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摘要：煤炭作為我國的基礎能源，對保證國家能源安全具有十分重要的意義，隨著科學技術的不斷進步，礦井的機械化、電氣化水平不斷提升，變頻調速技術在礦井的應用也不斷增加，基于此筆者從礦井機電的運行環境，變頻技術基本原理、電機變頻調速系統模型、變頻調速技術應用注意事項等內容出發，分析變頻調速技術在礦井應用，以期能更好的促進變頻調速技術在礦井的推廣應用。

關鍵詞：礦井電機;變頻調速；控制變頻調速技術伴

隨著交流電機的無級調速的需要而產生，隨著科技的不斷進步，變頻調速技術不斷向前發展[1]。二十世紀七十年代以后，電力半導體技術突飛猛進，使得變頻控制技術得以迅速發展，高性能的變頻控制設備已經大規模的運用到工業生產及生活實踐當中。近些年來，隨著礦井生產技術的不斷提升，礦井的機械化、電氣化水平也不斷得以提高，變頻調速技術由于其具有啟動和調速平穩，對電網正常運行產生的沖擊小等特點，在礦井電氣設備中得到了長足的應用[2，3]。基于此，筆者對頻調速技術的礦井電機中的應用進行分析，以期能更好的促進頻調速技術的應用。

1煤礦機電運行環境及特點

煤礦機電都是在惡劣的環境中進行工作，工作環境中瓦斯、粉塵等各種不利因素混雜，礦井機電設備的選型要根據礦井設備所處的環境決定，嚴格按照規章制度選用合適的電器、電機，杜絕由于電機設備原因導致礦井出現易燃氣體爆炸或者燃燒等事故。礦井機電設備都是隔爆型的，隔爆機電設備除了具有普通機電設備結構以外還具有額外的防腐蝕、防爆等性能，當機電設備內部出現可燃氣體爆炸時，防爆外殼不會由此產生損壞，并能將爆炸危險杜絕在機電設備內部，杜絕更大施事故的發生[1-4]。

2變頻技術基本原理

交流變頻技術簡單來說就是把直流電逆變成可變化的頻率。在這個過程中電流頻率發生了改變，其主要原理是通過轉換供電電流的頻率，從而實現電機的運轉速率可以自動調節的目的，將頻率為50HZ的電流進行頻率轉換。變頻技術主要的類型有以下幾種：整流技術（交-直變頻，直流到交流的技術）；斬波技術（直-直變頻技術）；逆變技術（直-交變頻技術）；移相技術（交-交變頻技術）等，表1為各種變頻器的對比。根據電機學相關原理，電機在同步轉速條件下計算公式為：n0=60f/P（1）其中：f、P分別為表示電源頻率、磁極對數。在特定的電機上，磁極對數是固定的一個數值，根據上述公式可知，對電機轉速進行調整時，只需要調整電源頻率f就可以，電機的轉速與電源頻率是正相關的關系，也就是時候電源頻率越大，電機運轉速度越高，反之當電源頻率減小時，電機運轉速度隨之下降[4]。因此，通過調節電源頻率就能對電機速度進行調整，具體的異步電機運轉速度的計算如下式所示。n=60f*[P（1-S）]-1（2）其中：f、P與式（1）中的表示相同；S表示為電機運轉差率。假定電機的轉差率為最佳，若要對電機的轉速進行調整，則需調整電源的頻率f即可，為了保證不同轉速情況下電機能夠始終在額定的電磁通內，則應在對電源頻率f進行調整時，要確保輸出的電壓幅值同步、同比例的進行改變。

3電機變頻調速系統模型

電機變頻調速系統可以分控制電路、主電路，具體見圖1所示。采用通用型變頻器，主電路使用較為成熟的交/直/交（AC/DC/AC）電路結構，整體結構由整流-慮波-逆變等三個環節構成。輸入時不控整流，采用大電容進行慮波，產生穩定的直流電以為逆變器提供電源。控制回路控制的逆變電路硬件主要由單片機、人機操控、信號芯片以及外圍集成電路、通信接口等構成。系統的核心處理器為AT-mega8515單片機，并經由I/O接口（或者A/D總線）方式與液晶顯示屏、輸入鍵盤等交互工作，產生SPWM信號輸入，進而對電機的運輸進行控制。4變頻調速技術應用注意事項（1）若電機正常運行期間調頻電流值過高則容易導致設備受損，變頻控制下電機的運轉速度與電源電流的頻率是正相關的，電源頻率過高則易造成設備出現損壞，這種情況下可以運用正弦脈寬調制電路來處理頻率過高導致電機受損的情況，正弦脈寬調制電路可以對電源的輸出頻率進行調整，進而控制電機的運轉速度，達到無極變頻調速的目的。（2）正常平穩運行期間電機死區問題。低奇次諧波是造成電機正常平穩運行期間產生死區的主要誘因之一，運用多重結構模式來應對電機死區問題，合理確定并選擇各重間相位差，輸出變壓器工作變化情況、輸出電壓器負極繞組，調整電流的輸出波形，降低諧波。（3）合理制定變頻方案。充分運用感應加熱電源進行AC/DC將電網的交流電轉變成直流電，最后再經由AC/DC轉變成交流電，滿足電機負載要求。

5總結

變頻調速技術節能效果明顯、操作安全，控制優勢等顯著特點，在現代化礦井中值得推廣應用的技術手段之一，基于此有必要對變頻調速技術的應用進行分析。文中對首先分析了礦井機電設備的運行環境，并對變頻調速技術的技術原理進行分析，進而指出了電機變頻調速系統模型，最后指出了變頻調速技術在礦井應用中應注意的事項，以期能更好的促進變頻調速技術在礦井的推廣應用。

參考文獻

[1]于寧.我國交流變頻技術的發展研究[D].西安石油大學,2015.

[2]李崇堅.大功率交流電機變頻調速技術的研究[J].電力電子,2010,8(01):11-16.

[3]李海燕,李海寶,趙汗青,王學惠.數字變頻調速技術在煤礦電機中的應用研究[J].煤礦機械,2009,30(04):170-171.

[4]宋孝利,徐有升.電機變頻調速技術發展及應用前景[J].華中電力,1997(05):20-26+37.

作者：暴瑞潔 單位：太原理工大學