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【摘 要】高压变频器已广泛应用于各种工矿企业，以其高效、节能、维修量小等诸多优点，得到广大用户的一致好评。而在矿井绞车提升系统中高压变频调速系统相比较以往的电机串联电阻八级调速有着明显的安全可靠性，即提高绞车提升能力又在节能降耗方面效果显著。
【关键词】变频器 调速系统 提升绞车
一、朱庄矿新副井提升绞车高压变频调速系统的组成
高压变频器 + 三相异步电动机 + 绞车本体 + 操作台 + PLC行程控制和操作控制 + 三线制监视保护和安全回路 + 触摸屏 + 上位管理计算机
二、控制原理
（一）系统控制。高压变频器通过运用矢量控制技术运用转子带速度反馈的方式实现对系统的控制，通过把电机电子电流分解成为两种电流，励磁电流、转矩电流，其中在励磁电流保持不变的情况下通过对转矩电流的控制，采用闭环控制电机转速。在PID的调节下，把实际转速与现实操作中的转速进行比较，把两者之间的差值转变成为转矩电流IT，最后通过矢量控制将IT、IM转换为电流，使其与电机运行电流比较生成三相驱动信号。
（二）控制主回路。高压变频器采用交-直-交直接高压（高-高）方式，主电路开关元件为IGBT。高压变频器采用功率单元串联，叠波升压，如下图所示。
（三）叠加单元。单元串联脉宽调制叠波输出，相输出Y接，中性点悬浮，得到三相可变化平率的高压电源，朱庄矿新副井高压6kV变频器系列每相6个单元，这样可使输出谐波含量减弱，最终到达驱动电机的波形为正弦波，这种波形接近完美。
（四）功率单元。功率单元主要通过IGBT来实现同步整流，在使用同步整流控制器时要对单元电网输入电压进行检测，而电网输入电压相位的确定是通过锁相控制技术得到的，只有通过对整流逆变开关管所构成的相位与电网电压的相位差的控制，才能控制电功率在电网与功率单元之间的流向。主要表现为两种形式，当电网电压相位超过逆变相位时，由电网把电功率提供给功率单元；如果逆变相位超前，这时候就由功率单元把电能回馈给电网。而电功率大小与相位差之间成正比例的关系。单元电压决定着电功率的大小和流动方向，就拿同步整流作为例子来说，可以把整流侧看作是一个稳压电源，电网、逆变相位差与电功率的大小、方向相对应，根据对单元电压、整定值之间偏差的控制，通过PID的调节生成。
（五）速度控制。根据控制功能的要求，系统使用编码器3台，2台轴编码器（PG1、PG2）装于主滚筒上，1台轴编码器（PG3）装于电机非轴承端。轴编码器PG1信号进入主控PLC1，主要完成以行程为变量的S形曲线速度给定功能，轴编码器PG2信号进入主控PLC2，作为两路完全独立的行程和速度监测信号，PLC1、PLC2、进行行程和速度参数的相互比较，实现PG1、PG2的相互监视。轴编码器PG3信号输入变频器，用于闭环调速控制。
（六）运行方式的控制。手动控制，司机可通过手柄控制提升速度在选定速度范围内连续可调，同时要受到行程控制器的限制；半自动控制，在半自动运行逻辑正常时，司机可通过按钮，让提升完成一个提升循环，并具开车闭锁；具有自动选择方向，确定运行速度等功能；全自动控制，在满足自动运行逻辑下，电控系统根据信号系统的信号自动确定运行方向、运行速度，自动完成一个工作周期内的启动、加速、减速、停车等功能；检修运行控制，只允许手动操作，速度不大于2m/s；慢速运行控制，允许手动操作或操作专设的慢速运行按钮，慢动速度在0.3--0.5m/s；应急运行控制 在监控计算机、监测系统出现局部故障时，提升机能实现低速故障运行，速度不大于2m/s；停车点旁路运行控制，能用转换开关旁路停车控制点，以便检修时使用；过卷旁路运行控制，如在检修时，能用转换开关实现人为过卷、速度限定在0.3m/s以下。如若正常提升时，人为过卷不复位不能开车；其他特殊工况运行控制。
三、提升绞车高压变频调速系统的优点
（一）保护完善，增加了绞车提升的安全可靠性；
（二）输出电流曲线平滑，绞车运行平稳；
（三）可实现多种运行方式，针对不同的用途，可供选择的运行方式较多，能满足不同工况的需求；
（四）节能降耗，降低电力成本的投入。
参考文献：
[1]吴忠志，吴加林编著.中（高）压大功率变频器应用手册[M].北京：机械工业出版社，2003，1-35.
[2]关振宏，孙晓玲，黄齐荣.联级多电平高压变频器脉宽调制方法的分析[J].电气传动自动化，2004，（1）：21-23.
[3]秦强林.10KV高压大功率变频器研制与测试.东方电气评论.2004，（3）：141-150.
[4]杨庆柏.高压变频器的应用[J].电气时代，2003，（10）：86-88.
【关键词】变频器 调速系统 提升绞车
一、朱庄矿新副井提升绞车高压变频调速系统的组成
高压变频器 + 三相异步电动机 + 绞车本体 + 操作台 + PLC行程控制和操作控制 + 三线制监视保护和安全回路 + 触摸屏 + 上位管理计算机
二、控制原理
（一）系统控制。高压变频器通过运用矢量控制技术运用转子带速度反馈的方式实现对系统的控制，通过把电机电子电流分解成为两种电流，励磁电流、转矩电流，其中在励磁电流保持不变的情况下通过对转矩电流的控制，采用闭环控制电机转速。在PID的调节下，把实际转速与现实操作中的转速进行比较，把两者之间的差值转变成为转矩电流IT，最后通过矢量控制将IT、IM转换为电流，使其与电机运行电流比较生成三相驱动信号。
（二）控制主回路。高压变频器采用交-直-交直接高压（高-高）方式，主电路开关元件为IGBT。高压变频器采用功率单元串联，叠波升压，如下图所示。
（三）叠加单元。单元串联脉宽调制叠波输出，相输出Y接，中性点悬浮，得到三相可变化平率的高压电源，朱庄矿新副井高压6kV变频器系列每相6个单元，这样可使输出谐波含量减弱，最终到达驱动电机的波形为正弦波，这种波形接近完美。
（四）功率单元。功率单元主要通过IGBT来实现同步整流，在使用同步整流控制器时要对单元电网输入电压进行检测，而电网输入电压相位的确定是通过锁相控制技术得到的，只有通过对整流逆变开关管所构成的相位与电网电压的相位差的控制，才能控制电功率在电网与功率单元之间的流向。主要表现为两种形式，当电网电压相位超过逆变相位时，由电网把电功率提供给功率单元；如果逆变相位超前，这时候就由功率单元把电能回馈给电网。而电功率大小与相位差之间成正比例的关系。单元电压决定着电功率的大小和流动方向，就拿同步整流作为例子来说，可以把整流侧看作是一个稳压电源，电网、逆变相位差与电功率的大小、方向相对应，根据对单元电压、整定值之间偏差的控制，通过PID的调节生成。
（五）速度控制。根据控制功能的要求，系统使用编码器3台，2台轴编码器（PG1、PG2）装于主滚筒上，1台轴编码器（PG3）装于电机非轴承端。轴编码器PG1信号进入主控PLC1，主要完成以行程为变量的S形曲线速度给定功能，轴编码器PG2信号进入主控PLC2，作为两路完全独立的行程和速度监测信号，PLC1、PLC2、进行行程和速度参数的相互比较，实现PG1、PG2的相互监视。轴编码器PG3信号输入变频器，用于闭环调速控制。
（六）运行方式的控制。手动控制，司机可通过手柄控制提升速度在选定速度范围内连续可调，同时要受到行程控制器的限制；半自动控制，在半自动运行逻辑正常时，司机可通过按钮，让提升完成一个提升循环，并具开车闭锁；具有自动选择方向，确定运行速度等功能；全自动控制，在满足自动运行逻辑下，电控系统根据信号系统的信号自动确定运行方向、运行速度，自动完成一个工作周期内的启动、加速、减速、停车等功能；检修运行控制，只允许手动操作，速度不大于2m/s；慢速运行控制，允许手动操作或操作专设的慢速运行按钮，慢动速度在0.3--0.5m/s；应急运行控制 在监控计算机、监测系统出现局部故障时，提升机能实现低速故障运行，速度不大于2m/s；停车点旁路运行控制，能用转换开关旁路停车控制点，以便检修时使用；过卷旁路运行控制，如在检修时，能用转换开关实现人为过卷、速度限定在0.3m/s以下。如若正常提升时，人为过卷不复位不能开车；其他特殊工况运行控制。
三、提升绞车高压变频调速系统的优点
（一）保护完善，增加了绞车提升的安全可靠性；
（二）输出电流曲线平滑，绞车运行平稳；
（三）可实现多种运行方式，针对不同的用途，可供选择的运行方式较多，能满足不同工况的需求；
（四）节能降耗，降低电力成本的投入。
参考文献：
[1]吴忠志，吴加林编著.中（高）压大功率变频器应用手册[M].北京：机械工业出版社，2003，1-35.
[2]关振宏，孙晓玲，黄齐荣.联级多电平高压变频器脉宽调制方法的分析[J].电气传动自动化，2004，（1）：21-23.
[3]秦强林.10KV高压大功率变频器研制与测试.东方电气评论.2004，（3）：141-150.
[4]杨庆柏.高压变频器的应用[J].电气时代，2003，（10）：86-88.