1.變頻技術原理及國內(nèi)外應用現(xiàn)狀

　　變頻技術即改變電流頻率的技術，在傳統(tǒng)的電器設備中所用到交流電頻率是不變的，其轉(zhuǎn)速一經(jīng)啟動就不能改變，通過變頻技術可以實現(xiàn)設備以不同的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)來適應不同的生產(chǎn)需要。變頻技術的發(fā)展歷經(jīng)了各種電器器件的更新?lián)Q代，從SCR（晶閘管）、GTO（門極可關斷晶閘管）到今天的IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）、HVIGBT（耐高壓絕緣柵雙極型晶閘管），器件的不斷更新促使電力變換技術的持續(xù)發(fā)展。而在變頻技術控制方面，上世紀70年代脈寬調(diào)制變壓變頻調(diào)速研究首先進入人們的視野，80年代中期鞍形波脈寬調(diào)制變壓變頻調(diào)速模式作為脈寬調(diào)制變壓變頻調(diào)速的優(yōu)化模式被提出，80年代后期又出現(xiàn)了矢量控制變頻調(diào)速和直接轉(zhuǎn)矩控制變頻技術。調(diào)速系統(tǒng)的集成度越來越高，以單片機為基礎又研究出了數(shù)字信號處理器、精簡指令集計算機和高級專用集成電路等。

　　高壓變頻器早起由于受電子電器設備耐壓性弱的影響，一般采用高-低-高模式，即高壓經(jīng)過變壓器降壓后通過低壓變頻器變頻，最后通過升壓變壓器升壓供給高壓變壓器，這樣一個流程使得變頻器設備體積過大，耗能也增加。1980年日本東芝電氣公司成功研制了1800kW的交-交方式高壓變頻器。1981年德國西門子公司研制出4000kW的交-交方式的高壓變頻器。此后，法國阿爾斯通、美國AB、日本三菱和日立等公司也相繼推出自己的高壓變頻器設備。20世紀90年代初，我國在自行開發(fā)和研制的高壓變頻器方面取得了很大成績，在鋼鐵行業(yè)和電力行業(yè)得到很好的應用。交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，在大型機電設備調(diào)速中得到廣泛應用［1］。

? ? ? ? ? 2.變頻技術應用特點

　　（1）調(diào)速。在煤礦生產(chǎn)中，提升機一般采用轉(zhuǎn)子串電阻方式調(diào)速，調(diào)度范圍小，精度低以及安全性能低，在減速和下放時，需要投切動力制動直流電源，容易造成設備損壞，設備維修量大;采用變頻調(diào)速，運行可靠性可較大提高，運行故障率降低，操作員操作簡便，減少了設備維修量，提高了設備的調(diào)速性能。

　?。?）節(jié)能。在煤礦生產(chǎn)中，風機、水泵、壓縮機等調(diào)節(jié)流量時，通常采用的辦法是調(diào)節(jié)閥門（氣門）開度來實現(xiàn)，很不經(jīng)濟。若通過變頻器控制轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風量、流量，將會起到節(jié)約能源、提高經(jīng)濟效益的作用。

　?。?）其它。變頻器在煤礦生產(chǎn)應用中還有利于產(chǎn)品的標準化，電機設備的防爆化，電源設備體積減小等特點。

　　3.變頻技術在空壓機中的應用

　　當前空壓機的使用現(xiàn)狀存在以下缺陷：1.啟動方式。使用直接啟動或者用轉(zhuǎn)子串電阻起動方式起動，設備起動時電流大，對電網(wǎng)和機械設備造成較大的沖擊，大大縮短機械設備的壽命。2.壓風系統(tǒng)采用開環(huán)方式。設備壓力系統(tǒng)通過壓力調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)空壓機的載荷與卸荷。壓風系統(tǒng)若采用開環(huán)控制方式，供風壓力會在上、下限之間波動，不能保證設備恒壓供風。這種運行方式將頻繁地起動設備和電動機，對電網(wǎng)和機械設備造成巨大的沖擊，設備的壽命大為縮短，設備維護量增加。

　　對其進行變頻改造方案：1.選用變頻設備啟動。2.變頻設備有壓力閉環(huán)控制及開環(huán)控制手動調(diào)節(jié)兩種控制方式，有一個開關可以進行選擇。