一、 变频器的应用

矿山按产品类型可分为煤矿、金属矿和非金属等;按采掘方式可分为露天开采矿山和地下开采矿山两大类。

露天矿山是以大型设备为主要特点，要求优良的电气传动系统，以保证这些大型设备的高效率运行。露天矿山的这些大型设备包括用于穿孔的牙轮钻机，用于装载矿、岩石的电铲(挖掘机)，用于运输矿、岩石的大型汽车等。它们都要求电气传动系统具有良好的调速性能，目前这些大型设备大多采用直流调速传动系统。 地下矿山的生产较露天矿山复杂。由于井下生产的空间窄小，使生产设备环境潮湿、阴暗，粉尘大、噪音大、振动大、并有塌方的危险，工作条件十分恶劣。因此，井下生产设备的体积受限，这些设备以小型化为主，体积小、重量轻，对电气传动的要求不高。但提升、排水、通风、压气等固定设备是地下矿山的要害部门，也是耗电大户，因此，这些设备的安全运行和节能就显得至关重要。 根据我们多年来从事矿山电气传动的经验及在矿山进行变频调速的应用实践，我们认为，在矿山应用变频调速技术对于提高矿山生产设备的效率，节约电能都是至关重要的。

1、变频调速技术在矿井提升机中的应用

矿井提升机是地下矿山运输的主要设备。它是用一定的装备沿井筒运出矿石、废石、升降人员及材料、设备等运输环节。 矿井提升是地下矿山生产的咽喉，所以，无论哪种提升机，对电气传动的要求都很高，因为电气传动系统性能的优劣，可靠性的高低，都直接关系到矿山生产的效率和矿山生产的正常进行。对矿井提升机电气传动系统的要求是:有良好的调速性能，调速精度高，四象限运行，能快速进行正、反转运行，动态响应速度快，有准确的制动和定位功能，可靠性要求高等。 将变频调速技术应用于矿井提升机是矿井提升机电气传动系统的发展方向。采用变频调速的交流提升机可以克服直流调速系统和交-交变频调速系统的缺点，是提升机电气传动的发展方向。

2、变频技术在选矿厂砂泵中的应用

砂泵池系用于存放混合扫选溢流矿浆，由于矿石性质的不断变化等因素影响，泵池的液位波动较大，会出现溢流，砂泵抽空等现象，从而导致金属流失严重且影响砂泵使用寿命。砂泵耗能也是非常具大的。因此运用变频调整技术，通过对砂泵池的矿浆液位的检测对来实现对砂泵电机转速的自动控制，能够很好的解决此类问题，并且能够节约能大量的能耗，排矿均匀不会出现脉冲排矿。

二、变频器的特点

（1）安全可靠，延长设备的使用寿命。如大功率三相异步电动机的起动一般都要求加装起动装置，以降低起动电流，但象传统的起动器如Y/△起动，自耦变压器起动，虽然其设备简单，成本低，但都是有触点的起动设备，可靠性差，起动电流存在着较大的跳变和冲击现象，从而降低了设备使用寿命。 （2）节省电能，节约原材料，功耗随频率的立方近似成大幅度降低。

三、变频器基本功能

（1） 控制电机的启动电流

当电机通过工频直接启动时它将会产生7 到8 倍的电机额定电流这个电流值将大大增加电机绕组的电应力并产生热量从而降低电机的寿命而变频调速则可以在零速零电压启动（当然可以适当加转矩提升）一旦频率和电压的关系建立变频器就可以按照V/F 或矢量控制方式带动负载进行工作使用变频调速能充分降低启动电流提高绕组承受力用户最直接的好处就是电机的维护成本将进一步降低电机的寿命则相应增加。

（2） 降低电力线路电压波动

在电机工频启动时电流剧增的同时电压也会大幅度波动电压下降的幅度将取决于启动电机的功率大小和配电网的容量电压下降将会导致同一供电网络中的电压敏感设备故障跳闸或工作异常如PC 机传感器接近开关和接触器等均会动作出错而采用变频调速后由于能在零频零压时逐步启动则能最大程度上消除电压下降。

（3） 启动时需要的功率更低

电机功率与电流和电压的乘积成正比, 那么通过工频直接启动的电机消耗的功率将大大高于变频启动所需要的功率在一些工况下其配电系统已经达到了最高极限其直接工频启动电机所产生的电涌就会对同网上的其他用户产生严重的影响, 从而将受到电网运行商的警告, 甚至罚款如果采用变频器进行电机起停,就不会产生类似的问题。

（4） 可控的加速功能

变频调速能在零速启动并按照用户的需要进行光滑地加速而且其加速曲线也可以选择（直线加速S 形加速或者自动加速） 而通过工频启动时对电机或相连的机械部分轴或齿轮都会产生剧烈的振动这种振动将进一步加剧机械磨损和损耗降低机械部件和电机的寿命另外变频启动还能应用在类似灌装线上以防止瓶子倒翻或损坏。

（5） 可调的运行速度

运用变频调速能优化工艺过程并能根据工艺过程迅速改变还能通过远控PLC 或其他控制器来实现速度变化。

（6） 可调的转矩极限

通过变频调速后能够设置相应的转矩极限来保护机械不致损坏从而保证工艺过程的连续性和产品的可靠性目前的变频技术使得不仅转矩极限可调甚至转矩的控制精度都能达到35 左右在工频状态下电机只能通过检测电流值或热保护来进行控制而无法像在变频控制一样设置精确的转矩值来动作。

（7） 受控的停止方式

如同可控的加速一样, 在变频调速中, 停止方式可以受控并且有不同的停止方式可以选择（减速停车自由停车减速停车直流制动）同样它能减少对机械部件和电机的冲击从而使整个系统更加可靠寿命也会相应增加。

（8） 节能

根据实践得出结论，使用变频器比不使用变频器节约电能20%左右。

（9） 可逆运行控制

在变频器控制中要实现可逆运行控制无须额外的可逆控制装置只需要改变输出电压的相序即可这样就能降低维护成本和节省安装空间

（10） 减少机械传动部件

由于目前矢量控制变频器加上同步电机就能实现高效的转矩输出, 从而节省齿轮箱等机械传动部件, 最终构成直接变频传动系统从而就能降低成本和空间,提高稳定性。

（11）可以将变频器参数传至上位机，实现远程监控及控制变频。

（12）其它功能可根据现场需求添加。