煤礦提升機是煤礦生產的四大件設備之一，在生產中具有非常重要的地位。煤礦主井提升機主要作用是提煤，特殊情況下可能需要提升工作人員。
煤礦提升機對電氣傳動性能要求非常高，因為電氣傳動性能的好壞，會影響煤礦的生產效率，嚴重的甚至能影響煤礦的正常生產，煤礦提升機電氣系統要求可靠性高，調速特性硬，調速精度高，四象限運行，動態響應速度快，可以準確制動和定位。
目前國內的煤礦提升機調速系統主要有直流調速系統和交流調速系統，這里對直流調速系統不詳細分析，主要闡述交流調速系統。交流調速系統分為同步機調速系統和異步機調速系統，同步機主要用交交變頻器調速，異步電機主要用轉子串電阻調速。交直交高壓變頻器進入提升系統領域后，同步機和異步機的調速發展趨勢是會統一到交直交高壓變頻調速。
在高壓變頻器領域，中國的民族企業已經走在世界的前列，國產高壓四象限變頻器的性能，已經能夠和國際一些大品牌傳動廠商的產品性能相媲美了。在比國外產品具有更高的性價比的前提下，產品逐步得到用戶的認可，在國內市場的占有率迅速提高。
河南神火煤電股份有限公司葛店煤礦在2008年主井擴建改造時，將原
二、項目改造慨況
1、 設備技術參數
主機型號為：2JK-3/11.5E
卷筒尺寸：
提升速度：0
卷筒數量：2個
鋼絲繩最大直徑：Φ
鋼絲繩最大靜壓力差：90kN
盤型閘最大壓力：6.3MPa
盤型閘工作壓力：5 MPa
減速機型號：ZZDP
傳動比：11.257
電機型號：YB630-12
額定功率：710kW
額定電壓：6kV
額定電流：
功率因數：0.829
額定轉速：496r/min
變頻器型號：HIVERT-YVF06/096
額定容量：1000kVA
額定輸入電壓：6kV+10% -15%
額定輸入頻率：50Hz±10%
輸出電壓：0-6kV
輸出電流0
過載倍數：200%額定轉矩1分鐘
控制方式：有速度傳感器的矢量控制
變頻器形式：單元串聯多電平電壓源型
運行象限：四象限
制動方式：再生制動
2、 一次回路和控制系統
一次回路采用變頻一用一備的方式提高整個系統的可靠性。一次回路系統圖如圖2所示。
圖2 一次回路圖
控制系統包括制動系統，即液壓站和盤型閘；井底井口信號系統；自動裝卸載系統和傳動系統。系統之間的相互關系如圖3所示。控制系統中的裝卸載系統、井底井口信號系統及液壓站系統和所有的絞車控制系統中使用的區別不大，主要是傳動系統和傳統的轉子串電阻方式有很大的區別。
3、變頻調速和轉子串電阻調速的比較
1）變頻調速和轉子串電阻調速的比較
目前國內交流調速的主流，還是轉子串電阻調速，變頻調速占比重較小，而且主要還是同步機的交交變頻調速，國內的四象限交直交高壓變頻器調速技術是在2005年后發展起來的新技術，并且產品迅速成熟，很快成為未來提升機調速的發展趨勢，表1是轉子串電阻調速和變頻調速的比較。
表1轉子串電阻和變頻調速的比較
由以上的比較我們可以看出，在煤礦提升機上應用變頻器，必然是發展的大趨勢。
2）變頻器
傳動系統采用具有國際先進技術的帶編碼器的矢量控制、四象限運行、再生制動的交直交高壓變頻器。該變頻器具有低頻下啟動力矩大，適合恒轉矩重載啟動型負載。而主井的提升機正是這種負載。電機采用變頻鼠籠電機，電機具有獨立供電的散熱風機，使得電機的散熱不受電機轉速的影響，散熱風機受電控系統控制，電機啟動的同時啟動散熱風機。
HIVERT-YVF系列高壓變頻器采用的是和通用高壓變頻器基本一致的拓撲結構，為移相整流單元串聯多電平PWM電壓源電流控制型高壓變頻器。
HIVERT-YVF采用轉子帶速度反饋的矢量控制技術。在轉子磁場定位坐標下電機定子電流分解成勵磁電流與轉矩電流。維持勵磁電流不變，控制轉矩電流也就控制電機轉矩。電機轉速采用閉環控制。實際運行中給定轉速與實際轉速的差值通過PID調節生成轉矩電流IT。經過矢量變換將IT、IM變換為電機三相給定電流Ia*、Ib*、Ic*，它們與電機運行電流相比較生成三相驅動信號。
HIVERT-YVF系列變頻器采用的是有速度傳感器的矢量控制。因為采用了速度和輸出電流雙閉環控制，所以電機的調速特性非常硬，并且具備額定功率的能量回饋能力，實現變頻器拖動電機的急起急停，功率單元是一個輸入側由濾波環節、快熔和緩沖環節組成，這些環節為功率單元的整流、充電和有源逆變提供了保證。輸入濾波環節，濾除了IGBT開關產生的高次諧波，減小對電網的污染。緩沖環節限制了IGBT電流突變，保證IGBT不受沖擊電流的影響。快熔則是如果單元內部出現故障，電流過大，快熔則會保護單元，使單元內部電源斷掉，不至于造成更大的損害。同步整流和有源逆變部分的六個IGBT負責在拖動電機的時候做同步整流，在制動電機的時候做有源逆變。同步整流控制器實時檢測單元輸入電壓，利用鎖相控制技術得到輸入電壓相位和幅值，控制整流逆變開關管所構成的相位與輸入電壓的相位差，便可控制電能在電網與功率單元之間的流向。逆變相位超前，功率單元將電能回饋給電網，反之電能由電網注入功率單元。電功率大小與相位差成正比。電能的大小及流向由單元電壓決定，就同步整流而言，整流側相當于一個穩壓電源，與電功率大小及方向相對應的電網與逆變相位差由單元電壓與單元整定值之間的偏差通過PID調節生成。直流環節用電解電容來濾波。單元輸出用四個IGBT組成H橋，逆變輸出，串聯后驅動電機。圖7是功率單元的整流和有源逆變狀態的電壓和電流波形。
在電機處于加速或者勻速時，變頻器拖動電機運轉，為正力輸出，所以電流和電壓為同頻同相，變頻器處于整流——逆變狀態，此時電機為電動機狀態，電能通過變頻器轉換后送給電機轉化成機械能；當電機處于減速或者負力下放時，變頻器制動電機運行，為負力輸出，此時電機處于發電狀態，變頻器處于逆變——有源逆變狀態，變頻器的輸入電壓電流波形為同頻反向，機械能通過電機轉化成電能，電能通過變頻器的有源逆變回送到電網上去。
三、 系統運行效果
河南神火煤電股份有限公司葛店煤礦主井提升系統自2008年10月份調試運行成功至今，運行穩定。現場操作人員采用每周切換一次變頻器的方式，輪流使用兩臺變頻器，以保持兩臺變頻器狀態一致。
葛店礦井深
采用變頻器調速方式后，運行一個循環的時間準確，不隨負載變化和操作人員的操作不同而變化。變頻器在使用過程中，維護簡單，只需要定期清理過濾網，保持變頻器的清潔。變頻器的運行效率高達96%，所以運行過程中發熱量非常小，電氣室內溫升小。
圖8 系統運行速度圖和力圖
四、 總結
隨著高壓變頻器技術的進一步成熟，產品穩定性和可靠性的進一步提高，成本的降低，變頻器在煤礦提升機中的應用，迅速推廣和發展起來。
針對目前國內交流變阻調速提升機存在的速度控制性能差、能耗大，不易操作的現狀，研制成功礦井提升機大功率變頻器，滿足了提升機的各種運行方式，具有調速性能好、安全可靠、運行平穩、操作簡單、低頻轉矩大、節電效果顯著、功率因數高、諧波含量低等優點。
尤其是采用了再生制動方式的變頻器，使提升機在減速段或重物下放操作時變頻器能自動轉入發電反饋狀態，使制動更平穩，操作更簡單；有速度傳感器的矢量控制的應用，使得變頻器具有低頻轉矩大、調速平滑、調速范圍廣、精度高、操作簡單的特點；HIVERT-YVF系列變頻器運用了通用高壓變頻器的成熟技術，使得運行安全穩定、故障率低、基本免維護，技術先進、保護齊全，操作方便，節能效果顯著（與原電阻調速系統相比，可節電10%-30％以上），功率因數高（0.95以上），諧波含量極少，符合國家對電網要求的國家標準等優點。
&nb,sp;
四、 總結
隨著高壓變頻器技術的進一步成熟，產品穩定性和可靠性的進一步提高，成本的降低，變頻器在煤礦提升機中的應用，迅速推廣和發展起來。
針對目前國內交流變阻調速提升機存在的速度控制性能差、能耗大，不易操作的現狀，研制成功礦井提升機大功率變頻器，滿足了提升機的各種運行方式，具有調速性能好、安全可靠、運行平穩、操作簡單、低頻轉矩大、節電效果顯著、功率因數高、諧波含量低等優點。
尤其是采用了再生制動方式的變頻器，使提升機在減速段或重物下放操作時變頻器能自動轉入發電反饋狀態，使制動更平穩，操作更簡單；有速度傳感器的矢量控制的應用，使得變頻器具有低頻轉矩大、調速平滑、調速范圍廣、精度高、操作簡單的特點；HIVERT-YVF系列變頻器運用了通用高壓變頻器的成熟技術，使得運行安全穩定、故障率低、基本免維護，技術先進、保護齊全，操作方便，節能效果顯著（與原電阻調速系統相比，可節電10%-30％以上），功率因數高（0.95以上），諧波含量極少，符合國家對電網要求的國家標準等優點。