高压提升机变频器在煤矿副井上的应用
变频器在煤矿提升机控制系统中的应用
变频器在煤矿提升机控制系统中的应用摘要：矿井提升机是煤矿运送人员、设备和原煤的运输设备，其运行的安全性和效率一直是企业发展的核心要求。
随着开采量的上升，20世纪80年代投运的矿井提升设备在防护性、故障率和可维护性等方面逐渐暴露出很多问题，已经不能满足当前企业的发展要求，因此许多煤矿都开始进行技术改造，将技术先进的变频器和PLC等应用于矿井提升机控制系统中，以提高矿井提升机的安全性和运行效率。
本文对变频器在煤矿提升机控制系统中的应用进行探讨。
关键词：PLC；变频器；提升机1提升机控制系统要求1.1以四象限运行为主以电机的转速为纵轴，以电机的转矩为横轴建立直角坐标系，以此划分的四个象限可用来描述电机的工作状态。
电机的运行有单象限运行和四象限运行两种，单象限运行的电机只能正向或反向电动。
由提升机的工作特性可知，其驱动电机须满足电机的四象限运行要求，即正向电动、回馈发电制动、反接制动和反向电动四种运行状态。
1.2速度加减准确作为人员上下井的交通工具，提升机的速度控制需要考虑乘客的舒适性，另一方面，激烈的加速和减速会在电机电枢中产生很大的冲击电流，因此，需要根据提升机在井筒中的位置，控制提升机的运行速度，准确加减速是提升机控制系统的核心要求。
1.3行程指示精准提升机司机在操作时，需要观察提升机的运行位置，因此系统中需要配置一个能够显示容器位置的装置，采用圆盘式指深器可显示当前提升机的准确位置。
1.4故障监测功能健全煤矿提升机是煤炭和人员上下的主要通道，如果出现故障，必然影响企业的生产，如果有人员困在提升机内，甚至可能发生人身伤害，因此系统中必须配置健全的故障监测功能，对提升机可能产生的各类故障进行预警，方便检修人员确定故障位置，缩短故障停工时间。
1.5可调闸制动可靠在提升机出现不可预知的故障后，制动系统是实现安全停车的最后防线。
可调闸的制动工作模式有工作制动和安全制动两种，工作制动是司机操作停车制动，安全制动指的是当发生故障后，系统自动调闸制动。
高压变频器在矿井提升机中的应用
高压变频器在矿井提升机中的应用摘要：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。
关键字：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。
浅析高压变频器在副井提升机上的应用
浅析高压变频器在副井提升机上的应用【摘要】高压变频调速是用高压交流变频器直接驱动鼠龙式异步电动机，具有结构简单，调速特性好，调速精度高，响应速度快，可以准确制动和精确定位，节能效果明显，是矿井提升的首选方案。
【关键词】高压；变频器；煤矿；提升；节能1.引言早期煤矿提升机电气系统大部分采用转子串电阻调速方式，但其技术相对落后，能耗过大，结构复杂，故障率高；也有用直流调速的，直流调速性能较好，但由于直流电机结构复杂，功率范围受到一定限制，运行维护费用高昂；变频调速作为一种新型的调速方式，是用交流变频器直接驱动鼠龙式异步电动机（或将转子短接的线绕式交流电机），结构简单，运行可靠、调速精度高、动态响应快，还要求可以精确定位，因此已作为矿井提升的首选方案。
萍乡矿业集团青山煤矿副井提升系统，提升高度为367m、提升速度为5.5m/s、供电电压为6KV，提升电机为线绕式三相异步电动机，采用转子串电阻调速，电机功率为475KW，定子电压为6kV、定子电流为56.9 A、额定转速为741r/min。
此系统在2011年已经改造，改为高压变频器驱动电动机，于2011年12月完成，已运行两年，性能稳定，节能效果非常明显。
2.改造前后两种调速系统的比较2.1青山煤矿原调速系统简介萍乡矿业集团青山煤矿副井提升系统原采用绕线式异步电动机，转子串电阻调速。
这种调速方式控制复杂，调速电阻、接触器、绕线电机电刷等容易损坏；而且这种调速方式速度控制性能不好，不能精确定位；提升机启动和制动频繁使得在这种调速方式产生相当大的损耗；调速电阻分级切换，实现的是有级调速，设备运行不稳定，引起机械冲击及电气冲击。
所以设备的故障率高，严重影响生产效率。
2.2高压变频系统简介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。
浅谈变频器在矿井提升机改造中的应用
浅谈变频器在矿井提升机改造中的应用摘要：矿井提升机是煤矿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。
关键词：矿井提升机改进1.常用提升机概况矿井提升机是煤矿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。
一般煤矿井下采煤，采好的煤通过斜井用提升机将煤车拖到地面上来。
煤车厢与火车的运货车厢类似，只不过高度和体积小一些，在井口有一绞车提升机。
由电机经减速器带动卷筒旋转，钢丝绳在卷筒上缠绕数周，其两端分别挂上一列煤车车厢在电机的驱动下将装满煤的一列车从斜井拖上来。
同时把一列空车从斜井放下去，空车起着平衡负载的作用，任何时候总有一列重车上行不会出现空行程。
电机总是处于电动状态这种拖动系统要求电机频繁的正、反转起动，减速制动。
而且电机的转速一定规律变化，斜井提升机的动力由绕线式电机提供采用转子串电阻调速2.提升机系统中的弊端目前，大多数中、小型矿井采用斜井绞车提升，传统斜井提升机普遍采用交流绕线式电机串电阻调速系统。
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，设备运行的时间较长，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。
在转子外电路所串电阻的上产生相当大的功耗，这种交流绕线式电机串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，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。
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变频器在矿井提升机中的应用
变频器在矿井提升机中的应用变频技术具有启动平稳、调速功能好、节能降耗的特点，在矿井提升机中广泛被应用。
本文主要就变频器在矿井提升机中的应用进行分析，同时对选择变频器应注意的事项进行探讨。
标签：变频器;矿井提升机;应用一、提升机电控系统现状提升机电控系统主要分为交流和直流2种。
交流提升机电控系统主要有3种形式：（1）串电阻调速电控系统，由绕线电机+串电阻调速+PLC安全工艺控制组成;（2）高压变频调速系统，由具有能量回馈特性的四象限高压变频调速装置+相关电器组成;（3）基于晶闸管交交变频调速系统，适用于大功率、低速控制场合。
全数字直流调速系统以微处理器为核心，由数字调节单元、晶闸管变流器、电抗器、变流变压器和直流快速开关等组成。
变频技术的出现，在很大程度上冲击着直流调速，但由于全数字直流调速系统的出现，提高了直流调速系统的精度和可靠性，直流调速系统仍将处于十分重要的地位。
矿井提升机即可正向和反向提升，又可正向和反向下放，因此提升机对电控系统有较高要求。
目前国内广泛使用的交流PLC提升机电控系统设计思路基本参照TKD系统，硬件减速开关安装在牌坊式深度指示器上，井筒开关设置及系统行程校正方式不合理。
交流提升机控制系统无法真实反映游动滚筒所带容器实际位置，在打离合、对绳等特殊作业时，需要检修工、司机谨慎操作。
目前，在矿井提升机领域应用较多的是异步电动机交-直-交变频和大惯量低速同步电动机的交-交变频两大类。
与直流电动机相比，这2类具有维护量小、结构简单、使用方便、价格低廉等优点。
二、变频技术的特点（1）启动平稳由于矿井下作业的特点，大部分作业设备都位于井下，这就对煤矿供电系统提出了更高的要求。
但大部分煤矿的供电系统在长期的运行过程中都有很多不足的地方，这些不足的地方将直接影响到设备在启动时的电压瞬间下降，电流突增，这种情况将直接影响到井下作业设备的运行，甚至烧毁部分设备，为井下事故的发生埋下了不安全隐患。
变频技术在煤矿提升机中的应用
变频技术在煤矿提升机中的应用摘要：煤矿提升机作为一种长时间处在复杂环境的机电设施，其稳定性至关重要。
尤其是提升机拖动装置，其必须要在调速、启动以及停止等各种操作进程中，保证控制系统的状态稳定。
为实现上述目标，全面保证煤矿井下各个系统的稳定性、安全性以及节能性，通过引入变频技术，能够有效替代传统控制系统中的调速电阻设施，最大程度控制提升机控制系统调速运行进程中产生的热损耗。
由此可知，将变频技术应用于煤矿提升机具有十分重要的现实意义，值得深入研究。
关键词：变频技术；煤矿提升机；调速控制；效果引言传统意义上，在煤矿提升机的运行过程当中，使用流调速系统下的转子串电阻调速方案存在大量的不足与缺陷，而变频技术则在节能、运行可靠以及提高循环次数方面效果显著。
1变频调速技术简介及其工作特点1.1变频调速技术简介。
通过改变工作频率间接调速的技术，我们称之为变频调速技术。
为了符合传动转速转矩的硬性要求，保证系统在动静态都能稳定工作，还需要许多外围控制电路。
降低变频器对其他设备的影响和拓展变频器多领域的应用是如今变频器的研究的方向之一。
总的来说，变频调速技术综合电力电子、电气控制理论、传动自动化和微机控制等多项前沿技术。
根据目前市场发展趋势判断，变频调速技术已经成为调速领域的主体，并有逐步扩大市场的趋势。
1.2变频调速优于其他技术的表现。
（1）启动平稳。
实际矿井设备都是工作在极端恶劣的环境下，这就需要电气设备有着更加强大的性能。
绝大多数的煤矿电力系统由于使用时间长，电路老化，系统性能降低。
当传统大功率设备启动时，瞬时的电流激增会导致这些本不堪负重的线路危机重重，在影响其他设备工作的同时有可能由于电流过大而烧毁部分线路，给矿井带来灾难性的后果。
而使用变频技术的设备启动时，不影响其他外围设备的工作，不会产生电压电流的剧烈变化，也减轻了线路的负荷。
（2）调速性能佳。
变频器是根据被控电机负荷的变化和实际工作环境的改变来调整电机的转速，这种工作模式能够保证电机工作的连贯性和稳定性。
变频器在煤矿提升系统中应用
浅谈变频器在煤矿提升系统中的应用摘要：变频器再煤矿的提升系统中作为特殊的低频电源，在输出频率保持不变的状况下，根据外部控制的信号要求以及实际运行过程中的速度实现对输出电压的控制，从而也建立了煤矿提升机高压电机的稳定机制，构建了稳定的煤矿的提升系统。
关键字：变频器；煤矿；提升系统；应用一、概述煤矿提升系统中的优异的制动性能可使提升机建立稳定安全有效的运行模式，从而也在一定程度上避免了机械设备的严重磨损，防止造成较大的机械设备的冲击，减少机械设备的维修次数，提升机械设备的使用长度。
随着煤矿提升系统的自动化程度的提高，煤矿提升系统中的交流高压电机制动的要求也着提高。
传统煤矿的提升系统大多采用动力机制或是低频发电机制进行制动，动力制动的提升方式智能解决相应设备的制动问题，不能较好解决提升系统中的爬行问题，低频发电机制虽能较好解决制动和爬行问题，但整个低频发电机制制动系统的控制较为复杂，所使用的设备也较多，给煤矿提升系统的维修和检测带来了一定的不便。
普通的变频器也可用与输出较低的频率，但普通变频器主要针对低压电机，由此输出的频率与输出电眼之间存在一定的比例关系。
那么在普通变频器在煤矿提升系统中的运用过程中，在变频器的开始运行中，变频器的输出电压过高、制动力矩过大，造成电机发电机反馈的变频器的电量过大，若变频器的制动电阻选择不合适，那么也将对普通变频器造成过压的现象，长期使用普通变频器将容易导致直流桥的电容直接烧毁，同时提升系统运作时，为兼顾制动系统的运行，提升时电机的力矩将维持较低的运行频率。
根据煤矿提升系统的切实需要，应通过对低频发电机系统的运行进行改造，从而实现在提升系统的运行过程中，在系统的制动和爬行提升的阶段，变频器输出的频率时稳定的，并且能通过计算机软件改造过后的变频器提升系统根据设定的制动曲线和实际运行中的速度，实现对变频器的输出电压进行控制，从而构建了有效的煤矿提升系统。
该低频提升系统能在低频爬行提升过程在好哦功能输出较高的电压，并且能实现脚踏、验绳等多种功能，从而建立了适宜而有效的煤炭提升系统。
高压变频器在煤矿提升机上的应用
高压变频器在煤矿提升机上的应用摘要:田陈煤矿副井提升机负责全矿的人员和物料的提升，原电控系统采用的是交流提升机电控系统，采用串电阻调速方式，故障率高，耗电量大，且对工作人员的工作环境产生不利的影响。
田陈煤矿通过对副井绞车电控系统改造，使绞车的电控系统使用高压变频装置，绞车拥有转速启动功能，实现电机在旋转中再启动，且有充足的过载能力，工作可靠、安全，低速爬行平稳，转速精度高，加速曲线直、不抖动，减速能量回馈，较好的节电效果。
Application of High V oltage FrequencyConverter in the auxiliary shaft hoistAbstract: Tian Chen coal mine auxiliary shaft hoist is responsible for all personnel and materials to enhance the original electronic control system uses AC hoist control system, using the series resistance speed control mode, failure rate, power consumption, and work staff adversely affect the environment. Tian Chen through the auxiliary shaft mine winch electric control system, so that the winch system uses high frequency electronic control gear, winches have speed start function, the motor in the rotation and then start, and there is plenty of overload, reliable, safe, slow speed steady speed, high precision, acceleration curve straight, do not shake, slow energy feedback, better energy-saving effect.关键词:变频器；变频调速；提升机Keywords:frequencyconverter;speedgoverningwithfrequencyconversion;hoist前言矿井提升机是在繁重而又复杂的条件下进行工作的设备，因此要求提升机的拖动装置能适应频繁启动、停止、调速及换相，并能实现重载启动。
浅析矢量控制高压变频器在矿井提升系统中的应用
浅析矢量控制高压变频器在矿井提升系统中的应用摘要：通过对淮北矿业集团公司某矿副井提升机矢量控制高压变频器的调试分析，简要总结矢量控制VC系统的参数调整原理及方法。
关键词：变频技术矢量控制高压变频器提升机电流转速双闭环一、前言随着矢量控制高压变频器在矿井提升机领域的广泛应用，已经越来越得到广大技术人员的认可。
然而，其所涉及到的空间矢量变换理论较为复杂，参数设置多，运行调整难度大。
通过对煤矿提升机变频改造的调试总结，整理了一下高压变频器参数设置的原理及意义。
二、设备概述某矿提升机由洛阳矿山机械厂生产，型号JKM2.8×4,主电机为TR800-12/1430,功率为800kW,提升方式为立井双勾，人物混合提升，所配电控系统为焦作华飞公司安装的JTDK-ZN型交流提升控制系统，延续采用了传统交流异步电机转子串十级电阻调速模式。
在2010年，在原有电控基础上，增加了一套高压变频器控制系统，采用北京合康亿盛公司的HIVERT-Y（T）VF系列矢量控制带能量回馈高压变频器。
原工频与新安装的变频调速系统共用司机台及PLC 控制核心，高压部分两路供电，一路工频，一路变频。
正常使用时为变频系统，工频系统做为备用。
改造使用的高压变频器系北京合康亿盛公司的HIVERT-Y（T）VF系列矢量控制带能量回馈高压变频器，型号为HIVERT-YVF 06/130，容量1250KV A，适配功率为1000kw。
采用的主要技术有:功率单元串联叠波、有速度传感器的矢量控制、有源逆变能量回馈、速度和输出电流双闭环控制等。
三、设备原理为了研究VC系统的工作原理，我们需要看下有关矢量控制变频器的理论依据。
1、矢量控制矢量控制的基本思想是:仿照直流电动机的调速特点，使异步电动机的转速也能通过控制两个互相垂直的直流磁场来进行调节。
基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。
变频器技术在煤矿提升和运输系统中的应用及节能
一
、
引 言
变频器在我矿主井皮带运输、井下皮带运 输 、主 通风 、副 井提 升 、矸 石 提升 、井 下斜 坡 轨道提升等系统的设备中已得到应用 ， 变频调 速技术的应用， 不仅提高了矿井的自动化程度、 提升了设备的效率、延长了设备使用寿命、减 少了设备维修量、减轻了工人的劳动程度 ，同 时还改善了电网的供电质量 、节约了电能。 二 、变频器的构造和基本原理 （ 一 ）变频 器 的构造 变频器 由主电路和控制 电路两大 部分组
级 调速 。 三 、变频 器的应 用 （ 一 ）皮带输 送 机运输 系统
ｐ
图１ 、变 频器 主电路示 意 图 主 电路 由整 流 器 、平波 电路 、逆 变器 、 制 动 回路组 成 。 整流器：变频器一般使用的是二级管整流 器 ，它与 三相 交流 电源 相接 ，把 工频 电源变 换 为直 流 电源 。 平 波 电路 ：为了抑 制 电压波 动可 采用 电感 和 电容 吸收脉 动 电压 （ 电 流 ），一 般采用 电容 滤波 平波 电路 。 逆变器：逆变器同整流器相反 。是将直流 变换 为所 要求 的可 变压 变频 的交 流 。逆 变控 制 电路以所确定的时间控制 ６个开关器件导通、 关断就可 以在输出端得到三相变压变频交流输
出。
东三 ２ － １ 煤上 山强力皮带机，电控系统采 用 了 ４台型 号为 Ｂ Ｐ Ｊ 一 ２ ０ ０ ／ ６ ６ ０矿 用隔爆 兼本安 型交流变频器。额定电压 ６ ６ ０ Ｖ， 频率可调范围 为５ —４ ０ ０ Ｈ Ｚ ，控 制 电动机 功率为 ２ ０ ０ Ｋ Ｗ。 主斜 井强 力皮 带机 、电控 系统 采用 了 ３台 由Ａ Ｂ Ｂ公 司生 产 的型号 为 Ａ Ｃ Ｓ Ｓ ０ ０型变 频器 ， ㈣９ Ⅲ ㈣Ⅲ 额定电压为 ６ ０ Ｖ，额定容量为 ５ ０ ０ Ｋ Ｗ，控制 电动机功 率 为 ４ ８ ５ Ｋ Ｗ。 （ 二 ）提升 绞车运 输 系统 东 三进 风行人 下 山轨道 和西 ２ － ３煤 轨道运
PLC、变频技术在煤矿副井提升机上的应用
压 及 各 种 故 障 与 运 行 状 态 进 行 显示 ， 还 应 具 有 故 障记 忆 功 能
及提升机速度 、电流 趋势图显示功能。测速 装置采用两套轴
编 码 器 ，之 间相 互监 控 。
动力矩小 ，机械特性 比较软 ，带负载能力差 ，无法实现恒转 矩提升 。
（ １ ）电机转子 回路采用 交流接触器切换串接 电阻进行调
在正常情况下 ，提升机可 以实现变频节能运行 。当变频器 出 现故障停机时， 可以通过系统切换柜和智能操作台切换开关配 合操作，实现提升机的工频运行，对变频柜进行检修等工作 。 ２ ． １智能操作台的构成
智能操 作台的构成包括 Ｐ Ｌ Ｃ控制系统 、 显示系统 。Ｐ Ｌ Ｃ 控制 系统选 用西 门子 Ｓ ７ — ２ ０ ０系列双 Ｐ Ｌ Ｃ控制 ，控制核心应 包含两套 Ｐ Ｌ Ｃ系统和两套测速装置 。其中一套 Ｐ Ｌ Ｃ系统及测 速装置用来完成提升机的主控功能， 另一套用来完成提升机的 监控功能。两套 Ｐ Ｌ Ｃ系统通过实时数据交换 ，完成相互监控 。 两套 Ｐ Ｌ Ｃ 的开关量输入端 口不少于 ３ ８个 （ 含 １ ０ ％的备用点
数） 。开关量输出端 口应根据矿用操作 台显示方式 的不同分别
加 以规定 ，但 不应少于 ２ ０个 。模拟量输入通道数不少于 ５路 （ 含１ 路备用） ， 模拟量输 出通道数不少于 ５路 （ 含１ 路备用 ） 。
留有通讯和上位机接 口。具有 Ｌ Ｉ Ｐ Ｓ不间断 电源为控制回路供
（ ４ ）原系统保护较为单调 ，运行 时完全依 靠操 作司机手 上 的工作 闸控 制工作 闸电流进行控制提 升速 度 ， 这就要求司 机高度集 中注意力 。然而 ，操作 司机 因劳动强度大而容易疲 劳 ，稍有 不慎则可能 出现安全事 故。
阳煤三矿裕公井副井提升机变频调速控制技术的应用
器的安装需要 占用很大空 间。 （） ３ 启动 电流大 ， 造成 很大 的机械 冲击 ， 在减速 和爬行 段的 速度控制差 ， 导致调速不连续 ， 经常会造成过放和过卷事故 的发
生。
（ ） 速 转 矩 小 ， 差 功 率 大 ， 负 载 能 力差 。 ４低 转 带
机 转 子 串电 阻调 速 控 制 系统相 比 ， 有 性 能 稳 定 、 动 可 靠 、 作 简便 、 护 量 小 、 行 具 制 操 维 运 效 率 高 、 能效 果 显 著 等 诸 多优 点 ， 实际检 验 运 行 良好 。 节 经 关 键 词 ： 井提 升 机 ； 矿 变频 调 速 系统 ； 护 功 能 保
量 控 制 变 频 调 速 技 术 完 成 对 提 升 机 的 四象 限 运 行 。对 于 四象 限 交 一 直 —交 电压 型 变 频器 ，电 机 的再 生 能 量 通 过 逆 变 器 进 入 直 流 回路 后 ， 通 过 可 控 整 流器 回馈 到 电 网中 。 可
３２ 能耗 制 动 系 统 ．
３ 提升机 变频 调速 系统 的结构
图 １ 提 升 机 变 频调 速 系统 的结 构 图 。由 图 １ 知 ， 升 机 为 可 提
低压 （ ８ 异步 电动 机 ， 筒直径 ２ｉ， 大 速度 ２５ｍ ｓ减 ３ ０Ｖ） 滚 最 ｎ ． ／， 速 比 １３ ， 升行程 ２ ５ｍ， ： 提 ０ ２ 采用 转子 串五段 电阻的方法 调速 。 实践证明 ， 这种调 速控 制系统存在 以下缺 点 ： （） １控制系统复杂 ， 障率高 ， 故 各电子元 件容易损坏 ， 维护工 作量大 ， 响生产效率。 影
（） ６若故 障发生在上下井人员 的高峰期 ， 短暂 的停 车也会 给
浅谈变频器在煤矿提升设备中的应用
浅谈变频器在煤矿提升设备中的应用摘要：变频器进入实用期已经有二十多年的历史了。
在此期间作为变频器技术基础的电力电子技术和微电子技术都经历了飞跃性的发展。
随着新型电力电子器件和高性能微处理器的应用以及控制技术的发展，变频器首先在冶金、电力、石化、供热和民用风机水泵的控制领域得到广泛的应用。
关键词：变频器；变频调速；交流变频由于煤矿生产的特殊环境和安全上的特殊要求，变频器在煤矿的应用起步比较晚。
目前还很少有符合煤矿安全要求的隔爆型变频器产品。
随着我国市场经济的深入发展，煤矿的增产、降耗、提效被提到了重要地位，设备节能改造势在必行。
变频调速在煤矿提升设备上的应用并取得了较好的效果。
在煤矿斜井提升系统中，多使用单绳单钩提升方式；在这种提升过程中，下放串车减速时，由于负载的倾斜分力的作用，电动机可能进入发电状态;电动机发出的交流电，经过逆变装置中续流二极管整流叠加到变频器的直流母线上，使母线电压产生“泵升”电压;母线电压的升高，将对蓄能电容器和电气元件造成损坏;为保证变频器的安全，通用型变频器是将这部分电能通过“制动电阻”转变成热能消耗掉，提升机专用型变频器是将这部分电能通过专用逆变电路反馈给电网。
一、煤矿提升机选用变频控制要达到的主要目的是：(1) 实现无级平稳加减速, 提高提升系统的安全水平；(2) 节约电能；(3) 用变频器内置的编程软件替代继电器实现提升速度控制, 减少设备维修工作量。
二、提升机变频调速节约电能主要从两方面考虑一是取消了“调速电阻”，节约了调速运行时电阻的热损耗；其二是矿车下放减速时, 电动机短时间发电运行, 反馈给电网的电能。
在变频器选型时，应该首选具有电能回馈功能的提升机专用变频器。
提升机专用变频器的售价要比通用型变频器高一些。
为了降低工程造价, 也可以选用通用变频器+制动单元的配置方案。
具体选用哪种方案, 要经过技术、经济比较后确定。
变频器的额定容量、额定电压的选择，要按系统的额定电压和电动机额定电流值选用；要注意，变频器样本给出的额定电流值和适配电动机功率，是按4极电动机的技术数据设计的；同样功率的6、8极电动机的额定电流要比4极电动机的额定电流大；提升机应选用重载型变频器。
变频调速装置在副井提升机的改造应用
实现了双重 节能效果 ， 并有效利用能源。 节能效果十分显著。
【 关 键词】变 速调速装 置； 升级 改造 ； 提 效节能
１ ． １ 倍时 ， Ｃ ＰＵ根 据比较 器和相 位检测 的结 果 ， 通过 移相变 压器 回馈 到 电网 ， 装 置充分利 用了移 相变压 器对谐 波的抵 消作用， 具 有对 电网无谐 波污染 、 功 率因数高、 控制 简单、 损耗 小 ， 返 回到 电网谐波 小于５ ％ 。 变频
低 速转矩 小， 转 差率大， 系统维护工作量大 ， 可靠性差 ； 能 强大， 模块 化设计， 可靠性高。 内置的综合诊 断能力， 高速计算能 力， １ ． ３ 运行效率低 ； 转子 回路 串按 电阻在低速 时大部 分功率都 消耗 在 完整 的指令集等 。
电阻上 ， 消耗 电能， 造成能 源浪 费； ２ ． ２ ． ２ 采 用变频调速实现 了软停车 ， 减少了机械冲击 ， 使运行更 加平 １ ． ４ 电机 的机械特 性偏软 ， 一般 电阻上消耗 的功率 约为电动机输 出 稳可靠。 起 动及加速 时冲击 电流很 小， 减轻 了对 电击。 ２ ． ２ ． ３ 回馈能 量直 接 回电 网， 且不 受回馈 能量 大 小的限制 ， 回馈 的 功率 的２ Ｏ ％ 一３ ０ ％；
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பைடு நூலகம்
采 用现代 智能 控制 技 术实现 速度 闭环调 节， 负力减 速 阶段在各种 负载条件下可严格 按照给定的速 度图运 行， 使交流 拖动系统在减速 段已
１ ． 概 述 调速 系统 的调速特性 。 四老 沟矿南 阳路路付立 井提升机 控制 系统 是传统 的绕线 电机转子 如图所示 ， 绕线式 电动机转 子 回路串接 电阻调速时 ， 通 过电阻 的分 串电阻调速方 式 ， 在加 速过 程中， 转 子 回路 电阻依次减 小 ， 以保证加 速 级切 换和正 反转 接触器切 换 ， 实现 有级调 速和正 反转控 制。 其 中， 工作 力矩 的平均值 不变。 在减速 和爬行 阶段要 求电动机低速 运行， 则需在 转 点 １ ５ ｎ ３ ￣ 作点 ２ 为电动状 态 ， 工作点３ 为能耗制 动状态 ， 工作点４ 为再生 发
四象限高压变频器在煤矿副井提升机中的应用
四象限高压变频器在煤矿副井提升机中的应用在煤矿中，提升机是生产运行的主要设备。
文章中提升机异步电机连接方式为转子与电阻串联，采用四象限矢量控制再生制动型的高压变频器调速。
此种方法为大功率提升机调速带来了科技进步。
在实际生产试验中，副井安装四象限高压变频后运行效果良好，真正解决了重载下放问题，同时使减速和重载下放产生的电能及时回馈电网，节电效果显著。
标签：四象限高压变频器；提升机；矢量控制；再生制动1 概述目前，在煤矿生产中，副井提升机的主要作用是提升人员与物料。
提升绞车普遍采用绕线式异步电动机，并采取转子编码串电阻的方法调速，该系统为有级调速。
但是其相对低速转矩小，转差率大，且启动电流和换挡电流冲击非常大，同时载物重量多变，使得副井提升系统在速度控制上较为困难；在电阻上消耗了很大能量，且停车位置不准。
这种系统不仅能源消耗巨大，并且无法实现精度控制，给煤矿安全生产带来了很大隐患。
本文中副井提升系统由四象限高压变频器控制系统组成，主要结构由变频单元柜、高压开关柜、电抗器柜、控制柜、移相变压器组成[1]。
四象限高压变频器可四象限运行，采用矢量控制技术，分离电机转矩电流与励磁电流并独立控制，采用速度闭环与电流闭环控制，使得转矩控制动态响应迅速，从而获得良好的调速性能。
该控制系统节电效果良好，可使重载下放时不用加配重，避免过卷（过放）事故，并提高了电网容量资源利用率，同时其采用的电力电容寿命长，性能好，耐电压冲击，进一步提高了煤矿生产的安全性[2]。
考虑到四象限高压变频器运行稳定，动态响应迅速，制动和定位准确等优点；经反复调试试验，完成了副井提升机四象限高压变频电控系统的设计[3]。
并在铁法能源公司小青矿的生产中得到了实际应用，结果表明该副井提升控制系统动态响应速度快，可控性高，制动和定位准确，调速精度高，大大提高了安全可靠性。
在煤矿安全生产中具有重要的实际意义。
2 四象限高压变频器工作原理图1 功率单元主回路原理图图1为四象限功率单元主回路原理。
四象限高压变频器在煤矿副井提升机中的应用
频系统 电压 为 ６ ｋ ｖ ， 采取三相 １ ８ 个 功率 单元结构 ， 将每相额定电压 为５ ８ ０ Ｖ的 ６ 个功率单元相互 串联 ； 这样从 电网传输 的三相 ６ ｋ Ｖ交 流 电可 经 由 隔离 移相 变 压 器 二次 绕组 至 单个 功 率 单元 。 各 功 率单 元 串联 成 三相 Ｙ型 连 接 ， 供 给 电动机 ６ ｋ Ｖ电压 。
１概述
目前 ， 在煤矿生产中 ， 副井提升机的主要作 用是 提升人员与物 料 。提 升 绞 车普 遍 采 用绕 线 式 异 步 电动 机 ， 并 采 取 转 子 编码 串 电阻 的方法调速 ， 该系统为有级调速。但是其相对低速转矩小 ， 转 差率 大， 且启动电流和换挡 电流冲击非常大 ， 同时载物重量多变 ， 使得副 井 提升 系 统 在速 度 控 制上 较 为 困难 ；在 电阻 上 消耗 了很 大 能 量 ， 且 停车位置不准。这种系统不仅能源消耗 巨大 ， 并且无法实现精度控 制， 给煤矿安全生产带来 了很大隐患。 本文 中副井提升系统由四象限高压变频器控制系统组成 ， 主要 结构 由变频单元柜 、 高压开关柜 、 电抗器柜 、 控制柜 、 移相变压器组 成ｌ ｌ ｌ 。四象限高压变频器可 四象限运行 ， 采用矢量控制技术 ， 分离电 机 转 矩 电流 与 励磁 电 流并 独 立 控 制 ，采 用 速 度 闭 环 与 电 流 闭 环 控 制， 使得转矩控制动态 响应迅速 ， 从而获得 良好的调速性能。 该控制 系统节 电效果 良好 ， 可使重载下放时不用加配重 ， 避免过卷（ 过放 ） 事故 ， 并提高 了电网容量资源利用率 ， 同时其采用的电力 电容寿命 长， 性能好 ， 耐电压 冲击 ， 进一步提高了煤矿生产 的安全性 。 考虑到 四象 限高压变频器运行 稳定 ， 动态响应迅速 ， 制动和定位准确等优 点； 经反复调试试验 ， 完成了副井提升机 四象限高压 变频电控系统 的设 计 日 。 并 在铁 法 能源 公 司 小青 矿 的 生产 中得 到 了实 际应 用 ， 结 果 表明该副井提升控制系统动态 响应速度快 ， 可控性高 ， 制动和定位 准确 ， 调速精度高 ， 大大提高 了安全可靠性 。 在煤矿安全生产中具有 重要 的实 际 意 义 。 ２四象限高压变频器工作原理
白水煤矿副井提升机高压变频调速系统改造节能分析
建来 ， 付立井提升机 电控系统一直采用绕 线电机 串电阻调速 ， 用交流接触器实现速 度段切换 。形成了串电阻启动 、 档位切换 加速 、 全速运行 、 档位切换减速 、 速降压 低
相， 三相采用 Ｙ型接法 ， 直接输出 ６ Ｖ ｋ
停车 的工作过程。在运行 中 ： 大量 的电 ①
能消耗在转差 电阻上 ， 造成 了严重 的能源
较分析． 由此 所 带 来 良好 的效 益 。
关 键 词 高压 变 频 调 速 系统 节 能
白水 煤 矿 副 井 采 用 的提 升 机 型 号 为 ２Ｋ ３５１．Ａ， Ｊ 一 ．／１ ５ 电机 功 率 ２ ０ Ｗ。 自改扩 ８ｋ
１ 基本原理
高压变频调速系统 由 １ 个变频功率 ８ 单元组成 ， ６ 每 个变频功率单元串联构成
表 一 １
４月份（ ０ ） ５月份（ １ ） ６月份（ ０ ） 月平均用 电量 ３天 ３天 ３天
ｌ １０ ２６９ １ ５ １ ２ １８ １ ２５ ２ １３ １２ ６ ２９０
改 造 后
９月份（０天 ） １ ３ ０月份（ １ ） １ 月份（０天 ） 月平均用电量 ３天 １ ３
（ 改善操作人员 的工作环境 ， ２ ） 操作简
便 安全 可靠 。
（ 老系统采用转子 串电阻调速 ，将电 ３ ）
能 白白消耗在转 子 电阻上 ，而变频 调速是
改变定子输入频率从而达到改变转子 速 度， 减少 了电能的无谓消耗 ， 节约 了电能。
调试 、 检修 ， 已将三个变电站 ５台主变 压
（ 上接 第 ４ ６页）
（） 升 机 的 提 升 速 度 可 根 据 提 升 材 ６提
械 冲击 对 电动 机 的破坏 。
料 的不同确定相应的速度 ， 大大提高了提 升机的安全可靠性。
变频技术在煤矿提升机中的应用
变频技术在煤矿提升机中的应用摘要：煤矿提升机作为一种长时间处在复杂工况环境的机电设备，其工况运行稳定性至关重要。
尤其是提升机拖动装置，其必须要满足调速、启动以及停止等各种操作过程要求，确保控制系统的状态稳定。
为实现上述目标，全面保证煤矿井下各个系统的稳定性、安全性以及节能性，通过引入变频技术，能够有效替代传统控制系统中的调速电阻设施，最大程度控制提升机控制系统调速运行进程中产生的热损耗。
由此可知，将变频技术应用于煤矿提升机具有十分重要的现实意义，值得深入研究。
关键词：变频技术；煤矿；提升机；应用提升机是煤矿井下机械设备之一，其应用效果直接关系到了井下生产人员的生命安全，因此保证提升机能够安全、稳定的运行极为重要。
但由于提升机需要长时间使用，而且处在井下恶劣的环境当中，必然会因为各种原因导致出现难以预估的故障，提升机本身对能源的消耗也非常大，这就要求在提升机上使用更为先进的控制技术，以提升其安全性和稳定性。
文章以此为目的，对煤矿提升机中的变频技术展开了简要分析。
1煤矿提升机概述提升机是矿井中的重要设备之一，其在地面进行安装，通过钢丝绳、提升容器、电机等将井下和地面联系在了一起，用于运输煤矿立井所需运输的煤炭、生产物资和生产人员。
煤炭是我国的主要能源，近年来随着浅层煤炭资源的减少，深层开采成为了主要的煤炭开采模式，而且随着煤炭智能化建设的开展，促进了我国现代化煤矿开采的良好发展。
作为煤炭开采中的关键设备，提升机是否能够稳定运行不仅和资源开采密切相关，同时还直接关系着井下人员的生命安全。
因此，应提高当前的提升机技术，将变频技术充分应用到其中，以此使提升系统运行能够更为稳定、可靠、安全。
2变频节能技术概述变频节能技术是利用变频技术实现节能的。
变频技术是基于电力电子器件的一种技术，利用变频技术可以改变电流的频率。
中国电网电流的频率为50Hz，利用变频技术可以将交流电变成直流电，或者将直流电变成任意频率的交流电。
变频器在矿井提升机上的应用
变频器在矿井提升机上的应用摘要：矿井提升机是各厂矿的重要设备，提升机的安全、可靠、高效、高速运行，直接关系到企业的生产状况和经济效益。
变频器是电缆最重要的部件，也是电缆的关键部件。
变频器在矿山工程中的应用，实现了矿山的恒定加减速，通过转子排阻消除了能耗，达到了显著的节能效果。
变频调速控制简单，克服了射、阻、绕线机电刷轻微损坏的缺陷，减少了错误和事故的发生。
实现了提升机的安全、可靠、高效、快速运行，提高了企业的经济效益，为企业的发展提供了坚实的基础。
关键词：变频器;矿井提升机;应用1 项目晋中引黄工程是山西省“十二五”大型水网建设的重要工程。
本工程主线从天桥水电站库区取水。
供水由四市十六区组成，规划年供水量6.02亿立方米。
山西引黄工程07标段工期35个月。
主隧道全长15.81km，分四个施工阶段。
施工支洞为隧道式，宽3.65m，高3.2m。
Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类开挖阶段分别为11.16m2、16.25m2、17.25m2。
具有长倾斜长度的小截面隧道。
14条支洞长度分别为11.16m、767.76m、76m、761.767.76m、76m、76m，分别占40%、24.61%、33.00%。
41.97%.通过限制区域和沿隧道投资，不可能找到合适的场景来改变分支入口的坡度。
14.6535；平硐采用汽车运输，15616535；平硐采用166535；平硐采用176535；平硐隧道坡度较陡，远远超出《水工建筑物地下开挖施工规范》（sl378-2007）的要求，隧道运输与汽车的间隙不应大于9%，最大纵倾限值为150m，通过分析比较，认为矿井成长＋侧拖＋履带式分层铲运机的结构是不可能实现汽车无轨运输的。
2山区铁路概况吊耳：是一种大型机械起重设备。
发动机带动机械设备带动钢丝部分，带动集装箱在弯曲的波浪中上下完成输送任务。
小火车是由原来的提水工具制成的。
现代采矿具有提升能力大、速度快、安全性高等优点。
它已发展成为计算机控制的全自动重型采煤机。
JD—BP—37—280T高压变频器在副井绞车中的应用
JD—BP—37—280T高压变频器在副井绞车中的应用侯龙华 周志宏 王爱明 于志锋（山西兰花科技创业股份有限公司唐安煤矿分公司）摘 要：本文主要介绍了副井绞车高压变频器的工作原理，节电运行效果的分析统计，研究表明该装置对煤矿副井绞车安全经济运行具有重要意义。
关键词：高压变频器；副斜井单滚筒提升绞车；节电兰花集团唐安煤矿副井绞车1999年正式投入运行，提升机由洛阳矿山机器厂生产，绞车型号为JK—2／30,电机型号为JR147—8／200KW，提升方式为斜井单钩串车，井筒斜长430m，坡度20°,所配电控为TKD型及KZG三相可控硅动力制动电源柜，绞车属于交流异步绕线式电机转子串电阻调速类型。
目前，矿用交流提升机普遍使用这种调速控制系统，电控调速属于逐级切除电阻，调速不平滑，对设备冲击大，故障率较高，耗电量较大，在减速和重物下放时能量通过转子电阻释放，能量不能回馈回电网，随着交频调速技术的发展，交—直—交电压型变频调速技术已开始在矿井提升机中应用。
为确保提升运输安全，2009年3月唐安煤矿分公司和北京盛世虹峰机电设备有限公司合作对绞车进行变频改造，4月份调试完毕投入运行。
电控系统由山西华威电工公司设计，变频器是山东新风光电子股份有限公司研发和生产。
该变频器型号为JD—BP—37—280T，采用了先进成熟的低压变频技术，以及功率电元串联叠波、A VR电压自动调整技术、PWM技术、有源逆变能量回馈技术等。
而变频绞车是以全数字变频调速为基础，以电压控制型技术为核心，低频转矩大、调速平滑、调速范围广、精度高、节能明显。
电控系统采用德国西门子PLC可编程控制器为核心，操作系统使用昆仑通态触摸屏，实现人机界面对话和电流、电压、深度、速度、润滑油压、制动油压、测速电压等参数显示和故障报警功能。
该操作系统具有工频和变频切换控制方式，具备了规程规定的安全回路各种保护功能。
1系统构成及改造方案1.1工作原理为改善副井提升系统运行的安全性和实现节能降耗的目的，根据唐安煤矿副井6KV提升机现状，拟保留原系统的运行方式，增加高压变频电控系统和工频变频转换柜，更换原来的TKD电控操作系统，电控使用PLC控制，并实现工频变频系统的切换运行。
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高压提升机变频器在兰花集团唐安煤矿副井上的应用The Application of High Inverter in Mining Hoist of Tangan Mine Lan Hua Group山东新风光电子科技发展有限公司张文勇高昌起林洪波兰花煤炭实业集团有限公司唐安煤矿机电科常志恒中国科学院长春光学精密机械与物理科研所孔德杰Zhang Wenyong Gao Changqi Lin Hongbo Chan Zhiheng Kong Dejie 摘要：本文介绍了风光牌高压提升机变频器在煤矿副井上的应用情况，对节能效果进行了分析。
由于矿井提升机对转速精度及加减速度要求较高，必须采用高精度变频调速系统。
关键词：高压变频器提升机能量回馈Abstract:The article introduces the application instances of FengGuang high inverter in mining hoist,and analyses the power-saving effect.High precision variable-frequency adjustable speed system should be adopted because mine hoist requires high-precision rotate speed and acceleration or deceleration.Key Words: High inverter Mining hoist Energy feedback1 引言山西兰花煤炭实业集团有限公司唐安煤矿，是兰花公司属下一个前景广阔的现代化矿井。
该分公司前身唐安煤矿，始建于建国初期，组建兰花集团前，属高平市市营煤矿。
现占地面积55万平方米，井田面积29.95平方公里，属沁水煤田腹地，地质储量3.39亿吨，工业储量2.23亿吨，可采储量1.37亿吨。
年生产能力150万吨。
矿井提升机是煤矿的关键设备，它肩负着井上井下的物体运输的重任。
矿井提升有主井提升和副井提升之分，主引提升的作用是沿井筒提升有益矿物（如煤炭等），副井提升的主要作用是沿井筒提升矸石、下放材料、升降人员或设备等。
矿井提升机在整个煤矿生产中占有重要的地位。
因此，要求矿井提升机拖动系统具有安全可靠，运行高效且定位准确的能力。
矿并提升机作为矿山最大的电气设备之一，其耗电量占矿山总耗电量的30%—40%，并且运行特性复杂，速度快，惯性大，一旦提升机失去控制，不能按照给定速度运行，就可能发且超速、过卷等重大安全事故，造成设备损坏甚至人员伤亡，给矿山带来重大人事和财产损失。
因此矿井提升机的电控系统的技术性能和可靠性直接影响煤矿的安全生产。
原副井提升机系统采用交流电动机转子回路串电阻调速，由于该系统调速精度低，可靠性差，维护费用大，兰花集团唐安煤矿领导通过考察国内用户现场使用提升机变频器的情形后，决定选用新风光JD-BP37-280T 型（280KW/6KV）高压提升机变频器，对副井提升机系统进行系统改造。
2原矿井提升机系统概述2.1系统参数2.1.1矿用提升机2.1.2减速器2.1.3三相异步电动机（江西电机厂）2.2交流电动机转子回路串电阻调速系统在加速过程中，交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4逐级吸合，转子回路电阻依次减小，以保证加速力矩的平均值不变。
如果要求电动机低速运行，则需在转子回路串较大电阻。
为了解决减速段的负力要求，通常采用动力制动方案，即将定子侧的高压电源切除，施加直流电压，或在定子绕组上施加低频电源，让电动机工作在发电伏态。
这种拖动方案存在的问题是：（1）开环有级调速，加速度难以准确控制，调速精度差；（2）触点控制，大量使用大容量开关，系统维护工作量大，可靠性差；（3）运行效率低，在低速时大部分功率都消耗在电阻上；（4）电机的机械特性偏软，一般电阻上消耗的功率约为电动机输出功率的20%—30%；（5）接触器经常吸合与断开，噪音比较大。
虽然这种调速方案控制方式简单、初期设备投资较低，但技术性能和运行效率低，许多中小矿井的提升机仍采用该种调速方案。
图1 转子回路串电阻调速系统3高压提升机变频器系统原理3.1系统结构JD-BP37系列高压变频调速系统的结构由移相变压器、功率单元和控制器组成。
6KV系列有18个功率单元，每6个功率单元串联构成一相。
3.2功率单元电路图2 功率单元电路结构每个功率单元结构上完全一致，可以互换，其主电路结构有图2所示，为基本的交-直-交双向逆变电路。
图中通过整流桥进行三相全桥方式整流，整流后的给滤波电容充电，确定母线电压，通过对逆变块B中的IGBT逆变桥进行正弦PWM控制实现单相逆变。
当电机进入发电状态后，逆变块B中的二极管完成续流外，又起全波整流，使能量能够转移到滤波电容中，结果母线电压升高，达到一定程度后，启动逆变块A，进行SPWM逆变，通过输入电感，返回到移相变压器的次极，通过变压器将能量回馈到电网。
3.3输入侧结构本机中移相变压器的副边绕组分为三组，构成36脉冲整流方式；这种多级移相叠加的整流方式可以大大改善网侧的电流波形，使其负载下的网侧功率因数接近1，输入电流谐波成分低。
实测在90%-105%额定输入电压额定电流下，输入电流总相对谐波含量小于4%。
另外，由于变压器副边绕组的独立性，使每个功率单元的主回路相对独立，类似常规低压变频器，便于采用现有的成熟技术。
3.4输出侧结构输出侧由每个单元的U、V输出端子相互串接而成星型接法给电机供电，通过对每个单元的PWM波形进行重组，可得到如图3所示的阶梯PWM波形。
这种波形正弦度好，dv/dt小，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，无须输出滤波器就可以使输出电缆长度很长，电机不需要降额使用，可直接用于旧设备的改造；同时，电机的谐波损耗大大减少，消除了由此引起的机械振动，减小了轴承和叶片的机械应力。
图3 变频器输出的线电压阶梯PWM波形3.5控制器控制器核心由高速32位数字信号处理器（DSP）运算来实现，精心设计的算法可以保证电机达到最优的运行性能。
人机界面提供友好的全中文WINDOWS监控和操作界面，同时可以实现远程监控和网络化控制。
内置PLC控制器用于柜体内开关信号的逻辑处理，以及与现场各种操作信号和状态信号的协调，可以和用户现场灵活接口，满足用户的特殊需要，增强了系统的灵活性。
数字信号处理器（DSP）相对于模拟信号处理有很大的优越性，表现在精度高、灵活性大、可靠性好、易于集成、易于存储等方面。
传统的模拟信号处理技术正由全新的数字信号处理技术（DSP）所代替。
DSP是面向高速重复性数值运算密集型的实时处理。
高性能DSP不仅处理速度快，而且可以无间断的完成数据的实时输入与输出。
DSP结构相对单一，普遍采用汇编编程，其处理完成时间的可预测性要比结构和指令复杂、依赖于编译系统的普通微处理器强的多。
它可以单周期完成这些乘加并行操作，而普通微处理器需要至少4个指令周期，因此在相同的指令周期和片内指令缓冲条件下，是普通微处理器运算速度的4倍以上。
另外，控制器与功率单元之间采用多通道光纤通讯技术，低压部分和高压部分完全可靠隔离，系统具有极高的安全性，同时具有很好的抗电磁干扰性能，并且各个功率单元的控制电源采用一个独立于高压系统的统一控制器，方便调试、维修、现场培训，增强了系统的可靠性。
3.6 控制电源控制器有一套独立于高压电源的供电体系，在不加高压的情况下，设备各点的波形与加高压情况基本相似，给整机可靠性、调试、培训带来了很大方便。
系统采用三次谐波补偿技术提高了电源电压利用率，利用了调制信号预畸变技术，使电压利用率近似于1。
系统还采用了先进的载波移相技术，它的特点是单元输出的基波相叠加、谐波彼此相抵消。
所以串联后的总输出波形失真特别小。
多个单元迭加后的理论输出波形如图4所示（图中是六单元叠加）。
图4 6个单元输出迭加后的波形3.7 基本控制功能及特点3.7.1直流制动本提升机用变频器，直流制动对提升系统的安全运行起到重要作用，当重车在中间停车时，PLC检测到停机信号后给控制器发出信号，让提升机由高速平滑地降到低速，然后由控制器发出直流制动信号，使提升机停止，待PLC检测到机械制动起作用的信号后，PLC发出信号让控制器去掉直流制动信号，使提升机靠机械抱闸一类的装置起作用。
启动时，先对提升机施加一直流制动信号，PLC检测到机械抱闸信号后发出信号给控制器去掉直流制动信号，然后由控制器加上启动电压让提升机开始转动。
机械抱闸状态一直在PLC 的监控下，一旦机械抱闸打开，马上给电机施加直流信号，确保重车不下滑。
直流信号是以PWM方式向电机的某一绕组施加一定占空比的直流脉冲，使电机磁场维持在一恒定方向不变，对运动中的转子产生制动力矩。
3.7.2运行速度的控制为了减少运行过程中的机械冲击，在提升机启动和停止过程中，做到加速度连续，因不同的频率，对应不同的加减速速率，在本装置的控制中，将不同频率时的加减速速率规划成一个表格，运行中用查表的方法确定对应频率时的加减速速率，使提升机平滑运行，减少机械冲击。
3.7.3自动限速保护在运行到终点时，由限速开关给出减速信号，PLC检测到减速信号后发送给控制器，由控制器启动自动减速程序，使工作频率按设定要求逐步变为低速运行。
提升机带有测速发电机，当测速发电机给出超速信号，PLC检测该信号发送给控制器，进入自动减速运行。
3.7.4再生能量处理图5 单元控制框图再生能量通过功率单元来处理，见图5所示。
电机处于发电状态，功率单元母线电压Vbus升高，当母线电压超过电网电压的1.1倍时，CPU根据比较器和相位检测的结果输出六路SPWM波形，使逆变块A中的IGBT工作，通过输入电感，电动机的再生能量最后通过移相变压器回馈到电网，装置充分利用了移相变压器对谐波的抵消作用，具有对电网无谐波污染、功率因数高、控制简单、损耗小,返回到电网谐波小于5%。
注：1 对高压变频器而言，输入电流谐波和输出电压谐波是关键指标，这两项指标经国家权威部门的检测，均达到国标GB/14549-93和国际IEEEStd519-1992的标准。
2 国家权威部门的检测共有17项，全部合格，检测日期是2002年11月。
3 国家权威部门天津发配电及电控设备检测所和国家电控配电设备质量监督检验中心。
4现场试验情况及运行性能4.1负载特性试验由于副井绞车提升负载情况比较复杂，因此，在调速阶段进行了多种试验，以检验变频器的性能。
4.1.1爬行速度试验全程速度为0.25m/s，运行平稳。
4.1.2提升常规物料试验（如沙子、水泥、矸石）全速提升或下放，起车加速阶段、等速、减速、爬行各阶段运行良好。