（中冶京诚工程技术有限公司 北京市 100176）
摘要：随着我国社会和经济的发展，越来越多的煤矿生产提高，年生产能力可达1000万吨，对提升机装机容量的要求也越来越大，对驱动电机要求为6MW及以上容量。本文对变频技术在矿井提升机中的应用进行了简要讨论。
关键词：变频技术；矿井；提升机；应用
前言：采用多级反馈功率单元组成的大型低速同步电机高压变频器，容量可以达到超过15mW，额定频率为10Hz，具有低转速、高转矩的特点，适用于驱动大煤矿，提升机装机容量。
1、矿井提升中的问题
矿井提升机电气传动系统具有良好的安全可靠性，能够控制精度和调整性能。矿井提升机电控系统的技术性能和可靠性直接影响到矿井的安全生产。
电气控制系统的设计具有多种控制功能，但在现场发现一些功能很难实现；控制逻辑函数中使用了大量的电气触点，这些触点暴露在空气中，受到灰尘和空气氧化的影响，会出现故障现象；再加上一些电气参数机械制动和闭环控制功能差，导致电气保护、控制精度不足，可靠性差，故障保护控制系统的安全性不能得到保证，工作量也比较大。
在调节区域操作升降系统，调整和控制电机速度的主要方法是转子电路电阻制动阻力矩的调整，在这个过程中大量的转子电阻造成电能浪费，不仅造成了巨大的浪费电能还抵抗温度的升高，使得维护量和维护成本增加。
因此，有必要对系统进行技术改造，解决系统存在的问题和弊端，提高系统的安全运行系数，实现高效节能运行。
2、高压变频调速技术应用优势
交流变频调速技术是许多高新技术的综合应用，包括计算机技术、电子技术和传动技术的集成技术。其本质特征是，由于半导体对器件具有开关效应，将工频电源转换成另一频率的电能控制装置。其基本原理是通过一系列直流变换，实现对电机的控制驱动，即桥式整流器的交流电压、交流电压、直流电压、频率、电压可调。没有附加转差损耗，高效调速。由于转换技术是根据电机的负载改变自身的功能，从而大大提高了电机的效率，也减少了磨损，所以在能源匮乏的环境下变频技术可以最大限度地发挥作用，所以在理论和应用方面取得了逆变器技术快速发展。
2.1 节能：
与以前转子串电阻调速相比，变频调速，生产率提高30%，节电20%以上。
2.2系统的安全性
经过变频调速后安全性得到了提高，该系统能够根据速度曲线设计独立控制提升速度，避免超速，大大提高了整个系统的安全性。
2.3、提高生产效率
变频器的加速时间、减速时间都有所减少，每次减少升级的细节，生产效率得到有效的提高。
2.4，改善了工作环境
取消了原有的大功率调速电阻器，彻底解决了电阻加热引起的高温问题，大大改善了运行现场的工作环境。
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2.5启动时对电网影响小
变频器是最好的软启动装置，启动时对电网的影响小于双电流。
3、变频技术在提升机中的应用
变频技术在矿井提升机中的应用主要采用高压变频调速系统和PLC控制系统，首先，高压变频器控制系统在提升机控制系统的设计中采用多级能量回馈式四象限高压变频调速系统。应用先进的正弦波调制法和器件叠加波方式，实现空间矢量系统的控制。保证运行可靠性原则。输入逆变器的输出波形可大大提高。它包括以下几个方面：（1）软件结构。控制软件和组态软件的应用。（2）控制程序。程序设置有半自动、全移动、手动、紧急运行几种运行方式。正常情况下，半自动或手动操作可以进行。运行时，系统会自动给出一个检修速度低速。当故障发生时，系统停止，故障被确认，但不能立即排除。此时可以采用急救操作。（3）计算机通信。该系统采用两套PL系统，实现了位置控制、速度控制、动态图像监控和提升系统保护的全过程，完全能满足矿井提升过程的要求。（4）监测系统。计算机或触摸屏及组态软件对电梯进行动态监控。系统由控制中心、历史曲线、速度曲线、报警窗口、系统描述和各种电机电路监控组成监控画面。可以看到工作数据来改进系统的操作模式和操作链接。
变频起动技术和制动性能很先进，是目前任何其他软起动都不能比较的，变频技术在起动时有较大的转矩波动，实现平稳起动。三相异步电动机的起动电流大，约为额定电流的5倍至7倍。由于煤矿供电系统在煤矿生产过程中存在着供电、长距离、采煤等缺点，必须经常启动设备，对电动机造成很大的危害。首先，虽然有些矿井已经开始实施自耦减压器或软起动，但这些都会使电压下降，从而严重影响整个矿井机电设备的运行。第二，对于一般设备，突然进入大电流，这会损坏机电设备，更容易出现风险，特别是在地下，这种情况很可能发生。对于这些，不仅增加了运营成本，而且增加了设备维护的数量，更可能增加很多安全的不确定性。所以它是整个矿井安全的一大威胁。
4效益分析与提升前景
现有的传统的电子控制系统的技术改造，采用高压变频控制系统，主要作用是基于交流电机调速，提高了电机驱动系统的运行效率，达到节约节能的目的。变频器是目前最有发展前途的交流调速系统。现代交流传动逐渐成为电气传动的主流。异步电动机调速系统是效率最高，性能最好的变频调速系统。变频调速具有调速范围宽、调速精度高、动态响应快等优点。它被用在许多环境中，能够精确的进行速度控制。
控制逻辑和控制系统的功能是通过计算机程序，大大降低了传统的电气元件使用数量，克服了传统的电气元件使用带来的问题；系统的控制精度大大提高。
4.1社会效益
由于高频技术，它不仅节能、省力，还有易于构成控制系统的显著优势，得到越来越广泛的应用，是增加的效益的有效方法。特别是在高耗能、低产出的企业中，能够得到良好的社会效益。
4.2、经济效益
辅助停车所造成的间接损失包括进尺、生产等。可避免紧急停车，制动稳定，并能延长钢丝绳的使用寿命。
变频调速控制系统，摆脱了交流接触器和继电器的时间问题，不再导致触点和线圈烧坏，金属电阻箱频繁烧毁，也不需要经常更换碳刷，可以节省材料和其他费用的成本共计2万2000元。
从目前各种技术改造方案的比较来看，交流高压变频调速技术是提升机电控系统改进的最佳方案。一种新的PLC +高压变频调速技术的电子控制系统已成功地应用于矿井提升机系统，并取得了良好的运行经验，克服了传统控制系统的缺点，值得在矿井提升机系统推广和应用。
5、变频调速的缺点
（1）虽然具有变频调速技术上面很先进，但也不是十全十美，首先，变频设备转换过程不是线性的，而是非线性的，它必须被要求谐波电流的工频电压大于50Hz，会使发动机盖的加热磨损增加，造成电机损坏，
（2）虽然变频技术在国外已经取得了很大的进步，但在中国还比较落后，大部分的高频设备仍然依靠进口，且价格不便宜，但也因为许多项目的电价成本低，很难接受。
6、结论
我们知道，安全生产是煤矿生产的永恒主题。煤矿提升机在整个矿井的安全中起着重要的作用。综上所述，采用先进技术，成熟而安全的高压变频调速系统，不仅可以改善工作条件，提高自动化程度，而且能够保证安全。可大大减少现场维护工作量，减轻司机和维修工人的劳动强度，值得大力推广。随着科学技术的发展，它将为煤矿和其他矿山企业节约能源、降低消耗提供更有力的技术支持和保障。
参考文献：
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论文作者:高永强
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/19
标签：系统论文; 矿井论文; 技术论文; 控制系统论文; 变频调速论文; 高压论文; 变频器论文; 《电力设备》2017年第31期论文;