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摘要：科学技术的快速发展为电控系统发展注入了新鲜血液，高压变频技术凭借其自身灵活性、高效性等优势而出现，将高压变频器应用到矿山提升机当中，除了能够优化设备性能，且能够改善设备运行效率和安全性，在很大程度上提高了矿山企业综合竞争力科学技术发展。本文对高压变频器在煤矿主井提升机中的应用进行分析研究，希望能够对改善目前的作业状况有所帮助，给企业带来更多的效益。
关键词：高压变频器;提升机;应用
1引言
矿井提升机是矿井生产的咽喉，对矿井的生产及安全起着至关重要的作用。煤矿提升机的主要任务就是将采集到的原煤安全的提升到地面，这是一项长期重复操作的机械运动，然而煤矿提升机的工作又是在比较复杂条件下进行，提升机的拖动装置需要不停的完成启动、调速和停止之间的转换，所以探讨高压变频技术在煤矿提升机的应用具有积极的现实意义。随着电气传动技术，尤其是高压变频技术的出现，运用直线性运行方式，实现对矿山提升机性能的优化，迎来了矿山提升机电控系统的调整，为矿山企业生产经营提供了极大的支持。
2高压变频系统
高压变频器就是通过改变输出电流的频率来改变电动机的转速的，但它是采用先进的功率单元串联叠波技术，是一种串联叠加性变频器，即采用多台单相三电平逆变器串联输出，最后输出电压和频率都可调的高压交流电。
在控制理论方面，高压变频器一般采用矢量控制和转矩直接控制的方式，在调速控制方面，采用数字信号处理器以及高级专用集成电路来控制，使得调速系统的集成度越来越高。在使用功能方面，除了基本的外部调速功能外，内置的PLC编程软件还能够完成编程，控制提速等功能。一般高压变频器采用的是多单元串联的方式来实现高压，使得相电压的变化在规定的范围内。变频单元采用的交-直-交的三相可控整流，通过控制实现电动机的制动。总之，高压变频调速系统作为一种高新技术的节能产品，采用先进的单元串联多电平技术、数字控制技术、脉宽调制技术等，具有高效节能、高功率因数、高可靠性等特点。可应用于需要带能量反馈、四象限运行、低速运行转矩大、动态响应快等高精度场合。既可用于新矿井安装，也可用于老矿井的改造。
3、高压变频器在矿山提升机中的应用
3.1合理确定工作条件
提升机系统在矿山中的应用，体现在生产运输、安全生产两个方面，占据主导地位。如果提升机在工作中出现故障，那么矿山生产极有可能面临危险，因此合理选择高压变频器性能参数至关重要。基于提升机运输物品资料的特殊性，需要按照特殊规则选择零部件等。如针对副井提升机而言，运输中涉及人力、物力等，特别是负载量存在不确定性，故在实践中，要充分满足如下条件，以保证提升机能够充分发挥积极功能。第一，选择性价比较高的设备，能够适应不同的工作环境；第二，选择的高压变频器装置能够自行调速，至少要满足四象限运动；第三，高压变频器电控系统能够确保能源进行再回馈，以此来减少对能源的过度消耗；第四，确定电控系统后要进行数字控制测试。
3.2功率单元
变频部分借助当今普遍应用的功率单元串联H桥型多电平，变频功率单元的设计是模块化，有着相同的电气与结构性能，能够进行互换。它是交―直―交三相整流/单相逆变电路的基本拓扑。在功率单元出现故障之后能够迅速地自行保护且将信号发给控制柜而停机。
3.3控制系统
PLC、工控PC机、高速单片机一起组成了控制柜。单片机的功能是网络控制、迅速保护、PWM波生产控制、闭环或者是开环控制等，工控PC提供好的中文WINDONWS操作以及监控界面，并且能够进行网络控制与远程监控，且锁存变频单元放电过程中的故障。内置PLC是来逻辑处理开关量信号，联锁故障与运行，能够跟用户场地接口，实现用户的要求。变频功率单元和控制柜间借助光纤传导技术，能够完全稳定地隔离高压部分与低压部分，系统的安全性非常高，并且有着非常高的抗电磁干扰性，大大地提高了其稳定性。
3.4主电路系统应用
通常而言，高压变频器多采用交流―直流―交流电方式进行供电。主线路的开关为IGBT，但该元件耐压度较低，因此不能够直接输出较大的电压。如果将其变为均压状态难度较大，且开关频率较高，因此不能够利用直接串联方式进行供电。针对这一问题，可以运用高压变频器通过独立功率单元进行串联，通过逐步升压，保证提升机设备在运行中能够更加安全、可靠。变压器通过一定相位差，将电源输送给功率单元，能够直接消除掉大量谐波电流，使得输入的数值更低，保持在1.0，从而为提升机系统稳定运行奠定坚实的基础。
4、应用效果分析
1、直接节能效果
使用高压变频调速器，变频调速技术完全取代了以前的调速电阻，在调速运行时，调速电阻会产生大量的热量损耗，造成了能源的浪费，然而变频调速可以在提升机减速运行的时候，使电动机短时间发电运行，将电能再重新反馈给电网，节约能源。另外，变频器的使用可以大大减少设备的维修次数，降低维修费用，有明显的节约效果。
2、提高产量
煤矿提升机要将原煤提升运送到地面，这样才能保证采矿的产量。提升机的效率是完成任务的前提保障，地面到井底的距离是固定的，所以为达到高效运行，就要使提升机能够快速的进行升降速的转换，距离相同的情况下，转换的速度提高了，提升的时间也就相应的缩短了。这样一来每天在相同的工作时间内，采用高频变压器可以使提升机往返的次数增加，提升的煤矿量也就自然的增加，长时间的积累下来，将会产生很大效果，能够大大的提高煤矿挖掘的产量，提升工作效率。
3、延长设备的使用寿命
高压变频器的变频提速实现做到精准，平稳的控制过程，在提升过程中能够保证提升绳的摆动幅度在最小的范围内，并且保证设备平稳快速的降在指定的地点，避免出现过放事故，造成人员安全问题和设备损坏问题，同时高频调速能够降低设备的发热量，减小噪音，为设备的安全使用和人员的工作环境提供了更好的保障。减少了机械冲击，保证了运行的平稳，有效的延长了设备的使用寿命，为企业带来了经济效益和社会效益。
5、结语
综上所述，随着科学技术普及度越来越高，高压变频器自身优势非常明显，将高压变频器应用于矿山提升中，能够提高运行效率，能够提高矿山提升机控制技术水平，保证提升机处于高质量运行状态，为矿山各项工作顺利开展提供机械支持。随着矿山生产不断发展，对于矿山提升机系统的研究还有待进一步深入，积极引入现代技术，通过科学技术改善提升机系统性能，缓解工人工作压力，节约更多生产成本，从而加快矿山企业改革进程。
参考文献：
[1]王端焕.浅谈煤矿机电设备中变频技术的应用[J].中国高新技术企业，2012（09）：55-56.
[2]东横贤，陈定永.变频技术在孔庄煤矿的应用[J].能源技术与管理，2007（01）：23-25.
[3]焦丽.高压变频器矢量控制技术在煤矿提升机的应用分析[J].硅谷，2013，（04）：81-82.