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摘要：论述了变频调速的优异性能完全可以满足矿山提升机传动装置所提出的各种要求，这些要求包括调速特性和特殊的行程控制性能。对于提升机位势负载所要求的四象限运行则选配了DTC控制技术的变频器，它不但可以四象限运行，而且装置的功率因数高，没有特征谐波，虽然变频器本体价格高些，但省去了动态无功补偿和滤波装置的花费，整体装置占用空间也小些。
关键词：4象限运行 DTC控制技术 整流和逆变 无功功率 谐波
Application of Variable Frequency Control in the Mine Incline Hoist
Zhang Ansheng
Abstract: The paper describes the superior performance of variable-frequency control , quite fit for the mine hoist driving system in respect of speed control characteristics and special stroke control property. For the 4-quadrant operation required by hoist position load , DTC frequency converter is selected, as can not only perform 4-quadrant operation , but also offer high power factor without characteristic harmonic in spite of higher cost for the frequency converter .It can save the cost for dynamic reactive compensator and filter, and less space is required for the whole system.
Keywords: 4-quadrant operation DTC control technology rectification and reverse conversion reative power harmonic
1 引言
矿井提升机是有色金属矿山生产过程中的重要设备。提升机的安全、可靠运行，直接关系到企业的生产状况和经济效益。提升机属于往复运动的生产机械。它的运行方式是反复的启动加速—等速—加速—匀速—减速—爬行—停车，是典型的位势负载。在选择提升机的拖动装置时，应满足提升机对电控系统的一些要求。 （科教作文网http://zw.ΝsΕAc.Com编辑整理）
1）满足4象限运行。
2）调速平滑，调速精度高。
3）要设置准确可靠的速度给定装置。
4）设置行程显示和行程控制器。
5）完善的故障监视装置。
6）可靠的闸控装置。
根据提升机对电控系统的要求，提升机的电气传动方案现在大约有：绕线式异步电动机转子回路串金属电阻调速、可控硅直流调速、变频调速。
绕线式异步电动机转子回路串金属电阻调速：普遍采用交流绕线式电动机串金属电阻调速系统，金属电阻的投切用继电器—交流接触器控制。这种控制系统由于调速过程中交流接触器动作频繁，设备运行一段时间后，交流接触器主触头易氧化，引发设备故障。另外，提升机在减速和爬行阶段的速度控制性能较差，经常会造成停车位置不准确。提升机频繁的起动﹑调速和制动，在转子电路上所串的金属电阻将消耗相当大的能量。这种交流绕线式电动机串金属电阻调速系统属于有级调速，调速的平滑性差；低速时机械特性较软，静差率较大；金属电阻上消耗的转差功率大，节能较差；起动过程和调速换挡过程中电流冲击大；中高速运行震动大，安全性较差。
可控硅直流调速：直流电机的调速性能良好，调速方法简便、调速范围宽广平滑。可控硅直流调速在低速时功率因数很低，产生谐波对供电电网有影响。由于可控硅整流电路交流侧电流波形为方块形波形，它由与电源频率相同的基波及5，7，11，13等次的高次偕波电流组成；还由于换相时两相电压的瞬时短路造成交流电压波形的缺口，它使电压具有高频的分量；因此整流电路可以被看成是一个高次谐波电源。高次谐波电流在供电电网上会造成谐波压降，引起电网电压波形的畸变，它将影响供电电网向其它设备的供电。 （转载自中国科教评价网www.nseac.com ）
变频调速：随着变频的控制技术的日益成熟和变频功率元件的加大，变频调速已广泛的应用于工业领域。变频调速节能特点显著，调试方便。
现将变频调速在矿井提升上的应用及其功能、特性、控制方式介绍如下。
2 应用事例
某矿业公司6号盲斜井担负人员提升任务，提升机房位于-50 m水平，斜井倾角29°，服务-154 m，-200 m，-250 m中段。提升设备选用JK2×1.5-30，速比30，最大提升速度2.57 m/s。配套电机YTSZ355M2-8，电机功率200 kW。 电动机额定电压为380 V，电动机额定电流为Ie=395 A，电动机额定转速为735 r/min，频繁正、反向运转。
2.1 系统构成
提升机电控系统分为以下几部分：电源柜、变频器、PLC控制台、操作控制台和各种传感器等几部分组成。系统框图如图1所示。
图1 系统框图
2.1.1 电源柜
电源柜主要通过断路器向变频器、提升电动机供电，同时为PLC控制台、操作控制台提供工作电源。
2.1.2 PLC控制台
本提升机系统采用PLC进行控制，PLC监视运行状况，当系统出现故障时，捕捉到第一故障信号,并在操作台的触摸屏上有醒目的故障显示，提醒维修人员对其进行针对性维护，将维护时间大大缩短，为尽快恢复生产提供了有力保障。
2.1.3 变频器设备的选型
该斜井提升机是单卷筒提升机。它采用货物串车重车上行轻（重）车下行、载人上下行的方式。在下行时电动机处于发电状态。上行时处于电动状态。这种拖动系统要求电动机频繁的正、反转起动，减速制动，而且电动机的转速按一定规律变化。
对于处于发电状态的电动机用变频器驱动可采用2种方式。
1）选用标准的变频器+制动单元+刹车电阻,将再生能量通过电阻发热消耗掉。这种调速方式虽然一次投资较小，但是不能达到良好的节能效果。而且制动单元和制动电阻功率的选择要根据制动容量来选择。制动电阻还要占用本来就很狭小的坑内硐室面积。制动电阻的散热问题较难解决。所以在方案论证时就被否定掉了。
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