時間：2023-01-01 16:36:15
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇變頻技術論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1變頻器變換頻率參數方法
（1）交流-交流變頻，使固定的交流電源轉換成頻率變化的交流電源，主要特點是沒有中間環節，缺點為變換的頻率范圍不大。（2）交流-直流-交流變頻，使固定的交流電源轉換成直流，將直流電源轉變成頻率變化的交流電。由于直流到交流環節易于控制，因此，頻率可調節范圍和提高變頻電機特性等，具有明顯的優勢。其裝置在煤礦井下已大量使用。如圖1所示為交直交變頻器的主電路圖。這種方法只適用于小容量逆變器，不常用。還有一種方法為脈寬調制，逆變器電壓的大小經過變化，使輸出脈沖進行變化。現在國內外變頻器技術以驚人的速度在發展，在不同的功能上，模擬早期的設置已被設定數字量取代，特別是在我國煤礦井廣泛應用，帶來了巨大的經濟和社會效益。
2變頻調速技術的應用
使用PID控制器和可編程控制器（PLC）控制技術來控制變頻器，反向，速度，加速，減速時間，實現各種復雜的控制，為適應煤礦提升，壓風，排水，電牽引采煤機設備的要求。提升機PLC，PID變頻控制技術更為復雜，這里不介紹了。壓風機為例，對變頻調速控制技術和功能的應用，證明變頻調速技術的優越性和經濟效益的描述。在正常操作壓力風機，當罐內壓力達到規定的壓力，通過壓力調節器處于閑置狀態，風機的壓力，為了降低儲罐壓力，當氣體儲罐壓力低于規定壓力，機器正常使用工作。但空氣壓縮機輸出壓力波動較大，不能達到理想的空氣壓力，直接影響到氣動工具的正常運行。在變頻技術的使用，確保空氣壓縮機輸出壓力保持不變，總是讓空氣壓縮機輸出壓力保持在正常的工作壓力水平，大大提高煤炭生產效率。與傳統的PID控制對比，檢測信號反饋給變頻器控制量，以控制變量的目標信號進行比較，以確定它是否是預定的控制目標，根據二者之間的差異進行調整，達到控制目的。如儲氣罐壓力超過目標值（氣艙壓力給定值），應調節壓縮空氣同氣艙壓力值近視平衡。相反，如儲氣罐壓力低于目標，應調節儲氣罐壓力同目標壓力近視平衡。通過對變頻調速技術在壓風機上的應用，可以達到空氣壓縮機輸出壓力基本上保持恒定的生產價值的需要，空氣壓縮機輸出壓力始終保持在最佳狀態下生產。
3變頻調速技術優點和效益
通過與以往的控制技術相比變頻調速技術具有十分明顯的優勢，并帶來了可觀的社會和經濟效益。其具有的優點如下：（1）隔爆性能可靠。（2）安全性高。（3）性能齊全，完全達到《煤礦安全規程》規定要求。（4）設備運行時可靠性高。（5）速度調節范圍寬。（6）操作簡單，維修方便。（7）速度平穩。（8）節能環保。實踐證明，煤礦井下采用了變頻調速系統后，節能效果是十分明顯的。可以從幾個方面來體現：（1）減少了故障的經濟效益，比較直流電動機的調速性能、事故率、檢修時間、影響生產、維修成本等有著不可相比的經濟效益。（2）提高生產率的經濟效益。由于變頻調速技術的應用，使設備運行質量，生產效率在相同的條件下，可以得到巨大的經濟效益。如提升機、皮帶輸送機、空壓機等在無機變速生產中都有著不可忽視的經濟效益。通過變頻調速技術在現代工業技術方面的推廣，特別是在煤礦產品上面的應用，給煤礦的安全生產帶來了巨大的社會和經濟價值，加快了煤礦的工業化進程，給經濟運行創造了良好的條件。相信在不久的將來，變頻調速技術將廣泛應用于煤礦生產中。
作者：馬智恒
礦產開發時不注重開發方法，造成資源浪費嚴重威脅企業利益。我國雖然是資源大國，有著充足的礦產資源，但礦產資源的不可再生性要求企業在進行礦產開發時必須重視開發方法，減少資源浪費。近年來，我國礦產開發的強度越來越大，礦產開發作為土地資源利用的主要途徑之一，對我經濟發展有深遠影響。但很多礦產企業人只要求進度，不重視開發水平。在利益的驅逐下，企業強化資源開發，礦產資源開發有很大的漏洞，很多礦產頻發資源浪費的現象，損害企業效益，因此企業應提高礦產開發的質量，確保資源合理開發，提高企業效益［1］。
二、變頻技術的應用
(一)變頻技術的具體方法
科學家在實踐中總結，變頻技術有利于充分利用資源，與傳統的技術相比，變頻技術在實踐中取得重大效果，不但有效減少資源的浪費，而且利于我國科學研究。變頻技術在人們日常生活中非常常見，變頻技術廣泛應用于電力行業、機械行業和其他多個行業。在生產中，變頻技術有顯著的節能效果，因此受到各個業界的廣泛應用。變頻技術在礦產開發的過程中，節能效果更為顯著。在礦產開發過程中良好利用變頻技術，利于資源合理開發，從而為資源的可持續利用做出貢獻。
(二)變頻技術應用的必要性
我國礦產資源在世界排名居先，但人口壓力過大，人均礦產資源占有量排名落后，因此只有合理的礦產資源才能適應我國國情。近年來，礦產資源過度開采，致使礦產資源的總量飛速減少［2］。我國經濟飛速發展，使用礦產資源的公司日益加大，企業間的競爭激烈，對礦產資源的開發力度加大，但企業在開發過程中忽視資源的合理開發，造成資源浪費。變頻技術能實現節能，在礦產資源開發過程中使用變頻技術，從而實現對礦產資源有效節約。變頻技術還可以降低礦產開采時造成的污染，這不但為我國環保事業做出貢獻，更利于企業可持續發展。
(三)變頻技術的使用意義
礦產資源在開發過程中的資源浪費是最嚴重的開采問題之一，資源浪費影響礦業發展，對能源可持續利用和企業發展造成嚴重危害，威脅國民經濟發展，礦產資源開采主要問題是資源浪費，通過變頻技術降低礦產開發時造成的礦產資源浪費，保證開發生產的順利進行，提高了礦業生產效率，促進國民經濟增長，合理的礦業開發也有效提高開發質量，避免資源浪費。我國作為人口大國，資源的合理利用非常關鍵。人是推動社會發展的核心，在生產和生活中只有提高人的主觀能動性，才能為企業帶來利潤。科學的變頻技術增強員工對礦產資源開發的熱情，員工對工作的內容有認同感，提高員工工作積極性，有效提高生產力。礦產資源的是我國經濟發展命脈，只有良好合理的礦產開發才能推動經濟發展［3］。
三、結論
在煤礦的機電工程的動力設計過程中，機械設備在正常使用的過程中可能并不需要在滿負荷的情況下進行長時間的工作。在這種情況下，為了在滿足生產過程中的動力需求下，應該盡量減少電力資源的浪費。本文認為利用變頻技術的特點可以幫助煤礦企業實現以上要求。變頻技術中包括了電機傳動技術、電力電子技術以及計算機控制技術，所以說變頻技術是一項包含了強弱電與機械的綜合技術。變頻技術的基礎原理就是通過半導體元件將工頻電流信號轉化為其他頻率，再將轉化的工頻交流電進一步轉化為直流電，根據逆變器對電壓和電流進行控制，最終實現煤礦機電設備的無級調速。綜上所述，煤礦機電工程中設備的變頻技術就是利用電極的轉速與電流頻率之間的同比增長關系，通過控制電流的頻率來調節電機的轉動速度。通過變頻技術能夠有效的控制電機的轉動速度，實現電機的穩定工作，提高工作效率，實現節省能源的目的。
2變頻技術在煤礦機電工程中的應用
在煤礦機電工程中，變頻技術在很多機電設備中都得到了應用，變頻技術不但能夠使得電機的工作狀態更加容易調節，而且通過現代控制技術能夠對機電設備進行遠程、智能的操作。
2.1變頻技術在提升機中的應用實踐
在現代煤礦機電工程中，煤礦提升設備的主要認為就是將煤礦中的礦石與生產工作人員運送到預先設置的地點，可以看到煤礦提升設備在煤礦的生產中作用無法被替代。但是煤礦由于生產的需要，提升設備需要頻繁的調整期提升的速度，并且常常需要關閉與啟動。傳統的對煤礦提升設備進行調速需要將金屬電阻裝入提升設備的電機控制電路之中，從而可以不斷的調整電阻的大小來控制電機的運轉。傳統的提升設備的調速裝置需要消耗大量的能源，并會產生大量不需要的熱量。而且傳統的提升設備的調速裝置的調速范圍非常有限，調節精度也不高。特別是在控制提升設備的下降的時候還需要使用制動裝置控制速度，所以對于電力資源的浪費是很大的，也會對煤礦生產過程造成隱患。而將變頻技術應用在煤礦提升設備之中，可以從根本上解決傳統的變速裝置所帶來的問題，不僅僅使得設備的運行更加平穩，而且使得生產過程更加安全。變頻技術的使用可以減少設備中繼電器的使用數量，減少電路的維護費用。而變頻技術的控制精度相對于傳統的速度調節裝置也具有更大的優勢，可以通過修改電路變成命令來實現對煤礦提升設備的系統功能的改變。事實上，通過變頻技術改變了提升設備的通過機械摩擦控制下降速度的減速方式，降低了設備磨損，延長了機電設備的使用壽命。
2.2變頻技術在皮帶設備中的應用
在煤礦企業的生產作業的機電工程中，皮帶設備與提升設備相比需要更加的功率。皮帶設備的工作原理是通過點擊轉動牽動皮帶的運轉，從而將皮帶上的礦石輸送到設備的地點。皮帶設備的工作原理要求其的運作必須通過輪轂與皮帶的相互摩擦而實現。皮帶設備的運作需要降到的啟動電流，目前我國國內大部分的煤炭企業使用液力耦合設備來實現皮帶設備的軟啟動，在軟啟動的時候啟動電流非常大，不僅僅使得電路中電壓產生較大的起伏，而且會加速皮帶設備中零件的損壞。液力耦合設備在運作過程中會產生大量熱量，使得相關設備的內部溫度上升，最終導致設備機械磨損增加，最終也會造成設備運行的安全隱患。將變頻技術引入到皮帶設備中，不但能夠取代液力耦合設備實現皮帶設備的軟啟動，而且使得皮帶設備在運行和啟動、停止過程中更加穩定，并且使得皮帶設備的能源利用率大大提高。
2.3變頻技術在通風設備中的應用
在煤礦企業的生產作業的機電工程中，通風設備由于其自身的作用在煤礦企業的所有機電設備中占據了非常重要的位置。為了保證生產現場的空氣流通，需要通風設備一致工作。但是隨著開采深度的增加，對于風壓的要求也越來越高，通風設備的功率也會隨之增加。這種情況下，要求通風設備應該具有隨著開采深度的變化而不斷的變化。并且通風設備在啟動的時候，需要較大的啟動電流。而是用變頻技術之后可以對通風設備轉動速度進行有效的控制，從而極大的減少能源的消耗，并增加通風設備的使用壽命。
3結語
關鍵詞變頻壓縮機變頻調速系統技術現狀
1引言
由于傳統的制冷系統采用定速壓縮機，因此人們對制冷系統及壓縮機的研究重點一直是在名義工況和額定轉速下穩態工作時的效率和其它工作特性上。傳統的制冷系統采用定轉速壓縮機，實行開關控制，利用壓縮機上附帶的鼠籠式電動機驅動壓縮機，從而調節蒸發溫度。這種控制方式使蒸發溫度波動較大，容易影響被冷卻環境的溫度。壓縮機電機在工作過程中要不斷克服轉子從靜止到額定轉速變化過程中所產生的巨大轉動慣量，尤其是帶著負荷啟動時，啟動力矩要高出運行力矩許多倍，其結果不僅要額外耗費電能，而且會加劇壓縮機運動部件的磨損。另外這種運行方式在啟動過程中還會產生較大的振動、噪聲以及沖擊電流，引起電源電壓的波動，因此應采用變頻壓縮機替代定轉速壓縮機，從而避免這種頻繁的起停過程。
而變頻調速技術主要由以下4個方面的關鍵技術組成：逆變器，微控制器，PWM波的生成以及變頻壓縮機的電機選擇。
2三種變頻壓縮機的研究狀況
針對變頻壓縮機的研究，是從往復活塞機開始的，但由于其往復運動的特點，影響到變頻特性的發揮；從而轉到滾動轉子式壓縮機、渦旋壓縮機等回轉式壓縮機上來，大大提高了壓縮機的性能。總體說來，實驗研究居多，而理論分析較少。
2.1往復式活塞壓縮機
日本東芝公司在1980年開發了往復式變頻壓縮機，又在1981年開發了轉子式變頻壓縮機，文獻[1]給出這兩種機器的制冷量和總效率隨頻率變化的實驗數據，從中可以看出往復式在頻率為25~75Hz時，效率高；而轉子式在30~90Hz時，效率高。并且兩種機型均存在效率最高頻率。在大于此頻率時效率緩慢降低，小于此頻率時，效率則下降很快。另外，Scalabrin測量一臺可變速的開啟式往復壓縮機在不同轉速下的制冷量和輸入功率，他指出這臺壓縮機的容積效率在轉速為1000rpm時最高，而等熵效率和制冷系數隨轉速的降低而增高[2]。Krueger討論了BPM電機及變頻器的設計，對轉速在2000~5000rpm的冰箱和往復式壓縮機進行了實驗研究，得到壓縮機的轉速為3000~5000rpm時制冷系數最高；而文獻[3]則給出了其對冰箱用往復式壓縮機的性能試驗和模擬計算結果，在其研究的轉速范圍內2000~4000rpm，制冷系數隨轉速的增加而降低。還有學者對往復式變頻壓縮機的熱力性能進行了仿真研究，計算了壓縮機內各部位的換熱量和壓力損失。
2.2滾動轉子式壓縮機
在1984年，日本東芝公司的Sakurai和美國普渡大學的Hamilton建立了簡單的滾動轉子式壓縮機的摩擦損失模型[4]，并選取不同的邊界摩擦系數和制冷劑在油中的溶解度計算了不同的轉速下的摩擦功耗。其結果與實驗值相比較，偏差較大。文獻[5]敘述了日立公司1983年批量生產的變頻轉子壓縮機在結構和材料上的改進。文獻[6]研究了單缸和雙缸轉子壓縮機的轉速波動，討論了電流頻率減小時，壓縮機性能降低的原因。文獻[7]采用低密度和鋁合金制作的滑片和轉子以降低高轉速時滑睡瑟轉子間的接觸力和轉子軸承承載。文獻[8]簡單分析了適當降低滑片的質量和厚度可以提高變頻轉子壓縮機的效率，并給出了氣缸、轉子和滑處的溫度及應力分布的有限元分析結果。Liu和Soedel分析了變頻轉子壓縮機的吸氣和排氣氣流脈動[9，10]和吸氣管氣缸間的傳熱及壓縮機的溫度分布[11]，討論了影響變頻轉子壓縮機容積效率和氣缸壓縮過程效率的因素，給出了他們用計算機模擬計算出的在不同轉速下的容積效率和壓縮過程效率，從實驗數據和文獻[1]的實驗可以看出，其計算的容積效率隨轉速的增大而很快的增大。
2.3渦旋式壓縮機
渦旋式壓縮機的原理早在1886年意大利的專利文獻[12]論及到了，1905年法國工程師Creux正式提出渦旋式壓縮機原理及結構，并申請美國專利[13]。渦旋式壓縮機是一種新型的容積式壓縮機，具有結構緊湊、效率高、可靠性強、噪聲低等特點，尤其是用于變頻控制運行。但由于沒有數控加工技術和缺乏對軸向力平衡問題的妥善解決方法，因而長期未能完成其實用化。進入70年代，美國A.D.L公司完成富有成效的研究，首先解決了渦旋盤端部磨損補償的密封技術。并在此基礎上與瑞士合作開發了多種工質的渦旋式壓縮機樣機。渦旋式壓縮機的真正規模生產始于日本。1981年日本三電（SANDEN）公司開始生產用于汽車空調的渦旋式壓縮機，1983年日立公司開始生產2~5Hp用于房間空調的渦旋式壓縮機。此外，在美國，自Copeland公司1987年建立渦旋式壓縮機生產線推出其產品后，Carrier、Trane、Tecumseh等公司也分別設廠生產高質量的渦旋式壓縮機。而變頻渦旋壓縮機已應用于柜式空調器上，節能效果明顯，制冷系數提高20%左右，成為目前渦旋壓縮機的一個研究熱點。
3變頻調速技術的發展及現狀
變頻調速技術適應于節能降耗和舒適性的要求，目前已應用于新一代的空調器上，在90年代初進入國內空調市場，其核心是：逆變器、微控制器、PWM波的生成和變頻壓縮機的電機。
3.1逆變器
變頻空調的核心部件是變頻器，其主要電路采用交-直-交電壓型方式。交-直過程一般采用單相二級管不可控直接整流，直-交過程一般采用6管三相逆變器，另有一個輔助電源，一個逆變器控制器和相應的驅動電路。
早期的變頻器采用分立元件構成，整流器采用單相倍壓整流電路，逆變器由6只分立的功率晶體管（GTR）構成。這種電路復雜，可靠性差。目前大部分廠家采用的逆變橋由6個絕緣柵極晶體管（IGBT）組成，其綜合了MOSFET和GTR的優點，開關頻率高、驅動功率小。隨著智能功率模塊（IPM）技術的發展應用，IPM正在逐步取代普通IGBT模塊。由于IPM內部既有IGBT的棚極驅動和保護邏輯，又有過流、過（欠）壓、短路和過熱探測以及保護電路，提高了變頻器的可靠性和可維護性。另外，IPM的體積與普通IGBT模塊不相上下，價格也比較接近，因此目前應用較為廣泛。比較成功的產品如：日本三菱電機公司所生產的PM20CSJ060型以及日本新電元公司生產的TM系列IPM模塊等。
功率因素校正（PFC）環節和逆變橋集成是新一代的空調器逆變電源技術。PFC技術的應用不但可以極大改善電網的工作環境，減少輸電線的損耗，而且在變頻工作時可以減小輸入端電感和輸出端電容器，減小模塊體積。因此PFC環節和IPM逆變橋集成一體化是家用空調器發展的必然。
3.2微控制器
微電子技術的發展使變頻調速的實現手段發生了根本的變化，從早期的模擬控制技術發展數字控制技術。目前國外一些跨國公司的微控制器產品占據著主要的市場，如：Motorola公司的MC68HC08MP16、Intel公司的80C196MC、三菱公司的M37705等。這些公司的產品性能價格比較高、功能強大，如帶有A/D轉換器、PWM波形發生器、LED/LCD驅動等，且一般都有OTP產品以及功耗低可長期穩定的工作。微控制器目前主要由單片機向DSP（信號處理器）過渡。以目前應用比較廣泛的TI公司的TMS320C240為例，其具有：50Ns的指令周期，544字的RAM，16K的EEPROM，12個PWM通道，三個16位計數器，兩個10位A/D轉換，WATCHDOG，串行通訊口，串行接口等，采用DSP，可使控制電路簡單，而且控制功能強大。
3.3PWM波的生成
在家用空調器中，目前國內大部分廠家采用常規的SPWM方法，在國外，在部分廠家以采用磁通跟蹤型SPWM生成方法，該方法以不同的開關模式在電機中產生的實際磁通去逼近定子磁鏈的給定軌跡—理想磁通圓，即用空間電壓矢量的方法決定逆變器的開關狀態，以形成PWM波形，該方法電壓利用率高，低頻諧波轉矩小，頻率變化范圍寬、運行穩定，具有比較好的控制性能。近期出現的PAM控制（PulseAmplitudeModulation）不采用載波頻率進行整流，而直接改變電壓，減少了整流所需的能耗，提高了變頻器的工作效率，滿足了節電和降低高次諧波的要求，使供暖能力得到提高。
3.4變頻壓縮機的電機
變頻壓縮機電機主要分為交流異步電動機和直流無刷電動機兩種。目前國內一些大的壓縮機生產廠家如：萬寶、松下、上海日立、東芝萬家樂等已有能力生產變頻壓縮機（包括交流機和直流機），交流電動機成本低，制造工藝簡單，但其節能效果較差。直流無刷電機拖動由無刷電機本身，轉子位置傳感器和電子換向開關組成。轉子磁極為永磁體，電樞繞組采用自控式換流，定子旋轉磁場與轉子磁極同步旋轉，通常采用按轉子磁場定向的定子電流矢量變換控制，既有普通直流電機良好的調速性能和啟動性能，又從根本上消除了換向火花、無線電干擾的弊端，具有壽命長、可靠性高和噪聲低，控制方便等優點。以1998年三菱電機公司開發的適用于空調壓縮機的節能高效直流無刷電機為例，其具有：轉子上安裝了8塊V字型永久磁體。磁體為埋入式，轉子不會在不銹鋼外殼中因渦流因而產生損耗；采用了新的壓縮機電機驅動方式，效率比普通的無刷電機高，但是這種壓縮機電機的價格較高。
關鍵詞： RS485；PLC；變頻器；串行通信；計算機論文
中圖分類號： TN773 文獻標識碼：A
1 PowerFlex 400P變頻器中Modbus的應用
1.1通信設置
硬件連接好后，要激活變頻器與外部設備之間的Modbus通信，需要設置如下參數（見表1）。
1.2 技術參數
2 S7-300 PLC中Modbus的應用
S7-300PLC本身不支持RS485通信，需要通過串行通訊模板CP341來實現。
2.1 Step7組態設置
進入硬件配置畫面，雙擊CP341模板，點擊Parameter…配置參數，在Protocol選型中選擇MODBUS Master，參照變頻器設置波特率、數據位、停止位、奇偶校驗等內容，設置好后需要通過Load Drivers裝載到PLC中。
2.2 程序設計
本文主要采用Modbus主站輪詢方式通過FB7/FB8功能塊進行讀取/發送數據。其中輪詢方式采用如圖3所示。在系統初始化完成后，手動啟動第一次輪詢作業，先輪詢1#從站。給1#從站發送查詢請求后，等待1#從站的響應，如果在指定的延時時間內接收到1#從站返回的數據，則執行2#從站。如果在指定時間內不能接收到從站的返回數據或接收錯誤，則跳過本站，執行下一個從站。
關鍵詞：鏈條鍋爐，控制系統，鍋爐控制技術，系統結構分析
0.引言
鏈條爐的爐膛是使燃料充分燃燒并放出熱能的設備。燃料(煤)由煤斗落在轉動的鏈條爐爐排上，進入爐內燃燒。所需的空氣由爐膛下面的風箱送入，燃盡的灰渣被爐排帶到除灰口。落入灰斗中，得到的高溫煙氣依次經過各個受熱面，將熱量傳遞給水以后，由煙囪排到大氣中。以變頻調速裝置對鏈條爐進行合理的設計控制方案，對舊有鏈條爐的改造還是新爐的制造都具有很大的現實意義[1-2]。
1.鏈條爐爐排問題分析
為了實現加煤和除灰的機械化，鏈條爐排結構作為燃煤工業鍋爐的一種燃燒方式，已應用相當廣泛。鍋爐中采用的鏈條爐排型式有鏈帶式，橫梁式和鱗片式三種。免費論文參考網。
（1）帶式爐排，它們的爐排片的形狀好象鏈節，用圓鋼串連成一個寬闊的鏈帶。爐排的傳動有變速箱傳動、間歇液壓傳動和晶閘管無級調速傳動等。間歇液壓傳動機構簡單，但間歇運動對燃料穩定燃燒不利，且液壓設備容易漏油，現在已很少采用。
（2）橫梁式爐排，橫梁式爐排的爐排片是安裝在橫梁上，爐排片不受力。橫梁固定在兩根或三根的鏈條上，鏈條的傳動，一般用前軸做主動軸，與電動機變速機械相連，前后軸上鏈輪嚙合，完成爐排的運行。免費論文參考網。鏈條上固定的許多橫梁，橫梁槽內裝有幾種型號的爐排片，有普通的爐排片，調整爐排片以及封閉爐排片等。
（3）鱗片式爐排，鱗片式爐排整個爐排根據寬度不同有4到12根互相平行的鏈條，拉桿穿過節距套管，把平行工作的爐鏈串連起來，組成鏈狀的軟性結構。免費論文參考網。爐鏈通過鑄鐵滾筒支承在爐排架上，沿支架支承面移動。鏈片上用銷釘固定爐排夾，爐排片就嵌插在爐排夾板上。當爐排轉到下部空行程時，爐排片可以翻開，清除粘在上面的灰渣，同時充分進行冷卻。這種爐排對鏈輪的制造和安裝要求較低，因為鏈條之間沒有鋼性連接、所以主動軸上幾個鏈輪的齒形參差不齊時也可以稍作自動調整，也正因為如此，在爐排較寬時，可能發生排片成組脫落或卡住現象。鱗片式爐排結構的鏈條具有一定的自調能力。由于鱗片式爐排是采用小直徑拉桿將平行工作的鏈條串聯而成鏈狀軟性結構，即使軸上幾個鏈輪之間齒形略有不齊時，鏈條能夠自動調整，使鏈輪與鏈條能正常嚙合。
2.系統結構
2.1 給煤控制系統給煤控制系統為一臺爐排電動機，系統采用一臺變頻器拖動一臺爐排電機。給煤控制變頻控制柜由PI調節器，小型可編程控制器FAB，變頻器，溫度傳感器等一起構成單閉環控制系統。在運行過程中，出水溫度產生變化，溫度傳感器將信號反饋給PI調節器，PI調節器根據溫度設定值同溫度傳感器反饋回來的實際值進行比較，其偏差經過PI調節器處理后給變頻器一個標準輸出(4～20mA或0～5V)，變頻器在通過輸出不同的電壓及頻率控制交流電機的轉速，從而改變爐排的運行速度，使偏差減小，達到控制出水溫度的目的。
2.2 送風控制系統送風控制系統共有一臺鼓風機，系統采用一臺變頻器拖動一臺鼓風機。系統的主回路電路圖與爐排電機相似。送風控制變頻控制柜由PI調節器，小型可編程控制器FAB，變頻器，傳感器等一起構成單閉環控制系統。啟動時，鼓風機按照上次停機時的頻率啟動；在運行過程中，煙氣含氧量產生變化，傳感器將信號反饋給PI調節器，PI調節器根據煙氣含氧量設定值同傳感器反饋回來的實際值進行比較，其偏差經過PI調節器處理后給變頻器一個標準輸出，變頻器在通過輸出不同的電壓及頻率控制鍋爐鼓風機的運行速度，使偏差減小，達到控制煙氣含氧量的目的。
2.3 引風控制系統引風控制系統共有一臺引風機，系統采用一臺變頻器拖動一臺引風機。系統的主回路電路圖與爐排電機相似。引風控制變頻控制柜由PI調節器，小型可編程控制器FAB，變頻器，傳感器等一起構成單閉環控制系統。由于鍋爐運行的時候需要保證爐膛負壓，所以在啟動時，引風機先運行，在爐膛負壓達到要求時才能啟動鼓風機，然后由遠傳壓力表檢測爐膛負壓變化并將信號反饋給PI調節器，PI調節器根據爐膛負壓設定值同傳感器反饋回來的實際值進行比較，其偏差經過PI調節器處理后給變頻器一個標準輸出，變頻器在通過輸出不同的電壓及頻率控制鍋爐引風機的運行速度，使偏差減小，達到控制爐膛負壓穩定的目的。
2.4 補水泵控制系統補水泵系統共有二臺補水泵電動機，系統采用一臺變頻器拖動兩臺補水泵，即“一拖二”模式。補水泵變頻控制柜由PI調節器，小型可編程控制器FAB，變頻器，傳感器等一起構成單閉環控制補水系統。在補水工程中，管網壓力產生變化，遠傳壓力表將信號反饋給Pl調節器，PI調節器根據壓力設定值同遠傳壓力表反饋回來的實際值進行比較，其偏差經過PI調節器處理后給變頻器一個標準輸出，變頻器在通過輸出不同的電壓及頻率控制交流電機的轉速，從而改變水泵的輸出量，使偏差減小，達到恒壓補水的目的。
2.5 循環泵控制系統循環泵系統有4臺循環泵，系統采用兩組一臺變頻器拖動兩臺循環泵，即“一拖二”模式。系統的電路圖與補水泵相同。雖然變頻器的保護功能很多，但這些保護功能都是針對電機進行的保護，而在變頻器的輸入端如果缺相還繼續運行的話，就會損傷到變頻器。為此在以上變頻器的輸入端利用繼電器和接觸器對變頻器進行了缺相保護。
3.結語
蒸汽鍋爐燃燒系統作為多輸入、出的具備復雜特征的耦合系統，其模型已在國內比較成熟。本文以某地鍋爐房變頻改造工程為例，設計出常壓蒸汽鍋爐的一套鍋爐變頻控制系統，其優點在于使用安全系數高，原材料需求低，無需控制蒸汽壓力與低控制精度。
【參考文獻】
[1]李霞，孫麗 鍋爐智能控制系統及抗干擾措施[J]. 自動化儀表, 2003,06.
[2]魏毅立，吳振奎，李華德，等. 采暖鍋爐智能控制[J]. 工業鍋爐,2003,04.
關鍵詞：變頻調速技術；提升機；礦山運輸；應用研究
中圖分類號：TP872 文獻標識碼：A
能源是社會發展的基石，隨著不可再生能源的枯竭，節能降耗已成為企業最重要的任務。當前變頻調速技術可以起到工業生產當中的節能作業，降低企業的生產成本，已在各專業領域得到了廣泛的應用。在礦山企業的運輸系統當中，變頻調速技術更是起到了關鍵作用。論文就變頻調速技術的優勢做了詳細地闡述，對變頻調速技術在礦山運輸提升機系統中的應用做了詳細地研究。
1.變頻調速技術的基本原理分析
當前我國礦山行業中基本上采用的交流電牽引采集技術，其中變頻調速設備當中都為異步電機理論原理，其轉速的計算公式為，n=60f（1-S）/P。公式當中的n是電機的標準轉速，單位為r/min；f是機電的定子頻率，單位為Hz；P表示電機定子的繞組極對數。由公式可以看出，只有當電機轉速同工作電源輸入頻率者有正線性關系時，就是變頻調速技術所期盼的方向，這時能認定對交流電機的要求就趨向于連續平滑大范圍調速性能，通過持續平滑調速來改善電源頻率，這樣就可以實現其變頻調速的性能，以上就是當前我國變頻調速技術應用的基本原理。
2.變頻調速技術在運輸提升機中的優勢分析
變頻調速設備在當前應用比較廣泛，其主要在于它的使用存在著很多的優點。具體在以下幾點：
（1）變頻調速技術可以調整電機的加減速時間，優化系統的啟動與停止，確保速度變化與運行的穩定性，從整體上來看就是提高了提升機系統運行效率。
（2）變頻調速技術在裝備的過程當中容易調試，后期的維修過程也非常簡單。礦山運輸當中，不同的階段和地點提升機的工作狀態不同。在安裝變頻調速裝置時，我們只需要根據現場工況來接線就可以，然后再設定相關的參數。
（3）變頻調速技術實行矢量控制的閉環方式，以額定轉矩輸出提升機的運行，來實現零速抱閘運行。可以輕松地實現全速控制，避免抱閘閉合帶來的不利影響，從而影響設備的使用。
3.變頻調速技術在礦山提升機的應用
3.1 礦山提升機的控制系統
礦山提升機運輸系統包括傳動系統、附屬系統、制動系統和操縱系統四大部分，具體情況如下所述。
（1）PLC系統。提升機系統當中有區別于其他的系統，當前采用雙PLC工作模式，主機一臺用于正常的工作，副機用于備用。假定工作PLC系統出現故障無法正常工作時，系統將會自動實行切換到備用PLC，保障整個系統的正常工作。應用PLC系統自身的高度集成，就能夠整合主滾筒軸、電動機軸、軸編碼器、天輪等參數，同時對提升器的運行速度、運行位置等進行監視，保障運行。
（2）信號控制。在礦山運輸現場，可以將提升系統中的狀態運行參數、故障保護信號、指示操作信號等，引入主控單元中，將數據參數、信號等與操作系統內容進行閉鎖或邏輯運算，最終輸出相應的控制指令。當系統l現異常信號時，就會根據相應的邏輯運算來進行分析，看是否發生了故障，系統能夠接收到的相應信號得到相應的結論，然后就會按程度進行相應的處置措施，發生故障就會在機位中顯示不同的故障類型，還可以發生相應的聲控報警。另外還有著監視監控系統能查看相應的信號，正常運行時相應的信號可以看到，也可以顯示出現故障時運行的各項參數。這樣就大大方便了相關維修技術人員根據數據進行故障的判定，可以及時的進行維修，保障系統的運轉。
3.2 運輸系統中提升機變頻調速技術的具體方案
（1）轉子回路調速系統。在系統加速過程中，每個交流接觸器實現吸合作用，轉子的網路電阻有所降低，以此保持加速力的平均值穩定性。若要實現提升機的低速度運行，需要在轉子中串入相應的大電阻。一般可以將低頻電源施加到定子繞組用來改善減速段的負力狀況，這種辦法叫做實行動力制動。當提升機的電動機處于工作時間時，方案會存在以下幾點問題：①觸點控制問題。大容量開關的應用使得系統維護難度增加了，降低了運行的可靠性；②開關有級調速問題，系統的加速度無法精準控制，所以就會導致調速不準；③運行的工作效率偏低，低速運會導致電阻消耗過高，不利于能量的利用效率；④耗費的功率為輸出功率的1/3，機械特性偏軟。此調速方案具有投資少，操作比較簡單，容易上手等優點，在小的礦山運輸系統中應用較多。
（2）模糊控制系統。控制提升機轉速過程中可采取二維輸入變量的方式。通過PLC系統的采樣功能，獲得精確的被控量，接相應程序與之進行定制對比，獲得誤差信號及誤差變化率等參數。將誤差信號以及誤差變化率的精確量轉化為模糊量，再通過模糊推理理論，獲得模糊控制量，實行解模糊處理，最終獲得控制信號，通過信號傳輸進行對象控制。模糊控制系統是屬于非線性控制，它的工作工作范圍和適用范圍都非常大，應用面非常廣，缺點在于應用的處理信息簡單，精度比較小。
結語
當前我國能源法已將變頻調速技術列為節能技術加以全面推廣，特別是在礦山等相關的能源需求大的行業。在礦山運輸系統當中應用變頻器的設備不僅僅起到節約能耗的作用，還可以維護設備的安全性，具有高度，高質量的優勢，這對提高企業的工作效率起到了積極的作用。變頻調速技術對推動我國礦山相關行業的發展起到了積極的作用。
參考文獻
[1]劉太廣.淺談變頻調速技術在礦山運輸中的應用[J].黑龍江科技信息，2008（30）：3.
[2]胡建成.變頻調速技術在礦山運輸中的應用[J].企業技術開發，2012（13）：88-89.
論文關鍵詞：凝結水泵，變頻改造，經濟性
0.引言
我國現有各種風機、水泵約五千多萬臺。由于負荷工況變化大，加之我國大馬拉小車的現象比較普遍，這些設備常常處于低負荷及變負荷運行狀態,運行工況點偏離高效點。采用變頻技術，會產生十分顯著的節電效果。根據2010年4月初中國電力企業聯合會的統計，我國的火力發電廠廠用電率為6.26%，節約廠用電，是降耗節能的重要途徑。
2008年, 蒙西發電廠廠用電率為11.36%。針對蒙西發電廠廠用電率偏高的情況，蒙西發電廠將凝結水泵由調解閥門開度調節流量改為變頻器調節電機轉速來調節流量，節電效果比較明顯。
1.電動機變頻器節電技術
1.1 電動機變頻器節電技術的研究現狀
在20世紀20年代，誕生了交流變頻調速理論。進入90年代，尤其是進入21世紀以后凝結水泵，變頻器在調速精度、調速范圍、驅動能力、運行效率及使用的可靠性、方便性等方面獲得了突破性的進展，性能超過直流調速系統。交流電機變頻調速技術成為節能的一種主要手段。
目前，變頻調速技術以其顯著的節電效果、優良的調速性能和廣泛的適用性成為電氣傳動技術的主流方向。
2.變頻調速節電技術研究
2.1 變頻器的調速原理
高壓變頻調速通過改變電動機定子的頻率實現調速。根據公式
N=60f1(1-S)/P (1)
公式1中，f 1為電機供電頻率，S =(n1-n)/n1為轉差率，P為電機極對數。當轉差率不變時，轉速和電源頻率成正比。連續地改變電源頻率，就可以平滑地調節電動機的轉速。
在交流電機調速系統中，可以改變電機的供電頻率來控制電機轉速，但變頻也必須改變電機電壓，即實現同時變壓變頻(VVVF)。否則，電機將出現飽和或欠勵磁，這一般都是對電機不利的。
2.2變壓變頻(VVVF)的控制原理
異步電動機的同步轉速是由電源頻率和電機極對數決定的，改變頻率時，同步轉速也改變。當電機在負載條件下運行時，電機轉速低于電機的同步轉速，滑差的大小與電機的負載有關。異步電動機的 T 型等效電路見圖1。電機定子每相感應電勢的有效值見公式2。
圖1 異步電動機的 T 型等效電路圖圖2 異步電機的控制特性圖
ES=4.44fSNSkNsΦm (2)
公式 2中,ES為氣隙磁通在定子每相中感應電勢有效值,fS為定子頻率，NS為定子每相繞組串聯匝數，KNs為基波繞組系數，Φm為每極氣隙磁通。異步電動機端電壓與感應電勢的關系式為：
US=Es+(Rs+jωsLs)Is （3）
在電動機控制過程中，需要考慮額定頻率以下和額定頻率以上兩種情況。
2.2.1額定頻率以上調速
在額定頻率以上調速時，頻率可以從 fsn 往上提高，但是端電壓 Us 不能繼續上升凝結水泵，只能維持在額定值 Usn，這將迫使磁通與頻率下降，在電機調速范圍內，異步電機的控制特性如圖2 所示。
2.2.2額定頻率以下的調速
繞組中的感應電勢是難以直接控制的，但當定子頻率fs 較高時，感應電勢的值也較大，因此可以忽略定子阻抗壓降，認為定子相電壓 US ≈ ES，則磁通可以用（4)式表示，并保持其為恒定值。
Φm=KUS/fS=const (4)
而低頻時，US 和 ES 都較小。如果仍然按 V/F比一定來控制，就不能保持電機磁通恒定。電機磁通的減小勢必造成電機電磁轉矩的減小。如果對定子電阻壓降進行補償，使 ES /fs ≈常量，這樣電機磁通大體上可以保持恒定，電壓與頻率的關系和機械特性如圖3和圖4。
圖3端電壓與頻率的關系圖 4 異步電動機機械特性
2.3變頻器的基本結構
2.3.1變頻器的組成
變頻器由整流器、中間直流環節、逆變器控制電路、保護裝置幾部分組成，見圖5。
圖5 通用變頻器的基本結構圖
⑴ 整流器：整流器的作用是把三相(單相)交流電整流成直流電。整流器有三相全波半控整流、斬控式整流器（PWM整流器）、三相全波橋式二極管整流等類型。
⑵ 逆變器：逆變器是將直流電壓或電流轉換成頻率、電壓可變的交流電，器件為全控型工作單元。
⑶ 中間直流環節：直流環節也稱濾波或儲能環節。由電感或電容組成，用于負載與整流器之間的無功功率的緩沖，抑制直流側電壓或電流的脈動。
⑷ 控制電路：控制電路由檢測電路，運算電路，控制信號的輸出、輸入和驅動電路組成。
3.蒙西發電廠凝結水泵變頻改造
3.1凝結水泵的節電技術分析（以B凝結水泵為例）
#1機A、B凝結水泵高壓電機變頻改造前耗電情況見表1。
在2009年度大修中將#1機A、B凝結水泵由閥門調節流量量改為變頻器調節電機轉速來調節流量， #1機A、B凝結水泵等高壓電機變頻改造后耗電情況見表2
表1蒙西發電廠#1機高壓負荷廠用電表單（變頻改造前）
序號
負荷
名稱
發電機出力16萬
發電機出力25萬
發電機出力30萬
電流(A)
功率kW
占廠用電百分比（%）
電流(A)
功率kW
占廠用電百分比（%）
電流(A)
功率kW
占廠用電百分比（%）
1
B凝結泵
25
258
1.42
54
464
2.18
84
關鍵詞：恒壓控制；PLC；供風系統
中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 (2012) 08-0000-02
隨著自動控制在日常生產生活中的日益普及，PLC控制技術也就越來越突顯了其重要性和便捷性。PLC變頻恒壓供風系統集變頻技術、電氣技術、現代控制技術、現代控制技術于一體。采用該系統實現了風機電機無極調速，依據在煤礦開采時用風量的變化情況自動調節系統的運行參數，在用風量發生變化時保持風壓恒定以滿足用水要求，是先進、合理的節能型供風系統，同時還可以提高供風系統的穩定性和可靠性。所以研究設計該系統，對煤礦開采的過程中起到的節能減耗作用是功不可沒的。
一、系統的構成及其工作原理
（一）恒壓供風系統的構成
本次論文中系統將采用4臺壓風機供風方式，選用專運用于工業環境中，特別是針對風機和水泵用的可編程控制器和內置PID控制模塊的變頻器作為此次系統的核心元件，還選用壓力傳感器進行壓力比較。系統還設有選擇開關K，可選擇系統在自動和手動狀態下工作。
1.自動控制狀態
當選用自動控制狀態下工作的時候，PLC將利用變頻器軟啟動一臺壓風機，系統啟動后，壓力傳感器檢測當前壓力，將當前管網內壓力轉換成4—20mA電流信號反饋到變頻器中，與預先設定的壓力進行比對，通過變頻器內置的PID控制模塊進行運算，來對變頻器的頻率進行調節，使得實際壓力與給定的壓力值相一致。但是如果在用風量較大的情況下，變頻器的頻率接近工頻時，且不能保證管網的實際壓力與給定的壓力值相一致的情況下，PLC將當前工作的變頻風機由變頻切換到工頻的工作狀態，并關斷變頻器，再將變頻器切換到另一臺風機上，由變頻器軟啟動該風機。這樣子，變頻器的連續調節和工頻風機的分級調節相配合，確保了恒壓供風的實現。
2.手動控制狀態
當選用手動狀態下工作的時候，可分別通過按鈕控制4臺風機單獨在工頻下運行與停止，這主要是為了在故障檢修的時候用的，這是為用戶應急設置的一種工作方式。
（二）恒壓供風系統的工作原理
電機有兩種工作模式，即：在工頻下和變頻下運行。四臺電機，分別為M1，M2，M3，M4，接觸器KM1，KM3，KM5，KM7，分別控制M1，M2，M3，M4工頻運行，接觸器KM2，KM4，KM6，KM8分別控制M1，M2，M3，M4變頻運行；FR1，FR2，FR3，FR4分別為四臺壓風機電機的過載保護用的熱繼電器，利用電流的熱效應原理工作的保護電路，它在電路中用作電動機的過載保護；QS1，QS2，QS3，QS4分別為變頻器和四臺壓風機電機主回路的隔離開關；熔斷器FU用于短路保護中，是電路中的一種簡單的短路保護裝置，使用中，由于電流超過允許值產生的熱量使串接于主電路中的熔體熔化而切斷電路，防止電氣設備短路和嚴重過載。
在本次恒壓供風的系統中，首先檢查線路安全，當一切準備好之后，將開關Q合上，供風系統便開始投入運行。
本系統采用是運行方式是四臺壓風機組循環變頻。即在運行時，四臺壓風機組中，只有一臺壓風機在變頻運行狀態下作變頻運行，其余三臺壓風機，都是在工頻的運行狀態下做恒速運行。
二、系統功能
系統有手動和自動兩種控制方式。
自動方式是正常恒壓供風狀態下的工作方式，在該方式下，一切管網的不同供風要求都將在系統的有效控制中。該方式的主要功能有：
（一）用戶可根據工業環境的現場實際需要任意設定管網壓力，系統會自動改變變頻器的頻率，對壓風機的運行個數進行自動地加減，以便達到維持設定風壓的恒定的目的。
（二）可以實現壓風機的綜合保護的功能。系統能夠自動檢測系統內電機溫度、電流等參數的變化，并根據不同情況發出報警信號和自動停車，實現了設備的綜合保護功能。
（三）能有效的延長風壓機組的設備的使用壽命。鑒于風壓機均采用變頻器進行軟啟動和軟停止，消除了啟動時大電流對電網的沖擊 對于幾臺主風壓機的運行遵循先開先停、先停先開工作機會均等原則進行選擇工作， 能有效延長每臺風壓機的使用壽命。
三、結論
在深入對目前國內變頻恒壓供風控制系統的控制方式作了一個細致的比較和分析之后，針對各個控制方式的優缺點的比較，確立了本次論文將采用可編程序控制器（PLC）控制方式，即以PLC和通用變頻器為系統核心來實現的變頻恒壓供風，確定了適合目前供風狀況的最佳控制方案。通過了PLC控制變頻器作為系統的核心部分，以閉環控制方式不斷采集傳感器反饋的管網風壓信號，經過PID運算調節，不斷與給定值進行比較，控制變頻器輸出頻率變化，實現恒壓供風的目的，這樣還是相對成功的。
參考文獻：
[1]王永華.現代電氣控制及PLC應用技術.北京:航空航天大學出版社,2008,2.北京:機械出版社,2007,1
[2]王樹主.變頻調速系統設計與應用[M].北京:機械工業出版社,2006
[3]楊后川,張瑞,高建設等.西門子 S7-200 PLC 應用 100 例[M].北京:電子工業出版社,2009,4
[4]西門子（中國）有限公司，自動化與驅動集團.深入淺出西門子S7-200 PLC（第2版）[M].北京:北京航空航天大學出版社,2005,4
[5]江明,王偉.變頻調速技術的發展概況及趨勢[J].安徽工程科技學院學報,2002,4
[6]廖常初.PLC 編程及應用[M].北京:機械工業出版社,2006,7
[7]向曉漢,陸彬.西門子 PLC 高級應用實例精解[M].北京:機械工業出版社,2010,1
[8]朱正中,胡亞非.風機變頻調速應用綜述[J].煤礦機械,2005,7
[9]王樹.變頻調速系統設計與應用[M].北京:機械工業出版社,2005
【關鍵詞】煤礦 礦山機電 變頻節能
在構建“資源節約型”社會的號召之下，煤礦領域也進行了一系列的改革，有效推動了社會的發展，其中機電設備中的變頻節能技術較為成功的實踐案例之一。該技術不僅節能效果優秀，而且機械性好，調節平緩而穩定。為了推動該技術的普及，我們首先需要對該技術有一個基本的了解。
一、變頻節能技術簡介
（一）基本原理
交流電動機的轉速受兩端電流頻率的影響，而變頻節能技術則可以通過對逆變器的調控，間接調整這個頻率值，從而調整交流電動機的輸出速度，這就是其基本原理。從本質上講，該技術之所以能夠調節電流頻率，主要是利用了電力半導體器件的不斷投切，其調節僅受負載的影響，所以生產效率較高，可以在低負荷工作時將輸出速度有效降低，能夠節約大量的電能。
（二）發展
變頻調速的核心部件為變頻器，由于該技術理論依據充分，為了使其更應用于現代應用，科研人員對其進行了深入研究，在各個方面均取得了顯著成果。
首先，控制模式上，已開始逐漸從傳統的頻比控制轉變為轉矩直接控制、矢量控制等先進模式;其次，新型功率器件，如三相橋式逆變器等得到了廣泛應用，有效提升了工作效率;再次，調速系統開始廣泛應用單片機、DPS、FPGA等先進數據處理部件，實現了高度的集成化;最后，變頻調速系統愈發智能化，已能實現網絡化控制、參數自動識別的操作。
二、變頻節能技術在煤礦機電設備中的應用
（一）在風機系統中的應用
風機系統對過載能力的要求較低，事實上，為了保證煤礦礦井的工作安全性，在設計過程中，我們已對風機保留了部分裕量，再加上老實調速多行截流方式，所以生產效率非常低，不少通風機常年工作效率均不足50%，這無疑會帶來大量的電能浪費。
以某礦井的風機改造為例，在改造前，其風機電動機為高壓繞組式電動機，改造后以鼠籠式電動機進行替換，并用變頻器1控2進行調速，使得風機最低轉速下降了61r/min，實際運行功率降低了超過2/3，且改造后礦井風量更加合適，這不僅更加有效地保障了工作人員的身體健康，同時還為企業節省了大量的電費（約每年56萬人民幣）。
以此為基礎，不少電器公司已然推出了更適應與煤礦礦區工作環境的變頻調速風機系統，如ZJT-30變頻調速系統，在兼具變頻功能的同時，還能夠實現瓦斯鎖閉、超溫斷電等高級功能，具備一定的防爆性能。
（二）在水泵系統中的應用
要調節煤礦礦井中的水流速度，必須注意對水泵的機械沖擊，而變頻調速具備極高的平穩性，因此非常適宜于水泵的調速。
已有學者結合變頻器與PLC元件的優勢，設計出了一套適宜于煤礦礦井的水泵監控、調速系統;同時也有已將該技術應用成功的范例，如某選煤廠在合格介質泵上應用此技術，實現了入料壓力的自動調節，使開停車頻率大幅下降，創造了大量的經濟效益。
（三）在礦井提升機中的應用
礦井提升機的作用主要是輸送人員、物資及設備，所以對其的安全性要求較高，需要保證其調速穩定性。常規的金屬電阻、鼓形控制器等散熱效果不好、電阻損耗大，適應性并不高，容易造成各種安全事故。將變頻節能技術應用于礦井提升機中，則能夠很好地解決此類問題。
其安全性主要表現在一下幾方面：第一，故障代碼可以直接顯示于顯示器上，方便了排查與解決;第二，繼電器外部控制線路簡單，且繼電器數量較少，能有效降低故障發生的概率;最后，可編程性高，適用于集成化、智能化管理。
目前應用較為廣泛的提升機變頻器，型號為JD-BP32-185P，是數字化控制變頻器的代表，提供專用控制軟件，且兼容性極高，適用于大部分電機及其控制系統，甚至能實現有效的遠程控制系統。
（四）在其他方面的應用
目前，在采煤機、膠帶輸送機和電鏟中，變頻調速系統也已有了廣泛的應用，為企業帶來的良好的經濟效益。
三、發展展望及總結
隨著科學技術及經濟的不斷發展，變頻節能技術已越來越多地應用于煤礦機電設備中，但應用面依舊受限，主要局限于流體負荷設備（如風機、水泵）和提升機、采煤機等機械動力負荷設備上，在其他重要設備，如開采鉆機等設備上的應用還不充分。因此我們還必須對之進行深入的研究，以使其更適應煤礦礦山中各種機電設備，滿足我國日益增長的礦山機械需求量，并提升其專業化及智能化程度，使其更好地為煤礦服務。
參考文獻：
[1]高學文.煤礦機電設備中變頻調速技術的原理與應用分析[J].世界家苑，2013（11）.
[2]宋峰.變頻調速技術在煤礦機電中的研究與應用[J].中國科技縱橫，2012（9）.
關鍵詞：西門子；S7-300PLC；提升機；測控系統
中圖分類號：TN77文獻標識碼：A
1引言
提升機在礦井生產中素有咽喉設備之稱，提升機對于礦井的安全生產有著至關重要的作用。提升機電力傳動系統復雜，控制系統要實現的控制功能較多，因此對于提升機的控制系統的設計，需要能夠滿足提升機頻繁制動和不同工作狀態相互轉換的功能需求。針對提升機如此復雜的控制要求，傳統的電氣控制難以實現，因此，必須借助于PLC自動控制實現。
本論文主要結合西門子S7-300在副井提升機自動控制系統上的應用，對提升機自動控制系統進行詳細的分析設計研究，以期從中能夠找到合理可靠的提升機控制系統設計應用方法，并以此和廣大同行分享。
2礦井提升機控制系統應用現狀分析
(1) 我國提升機控制技術應用現狀
我國礦井提升機一直承擔著井下與地面之間輸送人員或者貨物的重任，因此一直素有礦井咽喉設備之稱。我國礦井提升機控制技術相較于國外處于落后階段，國外已經發展到智能實時監控提升機并實現故障智能診斷技術，而目前我國提升機控制系統的技術，還普遍停留在原始的電氣控制階段，對于數字化控制技術、計算機智能控制技術目前還處于研究探索階段。縱觀我國的提升機電控系統控制技術的應用，發展緩慢，多數是借鑒或者仿制國外的電控系統，并且電控系統在實際應用中也存在一定的問題。
(2) 我國提升機控制系統應用中存在的問題
① 我國提升機電控系統沒有專業的生產廠家。這是我國目前提升機控制系統和控制技術發展的最大瓶頸。我國的提升機電控系統，要么直接從國外公司進口，這樣成本十分高昂，且后期設備維護維修十分不便；國內現有的提升機電控系統均是高校科研院所自發研制的電控系統，多數并不具備通用性。
② 我國提升機電控技術落后。目前僅僅在一些大型煤礦上的先進提升機才采用了計算機、PLC或者數字控制技術，傳統的提升機電控系統都是采用電氣化控制系統，繼電器、接觸器控制廣泛使用，導致能耗過高，控制不可靠，嚴重制約了我國提升機電控系統的發展應用。
③ 我國提升機控制系統安全性和可靠性較差。目前我國礦井提升機僅僅在上下井口端采用切除電阻的方法實現提升機運行速度的制動，制動能耗過高，造成提升機電控系統負荷太大，由此導致我國提升機控制系統安全性和可靠性較差。對于提升機運行過程中的關鍵工作參數、狀態參數及運行參數根本沒有實現實時監控，經常發生過卷或者超速等安全事故。
鑒于以上問題，我國必須要大力發展提升機在運行過程中的電控系統的自動化、智能化控制，逐步形成具有自主知識產權的提升機電控系統。
3西門子S7-300在副井提升機上的應用分析
3.1 基于PLC的控制系統設計
利用西門子S7-300構建提升機電控系統，根據提升機的工作模塊，將PLC電控以網絡化模式進行布控，分為主控PLC、監控PLC和信號PLC三個主從式控制PLC，其具體結構原理圖如圖1所示。
如圖1所示，信號PLC作為整個電控系統的信號管理站，負責對提升機工作過程中的狀態參數、環境參數及其必要參數做信號管理，統一發送至控制主站；監控PLC主要對提升機的關鍵控制參數，如井深、進口提升速度等指標進行實時監控，并受主控PLC統一調度管理；主控PLC一方面實現對監控PLC和信號PLC的控制管理，并對由監控PLC和信號PLC發送過來的數據信號進行整合管理，并發送至上位機進行集中管理、顯示、數據存儲等功能，以提高提升機工作過程的管理效率；另一方面主控PLC通過交流變頻調速裝置實現對同步電機的控制，進而實現提升機速度的電氣化控制，同時將提升機的工作參數再反饋回信號PLC和監控PLC，從而實現了PLC網絡控制系統對提升機的閉環控制。
3.2 基于PLC實現的提升機速度控制應用
提升機控制系統最為關鍵、也是最難實現的技術要點，就是對提升機運行速度的控制。借助于西門子S7-300的PLC，能夠很方便的實現對提升機速度的控制。
基于PLC實現的提升機運行速度的具體控制方案設計如下：
(1)（1）在井口與井底分別放置接近傳感器，一旦提升機到達接近傳感器，即可認定提升機即將到達井口或者井底，從而進入預定的制動階段。
(2)（2）利用光電傳感器和深度指示器配合使用，實時監控提升機當前所處巷道中的位置，并將位置轉化為數字量傳送至監控PLC，利用監控PLC與主控PLC的通信實現對提升機位置的實時監控。
(3)（3）一旦提升機觸發接近傳感器，由主控PLC發出調速指令給交流變頻調速裝置，由交流變頻調速裝置實現對電機轉速的調節，進而實現對提升機運行速度的調節與控制。
(4)（4）主控PLC利用監控PLC監測到的提升機當前運行速度與深度指示器的位置信號進行交叉運算，得出調速幅度，并將調速幅度指令傳輸給交流變頻調速裝置，從而實現無極調速；另一方面，監控PLC通過實時監測提升機的運行速度并反饋回主控PLC，主控PLC根據反饋回來的運行速度和程序中的預設值進行對比，結合PID調節算法實現對提升機運行速度的閉環調節與控制。
結語
提升機作為礦井安全生產的樞紐設備，其安全性對于整個礦山生產的安全起著舉足輕重的作用。我國目前提升機電控系統理論研究較為深入，但是實際技術應用還有待進一步提高和挖掘。本論文結合西門子PLC對提升機控制系統進行了設計分析，對于提升機電控系統及其控制技術的應用研究，不論是在理論研究方面，還是在實際技術應用方面，都具有一定的指導意義。當然，關于提升機電控系統方面的更多技術，還有賴于廣大礦井科技工作人員的共同努力，才能夠最終實現我國提升機電控系統及其控制技術的提高應用。
參考文獻
[1]姚書波.淺議我國礦井提升機電氣傳動系統的發展[J].科技信息,2007,(19):227.
[2]任雪振.礦井提升機電控設備的現狀及發展[J].礦山機械,2001,(9):26-27.
論文關鍵詞：給水方式；變頻供水；供水方案
0前言
基于計算機技術、變頻技術與水泵機組組合的新型機電一體化變頻供水方式，通過變頻器對水泵電機轉速的調節，使管網保持了穩定的供水能力滿足了人們對供水的不斷需求，近年來，已被城市和生活小區等廣泛采用。但實踐表明，對于用水量過于集中的公共建筑，變頻供水存在著如供水可靠性差，調節水量小，易造成停水等問題，節能作用也值得分析探討。
1變頻供水的調節水量
給水方式中，采用水泵加高位水箱聯動方式水箱是給水系統儲存、調節流量和穩定水壓的設備，水箱的生活貯水量不小于最高日用水量的12％最低不小于6m。變頻供水這種無水箱的給水方式，盡管水泵的出水流量是按照給水系統的設計秒流量確定，但由于無流量調節設備，總體來講，其水量的調節很有限，對用水量相對集中的建筑，在供水的可靠性方面很難保證。例如，某高校對3棟12層的教學樓、學生公寓和圖書館共采用了1套變頻供水系統，因學生作息習慣，造成了學生公寓、教學樓等用水十分集中且用水量較大。而且，學生用水時間性很強，其它時間用水量則趨于平衡。該運行中經常出現教學樓在學生課間休息等集中用水時段高層缺水現象，但學生公寓因利用了高位水箱進行水量調節，供水比較穩定。為此，教學樓改用了高位水箱后，缺水現象得到了很大改觀。其原因分析除供水管徑小，用水設備采用自閉式沖水閥當量qg= 6．0太大等，缺水主要原因是調節水量小造成的。由此可見，變頻供水保證率不高，不適于用水量過于集中的公共建筑。
2變頻供水的節能
以多層建筑給水方式為例，當外網壓力能滿足時為直接給水，當外網壓力不能滿足時采用設水箱和水泵的聯合給水及變頻水泵直接給水等。變頻給水將水泵加水箱的聯合給水方式中的水箱取掉，用變頻水泵直接供水到各用水點，但沒有利用城市管網的壓力，原來利用城市管網壓力進入水箱里的那部分水，必須經水泵提升，增加了水泵的負擔，增加了電能的浪費。但相對于水箱水泵聯合給水方式來說，降低了建筑的造價，運行費用也低。
變頻供水的水泵流量是按照室內給水水力計算中的設計秒流量計算的，而水泵和高位水箱聯合供水時水泵流量考慮到最高日最大小時流量，由此選擇出水泵流量。二者之間，水泵流量相差甚遠，由此帶來的電機功率的能耗也相差甚遠。例如，某住宅樓為13層，低區(1N6層)供水采用市政管網壓力直接供水，對高區(7～l3層)供水進行核算，其結果為設計秒流量q 5．661／s=22．37t／h；最大小時流量為4．7t／h。當供水方式選用變頻供水或者水泵加高位水箱聯合供水時，可以看出，變頻水泵的流量是水泵加高位水箱聯合供水流量的22．37／4．7=4．75倍。因水泵流量的不同，所選擇的水泵電機的功率的不同，其能耗將可想而知。
變頻供水節能是對比無高位水箱(水塔)供水而言的。因為水泵加高位水箱供水方式其進入水箱的供水管網的勢能是固定不變的。所選用的水泵能保證始終保持在最佳點(高效區)運行，水泵的效率最高。因此，目前對于用水量過于集中的公共建筑首選的供水方式仍是水泵加高位水箱，一般不宜采用變頻供水。
3變頻給水改造中的誤區
給水管網每日24h的用水量是不均勻的。為了保證用水的可靠性，初期選用的2臺大流量水泵的選擇都是按最不利條件進行，即按最大小時流量和揚程選定。特別是晚上，水泵常處于小流量下工作，經常出現“大馬拉小車”的工況，泵功率浪費嚴重。所以原有的水泵增壓給水系統的變頻改造中宜采用多臺泵的組合供水，而不是將原有的水泵采用變頻器進行簡單的控制就行了。在空間情況允許時，水泵的臺數的應根據實際用水時段的用水量確定，可以選用2臺水泵或3臺水泵變頻循環的形式，但水泵臺數過多，其投資費用偏高。
水泵調速的范圍是有限的，一般為100％～75％，超過此范圍將達不到節能的效果。對于常用的離心泵而言，變頻供水在小流量時由于要保證系統的壓力，其運行轉速約為工頻轉速的80％，運行功率約為額定功率的60％，消耗的功率約為相同大小恒速泵額定功率的1／4或更小，同時水泵效率下降比較大。例如，當變頻供水的功率為120kw，在小流量時，變頻泵實際的消耗約為1／4x120=30kw，其輸出功率接近于零，純屬無功消耗。
對于水泵在晚上或間隔時間較長時段的小零流量狀態，若場地空間允許，宜采用關閉變頻器及其它泵，直接啟動輔助小泵的控制供水，或者采用變頻泵自動睡眠和自動喚醒控制供水，以維持系統運行的效率較高，達到節能的目的。同時水泵的選型，應選用制造工藝較好的水泵，盡量保證在合理的調速范圍內，效率變化不大。
供水管網中，水泵的壓力是用來克服供水系統管線的沿程水頭損失以及提供管網的壓力的。因此，變頻供水系統適用于管網壓力變化越大越好，用水量規模越大，沿程水頭損失就越多，變頻供水的綜合性能就越明顯，越利于系統的節能。所以變頻供水不是對所有的供水系統都適用。例如，對于1～2棟住宅的供水不宜于采用變頻給水。
變頻供水系統與普通供水系統對同一供水管網而言，變頻給水通過水泵調速直接供水到戶，水泵的工況點是變化的；而后者水泵的工況點是固定的。因為變頻給水的水泵在調速運行后的大部分時間內效率都比工頻運行時有所下降。因此，普通供水系統在同樣的供水量下的能耗應該比變頻恒壓供水系統小。
