风光6kV高压提升机变频器，采用若干个低压逆变器功率单元串联的方式实现直接高压输出，移相变压器有18组付边绕组，每相分为6个功率单元，三相共18个单元，采用36脉冲整流，输入端的谐波成分远低于国标规定。高压提升变频器功率单元电路如图2所示。系统控制器核心由高速32位芯片运算来实现，精心设计的算法可以保证电机达到最优的运行性能。人机界面提供友好的全中文监控和操作界面，同时可以实现远程监控和网络化控制。PLC控制器用于柜体内开关信号的逻辑处理，以及与现场各种操作信号和状态信号的协调，增强了系统的灵活性。控制器及各控制单元板中采用先进的单片机等大规模集成电路和表面焊接技术，系统具有极高的可靠性。

另外，控制器与功率单元之间采用多通道光纤通讯技术，低压部分和高压部分完全可靠隔离，系统具有极高的安全性，同时具有很好的抗电磁干扰性能，并且各个功率单元的控制电源采用一个独立于高压系统的统一控制器，方便调试、维修、现场培训，增强了系统的可靠性。

高压提升变频器是整个提升机系统的一个核心部分，它具有与电控操作系统相适配的各种接口。它接受操作台电控系统的操作命令，同时它又将运行状态，包括工作频率、电机电流、电源电压及故障信息随时送给电控系统。变频器本身又将工作信号及工作状态自动记录以备查阅，依据用户要求连接打印设备，每班数据打印，形成设备报表。变频器的所有输入、输出接口均进行了隔离，避免对变频器引入干扰。当电机处于负力提升时，变频器实时检测进行能量回馈电网。

4 风光高压提升机变频器的突出特点

风光高压提升机变频器除具有普通高压变频器的功能外，还针对提升机控制，具有以下突出特点：

（1）电源输入励磁涌流限制技术：该技术使得系统在每次上高压电时的冲击电流小，对电网的冲击也很小。

（2）系统断电自动保护技术：确保任何情况下系统都能安全运行。如果没有，提升机重载下放过程中，遇到系统停电时，会造成单元损坏甚至整个系统瘫痪。

（3）变频装置为直接高-高结构，直接6kV输入，直接6kV输出，可以直接安装使用，不需要对系统进行任何改造。

（4）功率单元自动旁路技术：在提升机运行过程中，意外出现一个或几个功率单元故障时，系统可以自动将故障单元旁路，系统进入星点偏移控制，保持输出的线电压平衡，同时保持最大输出转矩、电压，完成本次提升任务。

（5）独立的控制电源技术：独立的控制电源技术，系统在不上高压电的情况下可以检测系统各个关键点的波形和调试、培训等，方便用户自行检修和维护。

（6）空载低损耗控制技术：变频系统在待机状态下，空载损耗小，经实测比通用技术产品要低2～3倍。

（7）采用矢量控制技术，电机可四象限运行，具有不施闸悬停和力矩预置技术。

（8）承诺可以现场进行试验：1～2个单元故障可以旁路，完成一个提升循环。提升机满载、全速提升和下放时，电源停电试验，变频器确保不损坏。

（9）风光变频器单元内电解电容因采取了本公司的专利技术（专利号ZL 2003 2 017356.2），可将其使用寿命提高一倍。

（10）提升机变频器具有回馈制动、直流制动、安全制动等多项制动方式，保证了提升机可靠运行。

（11）具有完备的与电控系统对接的各个接口，实现与提升机电控系统无缝连接。

5 高压提升机变频拖动方案

5.1 主回路接线

该矿井2台提升机的控制方式相同，以其中1#提升机变频改造为例介绍如下。主回路接线如图3所示。

5.2变频控制与操作台接口

变频器与电控系统连接框图如图4所示。

（1）速度控制信号输入

电控系统给一路4～20mA模拟量速度信号。

（2）模拟量输出

系统提供两路模拟输出，模拟量输出设定为4～20mA输出电流和输出频率。

（3）与操作台远程控制

上提、下放、安全回路输入、安全回路输出、变频就绪、故障输出。

6 变频运行情况

2016年8月，现场开始安装、调试变频器。调试人员根据现场工况情况：电动机没有装旋转编码器，把变频器工作方式设置为无旋转编码器矢量控制工作方式，首先带空电动机进行参数辨识，然后带滚筒运行情况对参数进行微调。为了验证变频器的输出力矩，在现场把罐笼装满最重的沙石料（超过额定负载量）然后把罐笼放在水中，靠水的吸力增大重量。根据以往工作经验，这种情况如果采用串电阻提升机通常会出现拉不动跳高压情况，就是在负载稍轻的时候能够拉动，但是，在罐笼拉出水面瞬间会出现大幅度的颤动现象；现场准备就绪后开始启动，变频器运行在2.0Hz，输入电流在23A，输出电流达到210A（电动机额定电流144A）的情况下罐笼缓慢的从水中被提上来，没有出现罐笼晃动现象；为了验证下放回馈能力，现场把正常工作使用的伞钻作为重物进行试验（伞钻重量为15t，是由主提升机负责提升和下放），下放运行频率1.5Hz，输出电流110A，输入电流14A，变频器回馈工作正常。通过试验，变频器启动、停止以及调速过程中电动机声音正常，滚筒转动平稳。主井副提提升机通过改造后，实现了提升机的软启动、软停止，由于变频器运行稳定使现场生产效率得到了提高。特别是变频器采用回馈制动工作方式，在提升量基本相同的情况下，通过与主提提升机相比较变频运行时节电量达20%以上。

7 结束语

风光牌高压提升机变频器既可应用于新矿井提升机电控系统配套，也适用于老矿井提升机的改造，同时也适用矿井建设中。它不仅提高了矿山提升机控制技术和装备水平，实现了提升机高转矩、高精度、宽调速范围驱动，确保了提升机可靠运行，而且节能效果明显，是交流提升机电控系统发展的方向，应用前景广阔。

参考文献

[1]新风光电子使用手册[Z].新风光电子科技股份有限公司.

作者简介

郭培彬 男 工程师 供职于新风光电子科技股份有限公司