随着科技进步和环境质量的下降，人们对于工业生产过程中的节能减排越来越重视。煤矿作为我国能源的产生地，对其系统内部的提升机进行技术升级改造，减少能量消耗，对于整个工业体系具有至关重要的意义。本文首先针对研究对象介绍了控制矿井矿井提升机的变频器技术的发展现状和技术分类，着重讲述多电平变频器及其控制技术的发展现状，并对比了不同类别变频器的优缺点。针对矿井提升设备，着重介绍了单绳缠绕式提升机箕斗提升系统的工作原理以及现有提升机分类，在矿井提升机供电系统设计中选择KYN28A-12型高压柜，然后在第三章中根据绕线式提升机双馈变频调速的特点进行了10KV配电系统图设计、供电系统接线设计等供配电设计工作。其次，介绍了异步电机调速系统原理，着重介绍了双馈调速系统特性和原理，对其功率平衡和调速过程中的五种工况进行了分析介绍，在此基础上进行了主回路计算，完成了变频器、整流变压器、直流侧电容、电抗器、IGBT的选型与计算，并依据这些数据使用MATLAB软件搭建基于三电平Back-to-back逆变器的绕线转子异步电动机变频调速仿真模型，并对整个设计系统进行仿真，仿真结果表明逆变器输出侧线电压的三电平形式符合预期结果，变频调速得到的转速曲线也符合预期结果，验证了理论的正确性。最后，为PLC控制保护系统，设计并完成了S7-300系列PLC的标准硬件配置，并详细分析了提升系统的信号系统与保护装置，根据调速需要编写了数字测速程序，通过现场试验验证表明该部分的保护功能齐全，能够很好完成系统设计预期指标。最后通过现场运行过程中的对比分析表明改造后的新系统相对改造前的旧系统具有电机调速平滑、起动转矩大、电机脉振小、安全性好和效率高的特点，证明了该问所提控制策略的有效性和改造后系统的优越性。