時間：2023-05-29 17:34:02
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇變頻技術，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
[關鍵詞]水利工程；自動化；變頻；供水；
中圖分類號：TV 文獻標識碼：A
前言
隨著自動化的快速發展和在各個領域的滲透，使基于自動化技術的水利工程建設和管理發展到了一個新的水平，并展示出了強勁的生命力和應用前景。特別是變頻供水技術的成熟和迅速普及，給水利自動化提出了新的要求。近年來，伴隨著大量供水輸水工程的建設及改造，變頻供水技術在水利工程中的運用越來越廣泛。變頻供水技術的廣泛應用標志著水利行業技術水平隨著時代的發展不斷進步。
二、變頻器簡介
變頻器的英文譯名是VFD（Variable-frequency Drive），是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源的頻率和幅度的方式來控制交流電動機的電力傳動元件。變頻器之所以能實現對電動機的調速功能，主要是變頻器能夠將電源的三相(或單相)交流電，經整流橋整流為直流電(交—直變換)，再把直流電經逆變器變為電壓和頻率可調的三相(或單相)交流電源(直—交變換)。其間電能不發生任何變化，而只有頻率發生改變。三相異步電動機的轉速計算公式為：
式中：n--轉速； f1--供電頻率； s--異步電動機轉差率； p--磁極對數。
由上述公式可知，異步電動機調速的途經有改變磁極對數、改變轉差率和調整供電頻率。
三、變頻與供水關系論述
在供水系統中，流量是最根本的控制對象。由水泵—管道供水原理可知，調節供水流量，原則上有二種方法；一是節流調節，開大供水閥，流量上升；關小供水閥，流量下降。調節流量的第二種方法是調速調節，水泵轉速升高，供水流量增加；轉速下降，流量降低，對于用水流量經常變化的場合（例如生活用水），采用調速調節流量，具有優良的節能效果。變頻器控制水泵，主要是通過變頻器控制水泵的轉速來調節水的流量，在普通泵的基礎上增加了變頻器控制。其工作原理為：風機水泵類負載，電機能耗與轉速的立方成正比，使用變頻控制水泵較使用進、出口閥門調節水泵要更加節能。由于水泵的軸功率與轉速的立方成正比，因此水泵用變頻器來調節轉速能實現壓力或流量的自動控制，同時可獲得大量節能。另外使用變頻器控制還可以減少起動電流和對泵的沖擊，泵停車時還可以通過參數設置來避免泵的水錘效應。
變頻供水技術以其節能、安全、供水高品質等優點，在供水行業得到了廣泛應用。變頻供水系統實現水泵電動機無級調速，依據用水量的變化（實現上為供水管網的壓力變化）自動調節系統的運行參數，在用水量發生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求，是當今先進、合理的節能型供水系統。在實際應用中如何充分利用變頻器內置的各種功能，對合理設計變頻器速供水系統，降低成本、保證產品質量等有著重要意義。
四、變頻供水的安全問題研究
（1）水錘效應的產生與消除
異步電動機在全電壓啟動時，從靜止狀態加速到額定轉速所需要的時間只有0.25s。這意味著在0.25s的時間里，水的流量將從零猛增到額定流量。由于水具有動量和不可壓縮性，因此，在極短時間內流量的巨大變化將引起對管道的壓強過高或過低的沖擊，并產生空化現象。壓力沖擊將使管壁受力而產生噪聲，猶如錘子敲擊管子一樣，故稱為水錘效應。在直接停機時，供水系統的水頭將克服電動機的慣性而使系統急劇地停止。這也同樣會引起壓力沖擊和水錘效應。由此可以看出，產生水錘效應的根本原因，是由于啟動和制動過程中的動態轉矩太大。
水錘效應具有極大的破壞性:壓強過高，將引起管道的破裂，反之，壓強過低又會導致管道的癟塌。此外，水錘效應也可能破壞水泵、閥門和固定件，大大降低供水質量。采用了變頻調速后，可以通過對升速時間的預置來延長啟動過程，使動態轉矩大為減小，在系統停機過程中，同樣可以通過對降速時間的預置來延長停機過程，減小動態轉矩，從而徹底消除水錘效應，大大延長了水泵及管道系統的壽命。
（2）供水電機及電網的保護
由于變頻供水基本上都采用了變頻軟啟動，啟動頻率低，啟動電流小，因此，除了對供水機泵和供水管網有保護作用，還能有效地防止大電流對電機和電網的沖擊，對供水電機和電網有良好的保護作用，供水系統電機直接啟動與變頻啟動的對比表如下表所示。
五、對變頻干擾的處理
凡是安裝有變頻器的測控系統一般都伴隨著電磁干擾的問題。變頻器的干擾問題一般分為變頻器自身干擾；外界設備產生的電磁波對變頻器干擾；變頻器對其它弱電設備干擾3類情況。
變頻器自身就是一個干擾源。變頻器由主回路和控制回路兩大部分組成，變頻器主回路主要由整流電路，逆變電路，控制電路組成，其中整流電路和逆變電路由電力電子器件組成,電力、電子器件具有非線性特性，當變頻器運行時，它要進行快速開關動作，因而產生高次諧波，這樣變頻器輸出波形除基波外還含有大量高次諧波。所以對電源側和輸出側的設備會產生影響。與主回路相比，變頻器的控制回路卻是小能量、弱信號回路，極易遭受其它裝置產生的干擾。
如果變頻器的供電電源受到來自被污染的交流電網的干擾，電網噪聲也會通過電網電源電路干擾變頻器。供電電源對變頻器的干擾主要有過壓、欠壓、瞬時掉電；浪涌、跌落；尖峰電壓脈沖；射頻干擾。其次，共模干擾通過變頻器的控制信號線也會干擾變頻器的正常工作。另外，安裝變頻器的配電柜與動力配電室相距太近的話，如果配電室配電柜有大電流流過，將在電流周圍行成較強磁場，同樣會對變頻器的控制回路造成影響。針對以上情況，一般處理方法是要保證良好的接地，接地線愈短愈好，而且必須接地良好；控制回路線使用屏蔽線，而且屏蔽線遠端屏蔽層懸空近端接地，一定不能雙端接地；根據產品要求合理布線，強電和弱電分離,保持一定距離,避免變頻器動力線與信號線平行布線，應分散布線；增加抗無線干擾濾波器，變頻器輸入和輸出抗干擾濾波器或電抗器；采取防止電磁感應的屏蔽措施，甚至可將變頻器用金屬鐵箱屏蔽起來；適當降低載波頻率；若用通訊功能，RS485通訊線應使用雙絞線。
反過來說，變頻器對電網來說也是非線性負載，它所產生的諧波會對同一電網的其他電子、電氣設備產生諧波干擾。另外，當變頻器輸入或輸出電路與其它設備的電路很近時，變頻器的高次諧波信號可通過感應的方式耦合到其它設備中去。其中電流干擾信號主要以電磁感應方式傳播，電壓干擾信號主要以靜電感應方式傳播。在本系統試運行初期，最為明顯的就是對液位變送，頻率設定及反饋等模擬量4-20mA信號的干擾，數值跳動幅度大，以至于無法正常讀取。對于這種形式的干擾，首先需要判斷擾的對象，是4-20mA供電電源受干擾還是信號線，最好用示波器查看一下信號線波形，可用以下方法降低、避免干擾：4-20mA信號電源用隔離變壓器供電；4-20mA信號線用屏蔽線，與變頻器三相輸入輸出分開布線；在4-20mA信號線上加電容（無極性）接地或加信號濾波電感。
六、結束語
新型的變頻供水方式與過去的水塔或高位水箱以及氣壓供水方式相比，不論在設備的投資，運行的經濟性，還是系統的穩定性和可靠性，自動化程序等方面，都是具有無法比擬的優勢，而且具有顯著的節能效果。變頻供水系統的這些優越性，引起國內幾乎所有供水設備廠家的高度重視，并向著高可靠性、全數字化微機控制、多品種的方向發展。追求高度智能化、系列化、標準化是未來供水設備適應城鎮建設中網絡供水調度和整體規劃要求的必然趨勢。
參考文獻
本次改造主要是根據企業電機系統設施的現狀和存在的問題，針對電廠系統特點，對#3、#4、#5、#6鍋爐引風機、一次風機、二次風機共計12臺（電機總裝機容量3900KW）6KV電機進行變頻節電技術改造，采用高壓變頻調速技術，根據工況需要，控制電機的轉速，來調節風量的變化，以替代落后的擋板調節方式，以減少電能損耗。同時，風量的變化由非線性改善為線性，使得爐膛的燃燒效能控制變得更及時、精確。從而達到節能降耗和提高自動化程度的雙重目的。本次節電技術改造新建一座高壓變頻室、增加變頻調速裝置12臺、DCS控制系統、、通風系統及配電設施。
1.1變頻器選型
近年來已有很多大中型電廠采用變頻技術進行節電技術改造的實例，實踐證明不但節電效果明顯，而且提高系統的安全性，不存在運行風險。此次節電技術改造設備選用原則，變頻技術先進，成熟可靠。選擇雷奇節能科技股份有限公司生產的LOVOL系列高壓智能節電裝置（變頻器），該產品由移相變壓器，功率單元和控制器組成。高壓變頻器采用模塊化設計，互換性好、維修簡單，噪音低，諧波含量小，不會引起電機的轉矩脈動，對電機沒有特殊要求。高壓變頻調速系統的結構圖如下：
1.2電氣改造方案
采用一拖一自動旁路控制，實現變頻/工頻自動切換。旁路柜在節電器進、出線端增加了兩個隔離刀閘，以便在節電器退出而電機運行于旁路時，能安全地進行節電器的故障處理或維護工作。旁路柜主回路主要配置：三個真空接觸器（KM1、KM2、KM3）和兩個高壓隔離開關K1、K2。KM2與KM3實現電氣互鎖，當KM1、KM2閉合，KM3斷開時，電機變頻運行；當KM1、KM2斷開，KM3閉合時，電機工頻運行。另外，KM1閉合時，K1操作手柄被鎖死，不能操作；KM3閉合時，K2操作手柄被鎖死，不能操作。自動旁路控制結構圖如下：
1.3系統控制方案
（1）本地控制：利用系統控制器上的鍵盤、控制柜上的按鈕、電位器旋鈕等就地控制。（2）遠程控制：變頻器與DCS系統連接，進行數據通訊，使運行人員通過DCS系統畫面對變頻器的工作電流，運行狀態及故障信息進行監控，由DCS實現控制。
1.4系統散熱方案
設備自身發熱量較大，運行環境的溫度和濕度會影響設備的穩定性及功率元件的使用壽命，為了使變頻器能長期穩定和可靠地運行，采用室內空調冷卻方式，滿足設備對溫度和濕度的要求。
2變頻改造效果分析
2.1節電效果
節電改造前，鍋爐正常工況下引風機檔板的平均開度在70-80%左右，二次風機在35-45%左右。采用落后的檔板調節控制方式，用電量高居高不下，影響機組的經濟運行質量。本次節電改造于2012年10月安裝調試完畢，經過一段時間的運行測試，以3#鍋爐引風機為例，原工頻電流由平均49.5A下降到變頻后的36-39A，功率因數由0.8左右提高到0.95左右。從12臺改造后的風機運行情況看，完全能夠滿足鍋爐運行工藝的要求（主要是風壓、風量、加減風的速率等）。運行后一年的電表數據表明，經過變頻改造后12臺風機總計節電量為280萬KWh，比擋板調節控制方式節能率達到23%，節能效果十分顯著。并且電機在啟動、運行調節、控制操作等方面都得到極大的改善。
2.2其它效果
（1）采用變頻調速控制后，杜絕“大馬拉小車”現象，既提高了電機效率，又滿足了生產工藝要求；（2）采用變頻調速控制后，由于變頻技術裝置內的直流電抗器能很好的改善功率因數，功率因數由0.8左右提高到0.95以上，提高了有功功率，減少了設備和線路無功損耗；（3）實現了電機的軟啟動，避免了對電網的沖擊，提高了系統的可靠性，延長了設備的使用壽命；（4）減少風機葉片和軸承的磨損，延長大修周期、節省維修費用。風機、管網振動大幅減小，降低了噪聲對環境的影響；（5）變頻器的過載、過壓、過流、欠壓、電源缺相等自動保護功能，使系統的安全可靠性大大提高；（6）由于變頻器具有工頻/變頻自動切換功能，變頻器發生重故障時可在2-3秒內切換到工頻運行，且在變頻調速控制系統檢修維護或故障時，工頻控制系統照樣可以正常運行，滿足風機系統對電機高可靠性運行的要求；（7）實現了高壓變頻裝置與主控室DCS系統連接,DCS系統能夠滿足實時性的要求，經過電廠運行的邏輯實現對變頻器的控制，對各種數據的分析和判斷，這也是電廠提高效率的關鍵環節之一。
3結語
1變頻技術的發展與原理
變頻技術的誕生不僅在很大程度上改變了我們的生活，與此同時在工業生產上更是帶來了巨大的便利。最初是因為調節電流頻率的需要才促使了變頻技術的產生，1960年后，電力電子器件大力發展，從最初的晶閘管到現代的絕緣柵雙極型晶體管控制品閘管，經歷了不斷的更新歷程，大大促進了變頻技術的發展，到了1970后，開始研究（PWM）VVVF調速，這一研究引起了人們的關注。而在變頻技術中PWM模式才是核心，直到20世紀80年代，相關專業人士開始對PWM模式的優化進行研究，這一研究項目引起了人們更多的關注進而得出了更多的優化模式。到了20世紀80年代中后期，一些發達國家將新研究出來的VVVF變頻器投放到了市場，VVVF變頻器憑借其更為優異的服務得到了各廠家的大力推廣。而變頻技術的操作原理指的是在電壓不變的前提下，通過改變交流電頻率的方式，來實現對設備的自動化控制。其中變頻器是通過利用電力半導體器件的通斷作用將頻率無法改變的交流電轉換成了可以改變的交流電，從而實現了變頻調速。
2變頻技術在煤礦機電設備中的應用
2.1變頻技術在采煤機中的應用
采煤機在一定程度上代表了煤礦設備向現代化、機械化發展的里程碑。因此，在煤礦開采中顯得特別重要。由于采礦機大多是在環境惡劣的條件下工作的，所以采礦機是一個比較復雜的系統，因此，提高采煤機的性能便顯得尤其重要。采煤機在采煤工作中占據著主力位置，只要一發生故障就會導致整個采煤環節受到嚴重的影響，使采煤工作難以進行下去，對整個煤礦造成不小損失。由于采煤機的重要位置使得其功能不斷改進，變得越來越強大，但是其出現的故障和問題也變得越來越強大，這也增加了維修難度，一旦采煤機出現問題就會大大降低工作效率。而隨著變頻技術的產生，將其用在采煤機中，成就了采煤機變頻調速系統，隨著該技術的不斷發展，我國的采煤技術有了巨大的發展，變頻器也得到了采煤業的廣泛應用。煤礦企業大膽嘗試，勇于創新，將能量回饋型四象限變頻器運用到了電牽引采煤機的工作中，這一舉措不僅將采煤機的科技含量進一步提高，同時還減少了采煤機的損壞，延長了設備壽命。
2.2變頻技術在風機中的應用
在礦井不同的生產時期，礦井通風設計也不盡相同，甚至還會有巨大的差異。一般在礦井生產中期會重復不斷更換風機來解決通風問題，但這種方式操作起來不僅顯得累贅，并且還經常發生設備故障，增加了不少多余的維修量。與此同時，原來的風機也會被暫時擱置，這樣會產生資源浪費，使設備的利用率大打折扣。但將變頻技術應用到風機中就會解決這種困境，重復的更換任務也無需再進行，操作起來比較方便，不僅提高了設備性能，使風機資源中的浪費現象不斷減少，同時也起到了很好的節能效果。通風問題也輕輕松松地解決了。
2.3變頻技術在礦井提升運輸設備上的應用
2.3.1變頻技術在膠帶輸送機上的應用
作為煤礦煤流運輸系統的主要設備之一的膠帶運輸機，在以工頻進行拖動，液力耦合器進行傳動的方式運行上一般采用交流電動機作為動力裝置，但使用交流電動機會產生傳動效率低、啟動電流大以及機械沖擊大等問題。同時輸送機還存在運送負載重、距離長、傾角大的問題，常常發生帶載或重載啟停的情況，使膠帶斷帶、跑帶等安全生產事故發生的概率大幅度提升。但是將變頻技術運用到膠帶運輸機之后，可以實現設備及系統的軟啟動功能，使設備及系統平穩啟動運行。尤其是在變頻控制的軟啟功能之后，徹底消除了之前存在的安全生產隱患，在根本上解決了這個困難。
2.3．2變頻技術在礦井提升機上的應用
當前，PLC控制系統和高壓變頻調速控制系統是礦井提升機變頻技術的主要應用。在礦井提升機高壓變頻調速控制系統設計中，通過對單元串聯多電平能量回饋型四象限高壓變頻控制系統的應用來增強系統的安全性和抗干擾性，從而使提升全過程中的速度控制、位置控制、保護功能及動態畫面監視等功能變得更加安全可靠，這一措施大大改善了提升機啟動、運行、加速、減速等運行階段的性能，使設備鋼絲繩的機械沖擊得到減少，提升系統的安全水平也得到大大提升。除此之外，還使高壓回路與低壓控制回路之間的通訊變得更加便捷。
2.4變頻技術在泵中的應用
泵以抽送液體為目的，將機械能裝換為液體能量。水泵不但能夠用來進行輸送液體，而且還可以實現液體增壓，因此在礦區給液、給水中發揮著重要作用。在之前的工作運轉中，泵擁有相對較長的空轉時間，在頻繁的起停工作中不僅耗費了大量的電能，并且也使相關的故障經常發生。將變頻技術運用到泵中，可以使設備運行率得到有效提高，設備發生故障的情況大量減少，并且還顯現了良好的節能效果，操作起來也十分容易。由中國礦業大學設計的煤礦井下排水泵站的監控系統在水泵性能提高方面具有極好的效果。其原理是把變頻器應用到水泵中，水泵的起停減速可以得到有效控制，使井下液位達到穩定狀態，減少了泵的空轉時間，起到了顯著的節能效果。
3結束語
【關鍵詞】自動化控制；變頻器；技術改造
1 鍋爐風機電機應用變頻器調速控制
以DHL141.57/150/90AⅡ熱水鍋爐為例，每臺鍋爐配置引風機和鼓風機各六臺，各電機主要技術參數如下：
型號 容量（KW） 電壓（V） 額定電流（A）
引風機 Y280S4 75 380 139.7
鼓風機 Y200L4 30 380 57
在進行變頻器改造以前，各風機在正常情況下的運行數據統計如下：
平均電流 最大電流 最小電流
引風機 142 145 139
鼓風機 59 63 57
首先選擇在1#5#爐的鼓、引風機上進行改造嘗試，并考慮到風機電機功率設計時配置，選擇相匹配功率的變頻器來控制電機，變頻器的型號為ABB ACS51001157A4（引風機）、ZXBP30（鼓風機），電壓等級為380V，通過一段時間的運行測試，引風機工頻電流由原來的平均140（A）下降到現在的平均95―110（A），鼓風機工頻電流由原來的平均57（A）下降到現在的平均30（A）節能效果相當顯著，并且變頻器技術性能完全滿足鍋爐運行工藝的要求（主要是風壓、風量、加減風的速率等），電機在啟動、運行調節、控制操作等方面都得到極大的改善。變頻調速由安裝在鍋爐操作臺上的啟動、停機、轉速調整開關進行遠程控制，并可同DCS系統接口，通過DCS實現變頻器的調速控制，變頻調速裝置還提供報警指示、故障指示、待機狀態、運行狀態、連鎖保護等保護信息以及轉速給定值和風機實際轉速值等必要指示，以便操作人員進行操作控制。
2 補水泵、循環泵電機應用變頻器進行調節控制
以2臺補水泵、4臺循環泵實際應用為例，其電動機的技術參數分別為：
序號 型號 功率 額定電流 流量
補水泵 1#泵 Y180M4 18.5 35.9 25
2#泵 Y180M4 18.5 35.9 25
循環泵 1#泵 Y315M14 132 237 630
2#泵 Y315M14 132 237 630
3#泵 Y315M14 132 237 630
4#泵 Y2315M4 132 240.4 630
正常補水時泵出力太大，緊急補水時一臺泵又不能滿足耗水需要，同時啟動時出力又太大，連續供水補水效率高，效果也好。補水泵改用變頻器調節補水，不僅僅在于考慮它對電機的節能效益，更重要的是從生產設備運行安全角度考慮，變頻器選用富士FRN132P11S―4CX，電壓等級為380V。
為充分利用變頻器，采用1臺變頻器來實現兩臺電機的調速控制；2臺補水泵均可實現變速、定速兩種方式運行，變頻器在同一時間只能作一臺電機的變頻電源，所以每臺電機啟動、停止必須相互閉鎖，用邏輯電路控制，保證可靠切換，出口采用雙投閘刀切換；2臺補水泵工作時，其中一臺由工頻供電作定速運行，另一臺由變頻器供電作變速運行，同一臺電機的變速、定速運行由交流接觸器相互閉鎖，即在變速運行時，定速合不上，如下圖中，1C1與1C2及2C1與2C2不允許同時合上；為確保工藝控制安全、可靠，變頻器及兩臺電機的控制、保護、測量單元全部集中在就地控制柜內，控制調節通過屏蔽信號電纜引接到控制室；
圖1 補水泵電機變頻器接線，虛框內為改造增加部分3 變頻器調速改造中應注意的一些技術問題
鍋爐的安全運行是全隊動力的根本保證，雖然變頻調速裝置是可靠的，但一旦出現問題，必須確保鍋爐安全供熱，所以，必須實現工頻――變頻運行的切換系統（旁路系統），在生產過程中，采用手工切換如能滿足設備運行工藝要求，建議盡量不要選用自動旁路，對一般的小功率電機，采用雙投閘刀方式作為手動、自動切換手段也是比較理想的方法。
對于大慣量負荷的電機（如鍋爐引風機），在變頻改造后，要注意風機可能存在扭曲共振現象，運行中，一旦發生共振，將嚴重損壞風機和拖動電機。所以，必須計算或測量風機――電機連接軸系扭振臨界轉速以及采取相應的技術措施（如設置頻率跳躍功能避開共振點、軟連接及機座加震動吸收橡膠等）。
采用變頻調速控制后，如果變頻器長時間運行在1/2工頻以下，隨著電機轉速的下降，電機散熱能力也下降，同時電機發熱量也隨之減少。所以電機的本身溫度其實是下降的，仍舊能夠正常運行而不至溫度過高。
變頻器不能由輸出口反向送電，在電氣回路設計中必須注意，如在補水泵和循環泵變頻器改造接線圖中，要求1C1與1C2及2C1與2C2不允許同時合上，不僅要求在電氣二次回路中實現電氣的連鎖，同時要求在機械上實現機構互鎖，以確保變頻器的運行安全。
低壓變頻器，由于體積較小，在改造中的安裝地點選擇比較容易些。選擇變頻器室位置，既要考慮離電機設備不能太遠，又要考慮周圍環境對變頻器運行可能造成的影響。變頻器的安裝和運行環境要求較高，為了使變頻器能長期穩定和可靠運行，對安裝變頻器室的室內環境溫度要求最好控制在0-40℃之間，如果溫度超過允許值，應考慮配備相應的空調設備。同時，室內不應有較大灰塵、腐蝕或爆炸性氣體、導電粉塵等。
要保證變頻器柜體和廠房大地的可靠連接，保證人員和設備安全。為防止信號干擾，控制系統最好埋設獨立的接地系統，對接地電阻的要求不大于4Ω。到變頻器的信號線，必須采用屏蔽電纜，屏蔽線的一端要求可靠接地。
隨著電力電子技術的發展，變頻器的各項技術性能也得到拓寬和提高，在熱電行業中，風機水泵類負荷較多，充分應用變頻器進行節能改造已經逐漸被大家所接受。對于目前低壓變頻器，投資較低、效益高，一年左右就可以收回投資而被廣泛應用。隨著目前國產變頻器的迅速發展，使得變頻器的性能價格比大大提高，為利用變頻器進行節能技術改造提供了更加廣闊的前景。
參考文獻：
[1]王占奎.變頻調速應用百例.北京：科學出版社出版，1999.4
[2]吳忠智，吳加林.變頻器應用手冊.北京：機械工業出版社，2002.7
1在煤礦提升機中的有效應用
對于礦井提升機而言，其工作條件通常比較特殊，而且多數情況下是在較為復雜、繁重的運行條件下工作，因此對提升機設備的性能提出了更高的要求。一般而言，提升機在實際工作中要不斷的啟動、關閉，而且調速任務非常的重，因此也就大大提高了機電設備故障問題的發生率，加速了機電設備損害。變頻技術在現代煤礦提升機中的有效應用，不僅可以提高工作效率，而且還可以實現對提升機自身的保護。提升機控制中的變頻技術應用，有效的減少了調速電阻損壞，提升機運行能力也會隨之提高，利用變頻設備的內部軟件可以實現對提升機速度的有效調節，減少提升機故障發生率，從而減少機電設備維修。變頻技術在提升機中的應用，可有效節約電能，實現節能降耗之目的。實踐中可以看到，隨著變頻技術在煤礦提升機中的有效應用與改進，一些新的技術設備不斷出現，比如提升機專用變頻器、風光提升機變頻器等，他們的兼容性非常的好，而且設備性能也得到了非常大改進和，在煤礦機電及生產過程中的應用非常廣泛。
2在煤礦空氣壓縮機上的有效應用
一般而言，煤礦風動機電運行動力基本上都來源于空氣壓縮機，并且通過交流電機來實現，因此電動機會一直處于全速工作狀態下。對于空氣壓縮機而言，通常其采用上下兩點控制模式實現壓力控制，即交流電動機一直處于工頻運行狀，當空壓機氣缸壓力與預設壓力值基本一致時，就會關閉空壓機進氣閥，此時不會再產生壓縮氣體，電動機處于空載狀態下；隨著壓力的不斷下降，接近預設壓力時，空壓機氣閥便隨之打開，產生壓縮空氣，此時電動機處于重載狀。實踐中可以看到，因煤礦實際用氣量與產氣量之間不可能一致，所以就會導致空壓機頻繁加載、卸載，進而對電網、電動機以及空壓機差生不利影響。對于變頻技術而言，其通常具有控制精度高、易操作以及免維護等特性。若普通電動機應用變頻技術來調速，可在其拖動負載過程中無需進行改動，但針對具體的生產工藝要求，應當對轉速輸出適當的調整。變頻器驅動方式，從根本上改變了傳統的空氣壓縮機加載與卸載供氣控制方式，通過調整電機用氣量的大小來實現轉速自動調控，以確保供氣壓力自身的恒定性，這樣電機就可以在低于額定轉速的情況下依然連續的運轉，從而使壓縮機的啟停次數減少。
3變頻技術在皮帶輸送機上的有效應用
對于煤礦機電工程而言，其應用最多的運輸裝置即為皮帶輸送機。傳統模式下，以交流電動機工頻拖動為主，傳動操作過程中需通過液力耦合器來實現，因此表現出啟動電流沖擊大、以及傳動效率低等特點，液力耦合器、皮帶等，會受到非常嚴重的磨損和影響，維修、維護成本會隨之升高。當煤礦皮帶輸送機中應用變頻器軟啟動設備和技術以后，皮帶輸送機系統可實現有效的軟啟動，減少皮帶啟動過程中產生的張力，進而減少皮帶損傷。同時。還可以將運輸速度按照輸送量的大小進行實時的調整，以實現節約能源之目標。隨著變頻器的不斷完善，其具有過流、過壓、過載以及短路和欠壓等方面的保護功能，可對接皮帶輸送機綜合保護設備，比如瓦斯、煤位、跑偏、打滑、煙霧以及急停和縱向撕裂等方面的保護，從而使各項安全保護性能可以得到有效的實現。尤其是下運式皮帶輸送技術的應用，可以實現發電制動的電網回饋，節能效果更佳。
4結束語
近年來，隨著變頻技術的不斷成熟和廣泛應用，其節能效果日漸凸顯，而且其調速性能也非常的穩定。本文主要分析了變頻技術的基本原理，并在基礎上就其在煤礦機電工程建設中的應用實踐進行了分析，以期為變頻技術的應用和推廣，提供一些參考。
作者：王大雷 單位：開灤（集團）有限責任公司林南倉礦業分公司
礦產開發時不注重開發方法，造成資源浪費嚴重威脅企業利益。我國雖然是資源大國，有著充足的礦產資源，但礦產資源的不可再生性要求企業在進行礦產開發時必須重視開發方法，減少資源浪費。近年來，我國礦產開發的強度越來越大，礦產開發作為土地資源利用的主要途徑之一，對我經濟發展有深遠影響。但很多礦產企業人只要求進度，不重視開發水平。在利益的驅逐下，企業強化資源開發，礦產資源開發有很大的漏洞，很多礦產頻發資源浪費的現象，損害企業效益，因此企業應提高礦產開發的質量，確保資源合理開發，提高企業效益［1］。
二、變頻技術的應用
(一)變頻技術的具體方法
科學家在實踐中總結，變頻技術有利于充分利用資源，與傳統的技術相比，變頻技術在實踐中取得重大效果，不但有效減少資源的浪費，而且利于我國科學研究。變頻技術在人們日常生活中非常常見，變頻技術廣泛應用于電力行業、機械行業和其他多個行業。在生產中，變頻技術有顯著的節能效果，因此受到各個業界的廣泛應用。變頻技術在礦產開發的過程中，節能效果更為顯著。在礦產開發過程中良好利用變頻技術，利于資源合理開發，從而為資源的可持續利用做出貢獻。
(二)變頻技術應用的必要性
我國礦產資源在世界排名居先，但人口壓力過大，人均礦產資源占有量排名落后，因此只有合理的礦產資源才能適應我國國情。近年來，礦產資源過度開采，致使礦產資源的總量飛速減少［2］。我國經濟飛速發展，使用礦產資源的公司日益加大，企業間的競爭激烈，對礦產資源的開發力度加大，但企業在開發過程中忽視資源的合理開發，造成資源浪費。變頻技術能實現節能，在礦產資源開發過程中使用變頻技術，從而實現對礦產資源有效節約。變頻技術還可以降低礦產開采時造成的污染，這不但為我國環保事業做出貢獻，更利于企業可持續發展。
(三)變頻技術的使用意義
礦產資源在開發過程中的資源浪費是最嚴重的開采問題之一，資源浪費影響礦業發展，對能源可持續利用和企業發展造成嚴重危害，威脅國民經濟發展，礦產資源開采主要問題是資源浪費，通過變頻技術降低礦產開發時造成的礦產資源浪費，保證開發生產的順利進行，提高了礦業生產效率，促進國民經濟增長，合理的礦業開發也有效提高開發質量，避免資源浪費。我國作為人口大國，資源的合理利用非常關鍵。人是推動社會發展的核心，在生產和生活中只有提高人的主觀能動性，才能為企業帶來利潤?？茖W的變頻技術增強員工對礦產資源開發的熱情，員工對工作的內容有認同感，提高員工工作積極性，有效提高生產力。礦產資源的是我國經濟發展命脈，只有良好合理的礦產開發才能推動經濟發展［3］。
三、結論
【關鍵詞】電梯變頻器；電動機
隨著科學技術的發展和計算機技術的廣泛應用，人們對電梯的安全性、可靠性的要求越來越高?，F在主流的電梯設計大致可分為繩索式電梯和液壓式電梯兩大類別。無論是哪一類電梯，基本上都是采用變頻器進行調速控制的，并且為了滿足系統控制質量及運行效率的要求，均采用PLC與變頻器結合的最佳控制方法。同時，變頻調速還使用了先進的SPWM技術，具有優異的調速性能和起制動性能，可以達到高效和節能的效果，因此得到廣泛的應用。
1.變頻調速電梯電路原理
1.1變頻器的工作原理
把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作變頻器，主要是利用變頻器中電力半導體器件的通斷作用來實現這一目的。現在使用的變頻器主要采用交—直—交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源，然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、再次整流（直流變交流）、制動單元、驅動單元、檢測單元和微處理單元等組成。
1.2 整流與回饋電路
整流回饋電路能夠將交流電網的電能變換為直流（整流），并在需要的時候進行逆變運行回饋能量。變頻器在驅動某些負載時，可能會出現需要將能量從負載中抽出的情況，能量回饋就是設法將上述機械能量轉化為電能回送電網，從而節能。在能量回饋過程中，電動機相當于處于發電狀態，原來的逆變裝置現在則處于整流狀態，而原來的整流裝置卻被控制處于逆變狀態，從而完成將電動機的機械動能回饋電網。因為主電路所用器件是IGBT或IPM模塊，根據系統運行狀態，既可作為整流器使用，又可作為有源逆變器使用。
1.3 變頻調速的控制方式
為滿足電梯的控制要求，變頻調速系統通過與電動機同軸連接的旋轉編碼器，來完成對速度的檢測及反饋，實現了閉環控制?？刂葡到y主要由計算機或PLC組成，主要用于發出電氣系統所需的各項指令，包括運行速度、電流以及位置控制等，同時產生PWM控制信號，并具有自診斷功能。PLC用于完成系統的邏輯控制，負責處理各種信號的邏輯關系，從而向變頻器發出起、停等信號。同時，變頻器也通過電流互感器、電位器等檢測元件，檢測變頻輸出電流、直流回路電壓、電網同步信號等參數，并反饋給PLC，形成雙向聯絡關系。
2.變頻器的選用原則
由于變頻的過載能力沒有電機過載能力強，一旦電機過載，首先燒毀變頻器，因此變頻器的選用型號應根據使用要求仔細考慮。最基本的原則是變頻器的額定輸出功率和電流選擇必須等于或大于被驅動電機的額定功率和電流。除此之外，還應考慮使用環境、電網電壓等。環境溫度應保持較低，除設置完善的通風冷卻系統以保證變頻器正常運行外，在選用上增大一個容量等級，以免變頻器過熱。
3.變頻器的參數設置
變頻器參數設置前，首先檢查主回路及控制回路接線有沒有錯誤，避免造成變頻器損壞，檢查變頻器輸出線UVW與電機的UVW一一對應，確認無誤后開始變頻器的參數設置。
首先將變頻器初始化，再根據所選用的變頻器參數設定表依次設定參數，主要有額定電壓、額定電流、基本頻率、加速時間、減速時間等。設置電機的基本參數：最高轉速、基本轉速、極數、額定電壓及額定電流，電機的參數可根據電機銘牌設置進變頻器，也可以通過變頻器自學習功能直接學習進變頻器，自學習時電機必須為空載狀態。
4.電梯變頻器軟件的功能需求
電梯變頻器軟件系統采用遞階層次結構，即某一層只能被其上層調用，而每一層中的大模塊組是平行的，同一層模塊之間無耦合關系，從而實現軟件功能的并行擴展。設計軟件模塊的基本準則是模塊間盡可能無耦合關系。電梯變頻器軟件是實時多任務軟件，基于DSP的硬件中斷機制，通過中斷優先級別的判斷實現實時多任務調度與管理。這種方法的好處是能精確確定每個任務的執行時間，這對任務實時性必須精確到微秒級的電機控制軟件是絕對必要的。
5.電梯工作過程
簡單理解電梯的工作原理：它是將動力電能，通過變頻裝置向驅動裝置供電，由驅動裝置拖動曳引裝置，再通過曳引裝置上懸掛的鋼絲繩拉動井道內轎廂做上下運行工作。整個電梯系統是由很多的電氣裝置、機械裝置整合后實現的。電梯停候在某層時，當另一層按下外召喚時，指令通過井內電線傳輸到控制柜的主控制板，它收到信號瞬間再次觸動控制板內的程序，執行響應的指令，分別輸出至外呼燈亮及驅動裝置，最后電機帶動變速箱轉動，通過鋼絲繩與曳引輪的摩擦力帶動轎廂運行。每層都有一個平層裝置來采集電梯所處位置，當電梯快到目的層時，控制板通過程序來控制驅動裝置，使電梯減速到目的層平層開門，實現外召指令。電梯運行過程中通過控制變頻器的輸出來控制電動機的轉速，從而精確控制電梯的加減速，以達到乘坐舒適的目的。
6.電動機工作狀態
對于使用交流異步電動機或永磁同步電動機作為驅動主機的電梯，其調速方式為變極調速、調壓調速、變頻調速等。無論采用哪種調速方式，電梯在起動加速和穩速時都工作于電動或再生狀態。滿載上行或輕載下行分別工作于正轉和反轉電動狀態，電機從電網吸收電能轉化為動能；滿載下行或輕載上行分別工作于反轉和正轉再生狀態，這時可以將電機的機械能通過變頻器反饋回電網，實現節能的目的，或消耗于制動元件上。
7.結語
實踐證明，PLC與變頻器在電梯節能控制系統中的應用，通過合理的設備選型、參數設置和軟件設計，有效的提高了電梯運行的可靠性和舒適感，并節約了電能。
參考文獻：
【關鍵詞】高壓變頻技術 除塵風機 節能
1．概述。鋼鐵廠以其資源密集、能耗密集、生產規模大、物流吞吐量大等特點，長期以來一直被認為是煙塵排放量大、廢棄物多、污染大的企業。而電爐煉鋼是鋼鐵廠造成煙塵污染的主要來源之一。
電爐主要是通過用廢鋼、鐵合金和部分渣料進行配料冶煉，然后熔制出碳鋼或不銹鋼鋼水供連鑄用。電爐煉鋼時產生的有害物污染主要體現在電爐加料、冶煉、出鋼三個階段。吹氧過程的煙氣量最大，含塵濃度和煙氣溫度高。因此，電爐除塵系統按照吹氧時期的最大煙塵排量進行設計。在系統最大風量需求的基礎上增加1.1－1.3倍的安全閾度進行除塵風機選型設計。整個煉鋼過程中吹氧時期占30－35%，此時風機處于較高負荷運行，而其余時間則處于較低運行工況。很顯然，除塵系統的利用率很低且系統效率差。
長期以來，不論電爐處于哪一個運行階段，產生的粉塵大小均使除塵風機全速運行，采用入口擋板開度調節，效率低、功率大，造成大量的電能浪費。隨著市場競爭的不斷深化，節能降耗提高生產效率成為企業發展提高競爭力的有效手段之一。
而在九十年代開始廣泛應用的高壓大功率變頻調速技術則正是適應了市場的需求，在技術和應用領域上得到不斷的進步和拓展?，F在，已廣泛應用于電力、石油化工、礦山、冶金、給排水、機車牽引等領域。
某煉鋼廠正是在這種狀況下，對電爐除塵系統進行高壓變頻技術改造研究的。電爐在冶煉過程中的粉塵主要通過爐頂煙道經沉降室沉積，水冷壁冷卻后經除塵系統過濾排放；同時利用集塵罩將現場生產車間的粉塵和廢氣及時排走，以免危及電爐周邊工作人員的安全，污染環境。除塵風機是將煙氣吸收排放的主要設備。
2．系統技術方案研究。某煉鋼廠#8電爐為擴容的70t ABB交流電爐。除塵器系統采用TFMC布袋式除塵器，設計過濾面積11985m2，最大除塵風量450000m3/h。
#8電爐的煉鋼周期為70－85分鐘，其中裝料6－10%，送電熔化25－30%，吹氧30－35%，還原期15－20%，沖渣出鋼6－8%。在不同的生產工藝階段，電爐產生的煙氣量和煙氣溫度不同，且差異較大。加料過程中，主要是裝料時廢鋼及渣料產生的揚塵，需要的除塵風量不大，要求粉塵不擴散，不污染電爐周邊工作環境為標準。送電過程中是原料送電拉弧加熱，引發可燃廢棄物燃燒產生廢氣。此時，電爐需要將爐料加熱至熔化狀態，要求煙塵能夠及時排出，又不能過多地帶走爐體熱量以保證煉鋼周期。而在吹氧期間，不僅要求除塵系統能夠及時迅速地將廢氣和粉塵排走，又必須保證爐體有合適的吹煉溫度，確保終點溫度。因此，對除塵系統要求較高。進入還原期，吹氧告一段落，粉塵度再一次降低。在沖渣出鋼時，主要排放物是沖渣產生的水蒸汽和少量廢氣。
通過對冶煉工藝的分析，電爐在煉鋼過程的不同階段對除塵風量大小的要求有明顯的不同，以吹氧冶煉為最大，加料除塵為最低。鑒于電爐除塵系統中除塵風機的運行方式和設備特點，對除塵風機的控制制定如下方案。
不同工藝階段的煙氣溫度有明顯差異，因此溫度的高低直接反映了電爐的運行工況。系統并沒有采用檢測電爐工作中粉塵濃度的方式來直接控制除塵風量，而是采集煙道溫度作為系統調節的基本參量，通過非線性函數關系推導出不同運行工況下的除塵風量參與系統控制。從工程角度講，溫度變送器可以在惡劣的工業場合應用，抗干擾能力強、工作穩定性好、控制精度高、安全可靠、免維護且價格便宜。而粉塵濃度檢測裝置具有價格昂貴、穩定性差、故障率高、維護量大、現場檢測點數據采集很難具有廣泛代表性等缺點。基于上述原因，選用除塵煙道的煙氣溫度作為現場過程量。同時，以吹氧量和冷風門開度作為除塵風量的修整參量，從而提高系統響應速度，改善控制品質，達到良好的除塵效果，實現除塵風量自動控制、降低運行人員勞動強度、提高系統效率，達到最佳的節電效果。
為了保證系統的可靠性，另外增加了除塵風量手動控制回路，對除塵風量的控制采用分段調速的方式，由爐前操作臺控制變頻運行的頻率點，從而實現不同運行工況下的風量調節。
實踐證明：系統在設計了兩套控制方案后大大提高了系統的實用性和可操作性，很好地滿足了現場生產要求。同時，在改善現場工作環境、提高產品質量、降低噸鋼能耗方面起到了積極作用。
3．系統特點。變頻調速技術在電爐除塵系統中應用后，主要體現了以下幾個特點：
①除塵設備功耗隨電爐煉鋼生產工藝變負荷運行，提高了系統效率，實現了除塵系統的最佳工況運行，取得顯著的節能效果。
②大大有效降低了除塵系統負荷率，延長了除塵器、除塵風機、除塵電機、煙道等設備的使用壽命。
③對降低爐內熱量損失、合理控制過程溫度、確保終點溫度起到一定的作用。
④對除塵系統進行變頻改造，有助于改善爐內吹煉工況，縮短煉鋼時間，提高鋼產量，改善出鋼品質。
⑤降低補爐期間的能耗和爐襯散熱損失。
4．節能分析。為了對除塵系統變頻改造后的效果進行評價，在系統投入正常運行一個月后對設備實際使用和節電情況進行了測定和數據分析。
隨機抽取一個正常生產日，將系統切換至變頻運行系統采用擋板控制調節風量。采用網側有功電度表進行耗電量計量，見表1。然后，連續采集變頻運行的7個正常生產日用電量進行變頻運行工況下的單耗計算，以期變頻運行的數據更接近真實運行工況，具體數據采樣值見表1。
通過對上表原始數據的處理，可以得出：除塵系統在變頻改造后較改造前，噸鋼除塵電耗降低了17.390kW•h。設備節電率高達58.63%，節能效果顯著。
5．結論。通過對某煉鋼廠#8電爐除塵系統變頻改造前后的技術分析，可以看出：在電爐除塵系統中應用高壓變頻調速技術不僅對有效改善現場生產狀況、提高鋼產量、降低噸耗有著重要的意義，而且每年可節約230萬元左右的電費開支。在電爐除塵系統中應用高壓變頻調速技術是完全正確的。
參考文獻
1 邱紹岐、祝桂華編著.電爐煉鋼原理與工藝.北京:冶金工業出版社,1996
論文摘要：在通用變頻器、異步電動機和機械負載所組成的變頻調速傳統系統中，當電動機所傳動的位能負載下放時，電動機將可能處于再生發電制動狀態；或當電動機從高速到低速（含停車）減速時，頻率可以突減，但因電機的機械慣性，電機可能處于再生發電狀態，傳動系統中所儲存的機械能經電動機轉換成電能，通過逆變器的六個續流二極管回送到變頻器的直流回路中。此時的逆變器處于整流狀態。這時，如果變頻器中沒采取消耗能量的措施，這部分能量將導致中間回路的儲能電容器的電壓上升。如果當制動過快或機械負載為提升機類時，這部分能量就可能對變頻器帶來損壞。
一、引言
在通用變頻器、異步電動機和機械負載所組成的變頻調速傳統系統中，當電動機所傳動的位能負載下放時，電動機將可能處于再生發電制動狀態；或當電動機從高速到低速（含停車）減速時，頻率可以突減，但因電機的機械慣性，電機可能處于再生發電狀態，傳動系統中所儲存的機械能經電動機轉換成電能，通過逆變器的六個續流二極管回送到變頻器的直流回路中。此時的逆變器處于整流狀態。這時，如果變頻器中沒采取消耗能量的措施，這部分能量將導致中間回路的儲能電容器的電壓上升。如果當制動過快或機械負載為提升機類時，這部分能量就可能對變頻器帶來損壞，所以這部分能量我們就應該考慮考慮了。
在通用變頻器中，對再生能量最常用的處理方式有兩種：(1)、耗散到直流回路中人為設置的與電容器并聯的“制動電阻”中，稱之為動力制動狀態；(2)、使之回饋到電網，則稱之為回饋制動狀態（又稱再生制動狀態）。還有一種制動方式，即直流制動，可以用于要求準確停車的情況或起動前制動電機由于外界因素引起的不規則旋轉。
在書籍、刊物上有許多專家談論過有關變頻器制動方面的設計與應用，尤其是近些時間有過許多關于“能量回饋制動”方面的文章。今天，筆者提供一種新型的制動方法，它具有“回饋制動”的四象限運轉、運行效率高等優點，也具有“能耗制動”對電網無污染、可靠性高等好處。
二、 能耗制動
利用設置在直流回路中的制動電阻吸收電機的再生電能的方式稱為能耗制動。
其優點是構造簡單；對電網無污染（與回饋制動作比較），成本低廉；缺點是運行效率低，特別是在頻繁制動時將要消耗大量的能量且制動電阻的容量將增大。
一般在通用變頻器中，小功率變頻器（22kW以下）內置有了剎車單元，只需外加剎車電阻。大功率變頻器（22kW以上）就需外置剎車單元、剎車電阻了。
三、 回饋制動
實現能量回饋制動就要求電壓同頻同相控制、回饋電流控制等條件。它是采用有源逆變技術，將再生電能逆變為與電網同頻率同相位的交流電回送電網，從而實現制動?；仞佒苿拥膬烖c是能四象限運行，如圖3所示，電能回饋提高了系統的效率。其缺點是：(1)、只有在不易發生故障的穩定電網電壓下（電網電壓波動不大于10%），才可以采用這種回饋制動方式。因為在發電制動運行時，電網電壓故障時間大于2ms，則可能發生換相失敗，損壞器件。(2)、在回饋時，對電網有諧波污染。(3)、控制復雜，成本較高。
四、新型制動方式（電容反饋制動）
1、主回路原理
整流部分采用普通的不可控整流橋進行整流，濾波回路采用通用的電解電容，延時回路采用接觸器或可控硅都行。充電、反饋回路由功率模塊IGBT、充電、反饋電抗器L及大電解電容C（容量約零點幾法，可根據變頻器所在的工況系統決定）組成。逆變部分由功率模塊IGBT組成。保護回路，由IGBT、功率電阻組成。
(1) 電動機發電運行狀態
CPU對輸入的交流電壓和直流回路電壓νd的實時監控，決定向VT1是否發出充電信號，一旦νd比輸入交流電壓所對應的直流電壓值（如380VAC—530VDC）高到一定值時，CPU關斷VT3，通過對VT1的脈沖導通實現對電解電容C的充電過程。此時的電抗器L與電解電容C分壓，從而確保電解電容C工作在安全范圍內。當電解電容C上的電壓快到危險值（比如說370V），而系統仍處于發電狀態，電能不斷通過逆變部分回送到直流回路中時，安全回路發揮作用，實現能耗制動（電阻制動），控制VT3的關斷與開通，從而實現電阻R消耗多余的能量，一般這種情況是不會出現的。
(2) 電動機電動運行狀態
當CPU發現系統不再充電時，則對VT3進行脈沖導通，使得在電抗器L上行成了一個瞬時左正右負的電壓（如圖標識），再加上電解電容C上的電壓就能實現從電容到直流回路的能量反饋過程。CPU通過對電解電容C上的電壓和直流回路的電壓的檢測，控制VT3的開關頻率以及占空比，從而控制反饋電流，確保直流回路電壓νd不出現過高。
2、系統難點
(1)電抗器的選取
（a）、我們考慮到工況的特殊性，假設系統出現某種故障，導致電機所載的位能負載自由加速下落，這時電機處于一種發電運行狀態， 再生能量通過六個續流二極管回送至直流回路，致使νd升高，很快使變頻器處于充電狀態，這時的電流會很大。所以所選取電抗器線徑要大到能通過此時的電流。
（b）、在反饋回路中，為了使電解電容在下次充電前把盡可能多的電能釋放出來，選取普通的鐵芯（硅鋼片）是不能達到目的的，最好選用鐵氧體材料制成的鐵芯，再看看上述考慮的電流值如此大，可見這個鐵芯有多大，素不知市面上有無這么大的鐵氧體鐵芯，即使有，其價格也肯定不會很低。所以筆者建議充電、反饋回路各采用一個電抗器。
(2)控制上的難點
（a）、變頻器的直流回路中，電壓νd一般都高于500VDC，而電解電容C的耐壓才400VDC，可見這種充電過程的控制就不像能量制動（電阻制動）的控制方式了。其在電抗器上所產生的瞬時電壓降為，電解電容C的瞬時充電電壓為νc=νd-νL，為了確保電解電容工作在安全范圍內（≤400V），就得有效的控制電抗器上的電壓降νL，而電壓降νL又取決于電感量和電流的瞬時變化率。
（b）、在反饋過程中，還得防止電解電容C所放的電能通過電抗器造成直流回路電壓過高，以致系統出現過壓保護。
3、主要應用場合及應用實例
正是由于變頻器的這種新型制動方式（電容反饋制動）所具有的優越性，近些來，不少用戶結合其設備的特點，紛紛提出了要配備這種系統。由于技術上有一定的難度，國外還不知有無此制動方式？國內目前只有山東風光電子公司由以前采用回饋制動方式的變頻器（仍有2臺在正常運行中）改用了這種電容反饋制動方式的新型礦用提升機系列。
隨著變頻器應用領域的拓寬，這個應用技術將大有發展前途，具體來講，主要用在礦井中的吊籠（載人或裝料）、斜井礦車（單筒或雙筒）、起重機械等行業?？傊枰芰炕仞佈b置的場合都可選用。
論文摘要：在通用變頻器、異步電動機和機械負載所組成的變頻調速傳統系統中，當電動機所傳動的位能負載下放時，電動機將可能處于再生發電制動狀態；或當電動機從高速到低速（含停車）減速時，頻率可以突減，但因電機的機械慣性，電機可能處于再生發電狀態，傳動系統中所儲存的機械能經電動機轉換成電能，通過逆變器的六個續流二極管回送到變頻器的直流回路中。此時的逆變器處于整流狀態。這時，如果變頻器中沒采取消耗能量的措施，這部分能量將導致中間回路的儲能電容器的電壓上升。如果當制動過快或機械負載為提升機類時，這部分能量就可能對變頻器帶來損壞。
一、引言
在通用變頻器、異步電動機和機械負載所組成的變頻調速傳統系統中，當電動機所傳動的位能負載下放時，電動機將可能處于再生發電制動狀態；或當電動機從高速到低速（含停車）減速時，頻率可以突減，但因電機的機械慣性，電機可能處于再生發電狀態，傳動系統中所儲存的機械能經電動機轉換成電能，通過逆變器的六個續流二極管回送到變頻器的直流回路中。此時的逆變器處于整流狀態。這時，如果變頻器中沒采取消耗能量的措施，這部分能量將導致中間回路的儲能電容器的電壓上升。如果當制動過快或機械負載為提升機類時，這部分能量就可能對變頻器帶來損壞，所以這部分能量我們就應該考慮考慮了。
在通用變頻器中，對再生能量最常用的處理方式有兩種：(1)、耗散到直流回路中人為設置的與電容器并聯的“制動電阻”中，稱之為動力制動狀態；(2)、使之回饋到電網，則稱之為回饋制動狀態（又稱再生制動狀態）。還有一種制動方式，即直流制動，可以用于要求準確停車的情況或起動前制動電機由于外界因素引起的不規則旋轉。
在書籍、刊物上有許多專家談論過有關變頻器制動方面的設計與應用，尤其是近些時間有過許多關于“能量回饋制動”方面的文章。今天，筆者提供一種新型的制動方法，它具有“回饋制動”的四象限運轉、運行效率高等優點，也具有“能耗制動”對電網無污染、可靠性高等好處。
二、能耗制動
利用設置在直流回路中的制動電阻吸收電機的再生電能的方式稱為能耗制動。
其優點是構造簡單；對電網無污染（與回饋制動作比較），成本低廉；缺點是運行效率低，特別是在頻繁制動時將要消耗大量的能量且制動電阻的容量將增大。
一般在通用變頻器中，小功率變頻器（22kW以下）內置有了剎車單元，只需外加剎車電阻。大功率變頻器（22kW以上）就需外置剎車單元、剎車電阻了。
三、回饋制動
實現能量回饋制動就要求電壓同頻同相控制、回饋電流控制等條件。它是采用有源逆變技術，將再生電能逆變為與電網同頻率同相位的交流電回送電網，從而實現制動?；仞佒苿拥膬烖c是能四象限運行,如圖3所示，電能回饋提高了系統的效率。其缺點是：(1)、只有在不易發生故障的穩定電網電壓下（電網電壓波動不大于10%），才可以采用這種回饋制動方式。因為在發電制動運行時，電網電壓故障時間大于2ms，則可能發生換相失敗，損壞器件。(2)、在回饋時，對電網有諧波污染。(3)、控制復雜，成本較高。四、新型制動方式（電容反饋制動）
1、主回路原理
整流部分采用普通的不可控整流橋進行整流，濾波回路采用通用的電解電容，延時回路采用接觸器或可控硅都行。充電、反饋回路由功率模塊IGBT、充電、反饋電抗器L及大電解電容C（容量約零點幾法，可根據變頻器所在的工況系統決定）組成。逆變部分由功率模塊IGBT組成。保護回路，由IGBT、功率電阻組成。
(1)電動機發電運行狀態
CPU對輸入的交流電壓和直流回路電壓νd的實時監控，決定向VT1是否發出充電信號，一旦νd比輸入交流電壓所對應的直流電壓值（如380VAC—530VDC）高到一定值時，CPU關斷VT3，通過對VT1的脈沖導通實現對電解電容C的充電過程。此時的電抗器L與電解電容C分壓，從而確保電解電容C工作在安全范圍內。當電解電容C上的電壓快到危險值（比如說370V），而系統仍處于發電狀態，電能不斷通過逆變部分回送到直流回路中時，安全回路發揮作用，實現能耗制動（電阻制動），控制VT3的關斷與開通，從而實現電阻R消耗多余的能量，一般這種情況是不會出現的。
(2)電動機電動運行狀態
當CPU發現系統不再充電時，則對VT3進行脈沖導通，使得在電抗器L上行成了一個瞬時左正右負的電壓（如圖標識），再加上電解電容C上的電壓就能實現從電容到直流回路的能量反饋過程。CPU通過對電解電容C上的電壓和直流回路的電壓的檢測，控制VT3的開關頻率以及占空比,從而控制反饋電流，確保直流回路電壓νd不出現過高。
2、系統難點
(1)電抗器的選取
（a）、我們考慮到工況的特殊性，假設系統出現某種故障，導致電機所載的位能負載自由加速下落，這時電機處于一種發電運行狀態，再生能量通過六個續流二極管回送至直流回路，致使νd升高，很快使變頻器處于充電狀態，這時的電流會很大。所以所選取電抗器線徑要大到能通過此時的電流。
（b）、在反饋回路中，為了使電解電容在下次充電前把盡可能多的電能釋放出來，選取普通的鐵芯（硅鋼片）是不能達到目的的，最好選用鐵氧體材料制成的鐵芯，再看看上述考慮的電流值如此大，可見這個鐵芯有多大，素不知市面上有無這么大的鐵氧體鐵芯，即使有，其價格也肯定不會很低。所以筆者建議充電、反饋回路各采用一個電抗器。
(2)控制上的難點
（a）、變頻器的直流回路中，電壓νd一般都高于500VDC，而電解電容C的耐壓才400VDC，可見這種充電過程的控制就不像能量制動（電阻制動）的控制方式了。其在電抗器上所產生的瞬時電壓降為，電解電容C的瞬時充電電壓為νc=νd-νL，為了確保電解電容工作在安全范圍內（≤400V），就得有效的控制電抗器上的電壓降νL，而電壓降νL又取決于電感量和電流的瞬時變化率。
（b）、在反饋過程中，還得防止電解電容C所放的電能通過電抗器造成直流回路電壓過高，以致系統出現過壓保護。
3、主要應用場合及應用實例
正是由于變頻器的這種新型制動方式（電容反饋制動）所具有的優越性，近些來，不少用戶結合其設備的特點，紛紛提出了要配備這種系統。由于技術上有一定的難度，國外還不知有無此制動方式？國內目前只有山東風光電子公司由以前采用回饋制動方式的變頻器（仍有2臺在正常運行中）改用了這種電容反饋制動方式的新型礦用提升機系列。
隨著變頻器應用領域的拓寬，這個應用技術將大有發展前途，具體來講，主要用在礦井中的吊籠（載人或裝料）、斜井礦車（單筒或雙筒）、起重機械等行業。總之需要能量回饋裝置的場合都可選用。
關鍵詞 變頻壓縮機 變頻調速系統 技術現狀
1 引言
由于傳統的制冷系統采用定速壓縮機，因此人們對制冷系統及壓縮機的研究重點一直是在名義工況和額定轉速下穩態工作時的效率和其它工作特性上。傳統的制冷系統采用定轉速壓縮機，實行開關控制，利用壓縮機上附帶的鼠籠式電動機驅動壓縮機，從而調節蒸發溫度。這種控制方式使蒸發溫度波動較大，容易影響被冷卻環境的溫度。壓縮機電機在工作過程中要不斷克服轉子從靜止到額定轉速變化過程中所產生的巨大轉動慣量，尤其是帶著負荷啟動時，啟動力矩要高出運行力矩許多倍，其結果不僅要額外耗費電能，而且會加劇壓縮機運動部件的磨損。另外這種運行方式在啟動過程中還會產生較大的振動、噪聲以及沖擊電流，引起電源電壓的波動，因此應采用變頻壓縮機替代定轉速壓縮機，從而避免這種頻繁的起停過程。
而變頻調速技術主要由以下4個方面的關鍵技術組成：逆變器，微控制器，PWM波的生成以及變頻壓縮機的電機選擇。
2 三種變頻壓縮機的研究狀況
針對變頻壓縮機的研究，是從往復活塞機開始的，但由于其往復運動的特點，影響到變頻特性的發揮；從而轉到滾動轉子式壓縮機、渦旋壓縮機等回轉式壓縮機上來，大大提高了壓縮機的性能。總體說來，實驗研究居多，而理論分析較少。
2.1 往復式活塞壓縮機
日本東芝公司在1980年開發了往復式變頻壓縮機，又在1981年開發了轉子式變頻壓縮機，文獻[1]給出這兩種機器的制冷量和總效率隨頻率變化的實驗數據，從中可以看出往復式在頻率為25~75Hz時，效率高；而轉子式在30~90Hz時，效率高。并且兩種機型均存在效率最高頻率。在大于此頻率時效率緩慢降低，小于此頻率時，效率則下降很快。另外，Scalabrin測量一臺可變速的開啟式往復壓縮機在不同轉速下的制冷量和輸入功率，他指出這臺壓縮機的容積效率在轉速為1000rpm時最高，而等熵效率和制冷系數隨轉速的降低而增高[2]。Krueger討論了BPM電機及變頻器的設計，對轉速在2000~5000rpm的冰箱和往復式壓縮機進行了實驗研究，得到壓縮機的轉速為3000~5000rpm時制冷系數最高；而文獻[3]則給出了其對冰箱用往復式壓縮機的性能試驗和模擬計算結果，在其研究的轉速范圍內2000~4000rpm，制冷系數隨轉速的增加而降低。還有學者對往復式變頻壓縮機的熱力性能進行了仿真研究，計算了壓縮機內各部位的換熱量和壓力損失。
2.2 滾動轉子式壓縮機
在1984年，日本東芝公司的Sakurai和美國普渡大學的Hamilton建立了簡單的滾動轉子式壓縮機的摩擦損失模型[4]，并選取不同的邊界摩擦系數和制冷劑在油中的溶解度計算了不同的轉速下的摩擦功耗。其結果與實驗值相比較，偏差較大。文獻[5]敘述了日立公司1983年批量生產的變頻轉子壓縮機在結構和材料上的改進。文獻[6]研究了單缸和雙缸轉子壓縮機的轉速波動，討論了電流頻率減小時，壓縮機性能降低的原因。文獻[7]采用低密度和鋁合金制作的滑片和轉子以降低高轉速時滑睡瑟轉子間的接觸力和轉子軸承承載。文獻[8]簡單分析了適當降低滑片的質量和厚度可以提高變頻轉子壓縮機的效率，并給出了氣缸、轉子和滑處的溫度及應力分布的有限元分析結果。Liu和Soedel分析了變頻轉子壓縮機的吸氣和排氣氣流脈動[9，10]和吸氣管氣缸間的傳熱及壓縮機的溫度分布[11]，討論了影響變頻轉子壓縮機容積效率和氣缸壓縮過程效率的因素，給出了他們用計算機模擬計算出的在不同轉速下的容積效率和壓縮過程效率，從實驗數據和文獻[1]的實驗可以看出，其計算的容積效率隨轉速的增大而很快的增大。
2.3 渦旋式壓縮機
渦旋式壓縮機的原理早在1886年意大利的專利文獻[12]論及到了，1905年法國工程師Creux正式提出渦旋式壓縮機原理及結構，并申請美國專利[13]。渦旋式壓縮機是一種新型的容積式壓縮機，具有結構緊湊、效率高、可靠性強、噪聲低等特點，尤其是用于變頻控制運行。但由于沒有數控加工技術和缺乏對軸向力平衡問題的妥善解決方法，因而長期未能完成其實用化。進入70年代，美國A.D.L公司完成富有成效的研究，首先解決了渦旋盤端部磨損補償的密封技術。并在此基礎上與瑞士合作開發了多種工質的渦旋式壓縮機樣機。渦旋式壓縮機的真正規模生產始于日本。1981年日本三電（SANDEN）公司開始生產用于汽車空調的渦旋式壓縮機，1983年日立公司開始生產2~5Hp用于房間空調的渦旋式壓縮機。此外，在美國，自Copeland公司1987年建立渦旋式壓縮機生產線推出其產品后，Carrier、Trane、Tecumseh等公司也分別設廠生產高質量的渦旋式壓縮機。而變頻渦旋壓縮機已應用于柜式空調器上，節能效果明顯，制冷系數提高20%左右，成為目前渦旋壓縮機的一個研究熱點。
3 變頻調速技術的發展及現狀
變頻調速技術適應于節能降耗和舒適性的要求，目前已應用于新一代的空調器上，在90年代初進入國內空調市場，其核心是：逆變器、微控制器、PWM波的生成和變頻壓縮機的電機。
3.1 逆變器
變頻空調的核心部件是變頻器，其主要電路采用交-直-交電壓型方式。交-直過程一般采用單相二級管不可控直接整流，直-交過程一般采用6管三相逆變器，另有一個輔助電源，一個逆變器控制器和相應的驅動電路。
早期的變頻器采用分立元件構成，整流器采用單相倍壓整流電路，逆變器由6只分立的功率晶體管（GTR）構成。這種電路復雜，可靠性差。目前大部分廠家采用的逆變橋由6個絕緣柵極晶體管（IGBT）組成，其綜合了MOSFET和GTR的優點，開關頻率高、驅動功率小。隨著智能功率模塊（IPM）技術的發展應用，IPM正在逐步取代普通IGBT模塊。由于IPM內部既有IGBT的棚極驅動和保護邏輯，又有過流、過（欠）壓、短路和過熱探測以及保護電路，提高了變頻器的可靠性和可維護性。另外，IPM的體積與普通IGBT模塊不相上下，價格也比較接近，因此目前應用較為廣泛。比較成功的產品如：日本三菱電機公司所生產的PM20CSJ060型以及日本新電元公司生產的TM系列IPM模塊等。
功率因素校正（PFC）環節和逆變橋集成是新一代的空調器逆變電源技術。PFC技術的應用不但可以極大改善電網的工作環境，減少輸電線的損耗，而且在變頻工作時可以減小輸入端電感和輸出端電容器，減小模塊體積。因此PFC環節和IPM逆變橋集成一體化是家用空調器發展的必然。
3.2 微控制器
微電子技術的發展使變頻調速的實現手段發生了根本的變化，從早期的模擬控制技術發展數字控制技術。目前國外一些跨國公司的微控制器產品占據著主要的市場，如：Motorola公司的MC68HC08MP16、Intel公司的80C196MC、三菱公司的M37705等。這些公司的產品性能價格比較高、功能強大，如帶有A/D轉換器、PWM波形發生器、LED/LCD驅動等，且一般都有OTP產品以及功耗低可長期穩定的工作。微控制器目前主要由單片機向DSP（信號處理器）過渡。以目前應用比較廣泛的TI公司的TMS320C240為例，其具有：50Ns的指令周期，544字的RAM，16K的EEPROM，12個PWM通道，三個16位計數器，兩個10位A/D轉換，WATCHDOG，串行通訊口，串行外圍接口等，采用DSP，可使控制電路簡單，而且控制功能強大。
3.3 PWM波的生成
在家用空調器中，目前國內大部分廠家采用常規的SPWM方法，在國外，在部分廠家以采用磁通跟蹤型SPWM生成方法，該方法以不同的開關模式在電機中產生的實際磁通去逼近定子磁鏈的給定軌跡—理想磁通圓，即用空間電壓矢量的方法決定逆變器的開關狀態，以形成PWM波形，該方法電壓利用率高，低頻諧波轉矩小，頻率變化范圍寬、運行穩定，具有比較好的控制性能。近期出現的PAM控制（Pulse Amplitude Modulation）不采用載波頻率進行整流，而直接改變電壓，減少了整流所需的能耗，提高了變頻器的工作效率，滿足了節電和降低高次諧波的要求，使供暖能力得到提高。
3.4 變頻壓縮機的電機
變頻壓縮機電機主要分為交流異步電動機和直流無刷電動機兩種。目前國內一些大的壓縮機生產廠家如：萬寶、松下、上海日立、東芝萬家樂等已有能力生產變頻壓縮機（包括交流機和直流機），交流電動機成本低，制造工藝簡單，但其節能效果較差。直流無刷電機拖動由無刷電機本身，轉子位置傳感器和電子換向開關組成。轉子磁極為永磁體，電樞繞組采用自控式換流，定子旋轉磁場與轉子磁極同步旋轉，通常采用按轉子磁場定向的定子電流矢量變換控制，既有普通直流電機良好的調速性能和啟動性能，又從根本上消除了換向火花、無線電干擾的弊端，具有壽命長、可靠性高和噪聲低，控制方便等優點。以1998年三菱電機公司開發的適用于空調壓縮機的節能高效直流無刷電機為例，其具有：轉子上安裝了8塊V字型永久磁體。磁體為埋入式，轉子不會在不銹鋼外殼中因渦流因而產生損耗；采用了新的壓縮機電機驅動方式，效率比普通的無刷電機高，但是這種壓縮機電機的價格較高。
關鍵詞：變頻技術；煤礦機電設備；實際應用；探索
中圖分類號：TD63 文獻標識碼：A 文章編號：2095-0802-(2016)06-0161-02
引言
煤炭行業的發展證明中國整體經濟實力不斷提高，相關技術與設備朝節能、高效、安全、經濟等方向發展。以往煤礦生產環境較差，大功率設備非常多，影響工作效率，而且，設備損耗較高，與當下“建設環境友好型社會、實現綠色環保、節能減排”理念不符。變頻技術無論在日常的生活中，還是在煤炭行業的發展中均發揮了重要作用，它的應用理應得到重視并進一步開發。
1變頻技術相關理論
變頻技術對于人們的生活來講是一種提高，極大地改變了人們的生活品質，不僅如此，變頻技術在工業領域更是起到了不可替代的作用，為其發展帶來極大的便利。變頻技術的產生主要是由于當時需要對電流頻率進行調節，在20世紀60年代之后，電子器件得到發展，由晶閘管到絕緣柵雙極型晶體管控制品閘管，這對變頻技術的發展起到了促進作用。一直到70年代—80年代變頻技術發展成為以PWM-VVVF調速模式為核心，并對此模式進行優化與研究，使得變頻技術得到了完善[1]。變頻技術的操作是在電壓保持不變的基礎上，改變交流電頻頻率，從而實現設備自動化操作。在整個操作過程中，變頻器主要是利用電力半導體自身的通斷作用，將原有的無法改變頻率的交流電改變為可以變化的交流電，繼而形成變頻調速。變頻器主要包含的元器件是鍵盤、電源板、主板、電機、電容器等[2]。變頻器運行的技術原理見圖1～圖2。在傳統的電氣設備中，如果電流頻率無法改變，那么運轉時的轉速也就無法改變，會縮短設備壽命，浪費大量能源。變頻技術恰恰可以解決此類問題，改變設備運轉速度，調節設備，保證運行的技術性與效率性。
2變頻技術在煤礦機電設備中的應用
在煤礦生產工程中，變頻技術的主要優勢在于：a)調速。能對提升機的運行進行調速，保證機器運行穩定性，減少設備的受損情況；b)節能。變頻技術可以調節風機、壓縮機等設備流量，減少電能流失，從而起到節能效果；c)變頻技術讓生產更為標準，縮小機電設備的體積等。變頻技術在煤礦機電設備中的具體應用在于以下幾方面：a)在采煤機中應用變頻技術。采煤機是礦井采煤的重要設備，其工作環境非常惡劣，主要特點就是粉塵四起、濕度較高、空間較小等。一旦采煤機發生故障直接會導致采煤工作“滯留”，產生經濟損失。變頻技術為采煤機的運行提供了變頻調速的可能，從原始的“一拖二”轉變成為“一拖一”，讓能量回饋型四象限變頻器成為應用的主角。這樣不僅提高了采煤的科技性，更能減少機械設備的損耗，延長使用壽命，讓整體操作趨于簡便、安全、可靠[3]；b)在膠帶輸送機中應用變頻技術。膠帶輸送機本身具有高壓、高功的特點，它的存在就是保證煤炭運輸正常進行。在傳統運輸當中，很多膠帶運輸機都會處在空載、輕載等環境中，這樣直接會造成資源浪費，啟動時配合液力耦合器，導致啟動電流過大，極易造成電機失控事故的發生。而且大電流還會對機械設備的內部造成沖擊，瞬間提升設備溫度，造成設備過熱損耗[4]。變頻技術的應用（四象限變頻調速技術）直接保護輸送機，保證電流輸送穩定，這樣可以有效防止失控現象的出現，提高運行效率，實現節能、安全等運行目標；c)在通風機中應用變頻技術。通風機無法隨機變頻一直都是煤礦設備運行的困擾之一，變頻技術的出現直接解決了此問題，降低了其工作強度，不僅減少了設備的損耗與故障維修率，更重要的是減少了電網設備的破壞，讓通風機更趨于正?；\轉。以忻州窯礦的通風機為例，該風機的型號為BDK40-6-No17，該礦對此風機進行變頻改造。改造前，總風量為2970m3/min，輸入功率154kW。經過測量，礦井在生產時只需要2100m3/min，使用風門進行調節可以將其調整到為2100m3/min，但是從實際角度出發，風門可節約15%能源，電機的輸入功率高達132kW，每年所使用的電費為57.4×104元（理論值）。改造后，為在滿足需求的基礎上實現節能，該煤礦決定使用200kW的變頻調速器進行調節。經測試，變頻輸出的頻率大約為39Hz，輸入電壓約為400V，只要電流在輸入時達到110A就能讓風量達到2100m3/min。這個時候電機的功率大約為75kW，其數值大幅度下降，計算后得出每年消耗的電費約為32.8×104元，總體節約24.5×104元，即節約了43%的電能；d)在提升機中應用變頻技術。由于提升機運行時的環境較為復雜，要求每一個參與生產的提升設備都要保持良好的性能，這樣才能滿足生產要求。提升機一般會高頻率、高反復啟動，相關的調速任務非常多，久而久之導致提升機故障率較高，壽命較短。變頻技術的應用可以滿足其運行要求，同時也可保護提升機本身。經過變頻之后的提升機，可以減少在調速過程中電阻的損耗，而且位于減速器下方時，其電動機也會運行，將電能消耗情況傳遞給電網[5]。變頻技術是提升設備性能的最佳方式，其內部軟件可以幫助設備完成調速工作，降低故障率，實現節能化。目前，“風光提升機變頻器”是最新的應用產品，它具有兼容性、安全性、經濟性等特點，深受中國煤礦生產企業的歡迎；e)在水泵中應用變頻技術。水泵的作用在于輸送液體，在煤礦設備中還有一項功能是液體增壓。在之前的運行中，水泵空轉時間較長，在不斷啟用、停用過程中不僅耗能大，而且事故頻繁。變頻技術的應用讓水泵轉數有所下降，延長使用壽命的同時降低維修頻率與維修費用。同時，變頻器的使用還能減少電網沖擊，當水泵出口閥處于全開狀態時直接消除之前由于閥門節流產生的巨大的噪音，這也是對工作環境的一種改善。總體來看，變頻技術確實可以提高其運行效率，減少事故的發生。中國礦業大學曾設計井下排水泵站監控系統，這有效地增強了水泵性能。其原理在于利用變頻器控制水泵啟停減速，保證井下液位穩定、不變，繼而減少水泵的空轉時間，這樣既提高了其安全性，又實現節能的目標。通過對水泵進行變頻改造，經過改造后的水泵，其功率由原先的260kW降至190kW，電流由開始的400A降至310A，頻率從50Hz降至40Hz，以上數據充分證明其變頻改造可以減少功率損耗。經過一段時間的測算之后，礦井每月平均可節約27%的電能，效果非常顯著。
3結語
變頻技術在煤炭領域的應用越發廣泛，具有非常大的潛力。在提倡節能環保的現在，煤炭行業要實現綠色發展，獲得長足進步，就必須靈活應用變頻技術，提高機電設備的應用效率，為企業與社會提供更優質的服務，提高中國整體的效益水平。
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