 559A 降至 376A，下降了 33%;整机效率从 72% 提升至 95%，提高了 23%;功率因数从 0.8 提升至 0.99，提高了 24%;完成一次提运耗电从 22.3kW・h 降至 16.3kW・h，节电 37%;噪音从约 85dB 下降至约 65dB，下降了 24%。在整机重量上，永磁内装式矿井提升机为 47t，较传统提升机的 55t 减少了 15%;主机占地从 80m² 减小至 56m²，基础施工量减少 30%;主机安装时间从 7 - 10 天缩短至 3 天，工期缩短 57%;维护方面，永磁内装式矿井提升机可实现免维护，而传统提升机需要定期维护;安全性能上，永磁内装式矿井提升机具备防失速飞车功能，安全级别更高;调速精度从 0.3 - 3m・s⁻¹ 提升至 0.003 - 3m・s⁻¹，提高了 100 倍。

  六、总结

  在2025年，矿井提升机行业正处于技术创新的关键时期。永磁内装式矿井提升机凭借其独特的设计理念、先进的技术原理以及显著的应用优势，成为推动行业发展的重要力量。从其发展历程来看，尽管面临过诸如技术难题、成本高等挑战，但随着关键技术的不断攻克和市场的逐步认可，已展现出强大的生命力。其在安全可靠性、节能高效性、结构紧凑性等方面的卓越表现，不仅为矿山企业带来了实际的经济效益，也为行业的可持续发展提供了有力支撑。

  展望未来，随着科技的持续进步，永磁内装式矿井提升机技术有望进一步优化和完善，例如在提升设备智能化水平、进一步降低成本、提高能源利用效率等方面取得更大突破。同时，其应用范围也将不断拓展，为更多矿山企业实现安全、高效、绿色开采提供坚实保障，推动整个矿井提升机行业迈向新的发展高度。