[摘 要]变额技术在煤矿矿区地面和井下的提升、通风、采煤、运输、选煤等各种矿山设备控制系统得到了广泛的应用，特别是在矿井提升机中的应用，效果更为明显，具有很好的节能效果和优越的调节性能。本文对变频技术的基本原理和发展进行了阐述，对变频器煤矿提升机中的应用进行了分析研究。
　　[关键词]煤矿；变频技术；特点；提升机；应用
　　中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）36-0606-01
　　1 前言
　　改革开放以来，我国的经济突飞猛进，科学技术日新月异，特别是电子技术、计算机技术、大功率输出技术、自动控制技术，所以交流电机变频调速技术在煤矿上的应用也去的了很多的成果，成为了当今社会解约能源和保护坏境的有力方法，也成为了电器行业发展的一种趋势。煤炭行业是一个耗电多、污染严重的企业，其耗电成本占生产成本相当大的比例，特别是煤矿上的“四大件”的耗电成本占煤矿总耗电量的60%以上，更严重的是，其中大部分电能都是被浪费掉。而变频技术具有节能的性能，所以在我国矿山应用相当广泛，而且技术也越来越成熟。
　　2 变频技术原理及发展
　　交流变频调速技术是是众多高新技术的综合应用，主要包括有计算机技术、电子技术和传动技术的综合技术。它的本质特点是由于半导体对器件具有开关效应，将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。它的基本原理是通过一系列的直交电流的相互转换，来实现对电动机的驱动控制，即，整流桥将工频交流电压-----直流电压-----频率、电压可调的交流电压。它是一种无附加转差损耗的高效调速方式。由于变频技术是根据电机的负载变化来实现自身的功能变化，这样就大大提高了电机的效率，也减少了磨损，所以变频技术在这个能源匮乏的坏境下可以最大限度的发挥自己的功能，因此变频技术在理论和应用方面都取得了较快的发展。
　　3 变频技术的特点
　　3.1变频调速技术的优点
　　⑴ 变频技术的启动和制动性能都是采用世界先进技术，是当前其他任何软启动都不能相比拟的，变频技术在启动上具有转矩大，启动时不会出现波动，能够实现平稳启动。而三相异步电动机的启动电流大，约为额定电流的5倍～7倍。由于矿井的供电系统具有很多的劣势，比如需要的功率大，供电的距离长，还有在煤矿生产过程中采煤工作面的设备必须得频繁启动，这样对电机有很大的破坏。第一，虽然有些矿井已经实行了自耦减压器启动或软启动，但是这些都会使得电压下降，从而很大限度上影响整个矿井机电设备的运行。第二，对于一般的设备而言，突然获得很大的电流，这样会对机电设备损伤，更有可能发生出点的危险，特别是在井下，这种情况很有可能发生。对于这些，不仅增加了运行成本，而且还加大了对设备的维护量，更有可能增添不少安全不确定因素。所以对整个矿井的安全都有很大的威胁。
　　⑵ 变频技术具有良好的调速功能，可靠无极、高效率、高功率因数。而这些都是其它的装置所不具有的。在一定时间内，变频调速器的更笨性原理就是根据其内的矢量控制模式，与电机的静、动态实际参数和电机的实际负荷想结合，以启动电流小于额定电流的前提下，用矢量方式来加大它的启动力矩，使得电机的频率逐渐增大，由零增加到正常频率，最后对其进行控制。对电机的控制主要是根据电机负荷的变化和实际工艺参数的变化，相应调整电机的转速，以此来达到电机运行的稳定性。这样处理既降低了电机的损耗，还能够使得凋速系统自动补偿，电机的无功功率提高了电力网络系统的功率因素，减少了无功损耗，使效率提高。
　　⑶ 变频技术还具有测控方便，保护齐全，开环闭环都可以自动制动。这些都是实现自动化的最重要的性能。
　　⑷ 变频技术还具有节约电能、改善工艺流程、最终提高产品质量的性能。从而使得电机所需要的物料的流量、压力，能达到最佳参数，这样可以减少不必要的浪费，而且调速过程本身消耗很小，无噪声。与传统调速的条件相比，省去了稳定速度设备和反馈控制设备。
　　3.2 变频调速的缺点
　　（1） 虽然变频调速技术具有以上那么多的优点，但是也不是十全十美的，第一，变频设备的变频过程不是线性的，而是非线性的，从而必须要求要在大于工频50Hz的电流电压的告辞谐波，遮掩不过就会使得电机发热，磨损加大，致使电机被破坏，这样就有可能发生电网谐振过电压事故，甚至有干扰通过等，这就是我们经常所说的电网“污染”。所以我们可以通过检测谐波分量的大小来判断变频设备工作的好坏。在矿井生产中安装了许多的变频设备，所以同样也得安装一些净化电网设备，这样可以提高电能质量，减少损耗和事故。就以上方面，在一些发达国家取得了很好的成就，外国厂家已经出品了高性能低谐波的变频器，但价格非常昂贵。
　　（2） 虽然变频技术在的开发在国外取得了很好的进展，但是在我国还是相对较落后，其大部分的变频设备还是得靠进口，而且价格不菲，又由于北方电网电价低廉，很多项目性价比偏低，投资方难以接受。
　　4 变频技术在提升机的应用
　　矿井提升机是矿山大型固定设备之一，是井下与地面的主要运输工具。矿井提升祝主要担负一个矿井所有的矿物（煤，矿石）提升，升降人员，运输设备，下放材料等。变频技术在矿井提升机的应用主要采用了高压变频调速控制系统和PLC控制系统，第一，高压变频调速控制系统，在提升机电控系统设计中.采用单元串联多电平能量回馈型四象限高压变频控制系统.该系统应用先进的功率单元串联叠波方式、空间矢量控制的正弦波PWM调制方法和功率器件.从原理上保证了提升运行的可靠性.可使变频器的输入输出波形得到极大改善。高压主电路与低压控制电路之间的通讯采用光纤传输，保证电隔离性能安全可靠。系统抗干扰能力强。第二，提升機电气控制系统采用PLC控制实现提升全过程的位置控制、速度控制、动态画面监视和绞车系统的各项保护功能。满足电磁兼容性技术要求.抗干扰能力强。它包括以下几个方面：（1）软件结构。采用控制软件和上位组态软件. （2）控制程序。程序设置有半自动、全动、手动、检修和应急运行五种运行方式。正常情况下可采用半自动或手动运行检修。运行时.系统自动给定一个检修速度低速运行；故障时.在系统保护停机后.故障被确认但不能立即排除.此时可采用应急运行方式。（3）计算机通讯。系统采用两台PL现提升全过程的位置控制、速度控制、动态画面监视和提升系统的各项保护.并能完全满足矿井提升工艺的过程要求。（4）监控系统。提升机的动态监测由工控机或触摸屏和组态软件组成.整个系统监控画面由控制中心、历史曲线、报警窗口、速度曲线、系统说明以及各个电机的电路监控组成.可以看到提升系统的运行方式以及运行环节的工作数据。
　　5 结语
　　以变频调速技术为核心的交流传动与控制技术是目前发展最为迅速的技术之一.有专家认为包括变频枝术在内的电力控制技术和计算机技术将成为21世纪重要的两大技术。传统的电气传动技术正面临着一场历史革命。
　　参考文献
　　[1] 胡崇岳，现代交流调速系统，北京机械工业出版社，1998
　　[2] 王占奎，变频调速应用百例，北京科学出版社，1999
　　[3] 宋长喜，交流提升机变频控制系统的研究，煤矿现代化，2007
　　[4] 田铁龙，变频调速技术在煤矿企业的推广应用，2003
　　[5] 李雷军.矿井提升机行程控制的研究和实现.电气传动自动化，2002
　　作者简介
　　李世军，1983年10月出生，中共党员，2003年7月毕业于鄂尔多斯职业技术学校（原伊克昭盟工业学校）机电专业，现任神华神东煤炭集团布尔台煤矿机电办主任。