1.變頻技術原理及國內外應用現狀

　　變頻技術即改變電流頻率的技術，在傳統的電器設備中所用到交流電頻率是不變的，其轉速一經啟動就不能改變，通過變頻技術可以實現設備以不同的轉速運轉來適應不同的生產需要。變頻技術的發展歷經了各種電器器件的更新換代，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發展。而在變頻技術控制方面，上世紀70年代脈寬調制變壓變頻調速研究首先進入人們的視野，80年代中期鞍形波脈寬調制變壓變頻調速模式作為脈寬調制變壓變頻調速的優化模式被提出，80年代后期又出現了矢量控制變頻調速和直接轉矩控制變頻技術。調速系統的集成度越來越高，以單片機為基礎又研究出了數字信號處理器、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，我國在自行開發和研制的高壓變頻器方面取得了很大成績，在鋼鐵行業和電力行業得到很好的應用。交-交變頻調速系統的迅猛發展，在大型機電設備調速中得到廣泛應用［1］。

? ? ? ? ? 2.變頻技術應用特點

　　（1）調速。在煤礦生產中，提升機一般采用轉子串電阻方式調速，調度范圍小，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，提高了設備的調速性能。

　　（2）節能。在煤礦生產中，風機、水泵、壓縮機等調節流量時，通常采用的辦法是調節閥門（氣門）開度來實現，很不經濟。若通過變頻器控制轉速來調節風量、流量，將會起到節約能源、提高經濟效益的作用。

　　（3）其它。變頻器在煤礦生產應用中還有利于產品的標準化，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狀存在以下缺陷：1.啟動方式。使用直接啟動或者用轉子串電阻起動方式起動，設備起動時電流大，對電網和機械設備造成較大的沖擊，大大縮短機械設備的壽命。2.壓風系統采用開環方式。設備壓力系統通過壓力調節器來調節空壓機的載荷與卸荷。壓風系統若采用開環控制方式，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控制及開環控制手動調節兩種控制方式，有一個開關可以進行選擇。