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　　為了降低礦井的生產(chǎn)成本，提高電機系統效率，目前越來(lái)越多的煤礦在進(jìn)行中、高壓電動(dòng)機變頻調速的技術(shù)改造。采用這種先進(jìn)的電機變頻調速技術(shù)，改善風(fēng)機、泵類(lèi)系統電機的調節方式，逐步淘汰閘板、閥門(mén)等機械節流調節方式，重點(diǎn)對大中型變工礦電機系統進(jìn)行調速改造，合理匹配電機系統，減少資源浪費。
　　一、緒論
　　（一）變頻調速技術(shù)簡(jiǎn)介。
　　變頻調速技術(shù)是一種以改變交流電動(dòng)機的供電頻率來(lái)達到交流電動(dòng)機調速目的的技術(shù)。電機有直流電機和交流電機。直流機調速容易實(shí)現，性能好，因此過(guò)去生產(chǎn)機械的調速多用直流電動(dòng)機。但直流電機由于采用直流電源，它的滑環(huán)和碳刷要經(jīng)常拆換，故費時(shí)費工，成本高，給人們帶來(lái)太大的麻煩。因此人們希望讓簡(jiǎn)單可靠廉的交流電機也像直流電動(dòng)機那樣調速。這樣就出現了定子調速、變極調速、滑差調速、轉子串電阻調速、串極調速等交流調速方式。
　　（二）國內研究現狀。
　　我國是一個(gè)能源生產(chǎn)大國，但我國同時(shí)也是一個(gè)能源匱乏國，隨著(zhù)能源危機的加重，各行各業(yè)都應該實(shí)現節能減排。工礦企業(yè)作為能耗企業(yè)，如果實(shí)現節能減排則顯得尤為重要。異步電動(dòng)機作為這些企業(yè)的主要動(dòng)力設備，所以實(shí)現異步電動(dòng)機的節能就是實(shí)現企業(yè)的節能。變頻器作為一種新型節能減排技術(shù)則得到了廣泛的應用。
　　二、交流電動(dòng)機調速
　　（一）交流變頻調速技術(shù)的發(fā)展。
　　交流電動(dòng)機的調速系統是一項以大功率電力電子器件為基礎的新型技術(shù)學(xué)科在過(guò)去的十幾年間由于大功率電力電子器件的不斷出現，使交流電動(dòng)機的調速技術(shù)取得了很大的發(fā)展。
　　1.交流電機
　　交流電機是用于實(shí)現機械能和交流電能相互轉換的機械。由于交流電力系統的巨大發(fā)展，交流電機已成為最常用的電機。交流電機與直流電機相比，由于沒(méi)有換向器，因此結構簡(jiǎn)單，制造方便，比較牢固，容易做成高轉速、高電壓、大電流、大容量的電機。交流電機功率的覆蓋范圍很大，從幾瓦到幾十萬(wàn)千瓦、甚至上百萬(wàn)千瓦。
　　2.直流電機
　　直流電機的結構應由定子和轉子兩大部分組成。直流電機運行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱(chēng)為定子，定子的主要作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)，由機座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。運行時(shí)轉動(dòng)的部分稱(chēng)為轉子，其主要作用是產(chǎn)生電磁轉矩和感應電動(dòng)勢，是直流電機進(jìn)行能量轉換的樞紐，所以通常又稱(chēng)為電樞，由轉軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風(fēng)扇等組成。
　　（二）交流調速的方式。
　　異步電機得調速方法可以有改變轉差率，改變磁極對數及變頻三種。其中改變轉差率的方法又可以通過(guò)調定子電壓，轉子電阻轉差電壓以及定、轉子供電頻率等方法來(lái)實(shí)現。
　　1.串極調速
　　它是將繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機的轉差功率回饋到電網(wǎng)的一種比較經(jīng)濟的調速方法，可以又低同步及高同步兩種串調方式。
　　2.矢量變換控制調速
　　它是模擬直流電及得控制特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行交流機的控制。
　　3.變頻調速
　　它是一種最有發(fā)展前途得一種調速方式，其調速花樣繁多。
　　三、變頻調速原理
　　（一）異步電機變頻調速原理。
　　交流調速是通過(guò)改變電定子繞組的供電的頻率來(lái)達到調速的目的的，但定子繞組上接入三相交流電時(shí)，定子與轉子之間的空氣隙內產(chǎn)生一個(gè)旋轉的磁場(chǎng)，它與轉子繞組產(chǎn)生感應電動(dòng)勢，出現感應電流，此電流與旋轉磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生電磁轉矩。使電動(dòng)機轉起來(lái)。電機磁場(chǎng)轉速稱(chēng)為同步轉速，用n0表示：
　　式中：f為三相交流電源頻率，一般是50Hz；
　　為磁極對數。當p=1時(shí)，n0=3000r/min；p=2時(shí)，n0=1500r/min。
　　由上式可知磁極對數p越多，轉速n0就越慢，轉子的實(shí)際轉速n比磁場(chǎng)的同步轉速n0要慢一點(diǎn)，所以稱(chēng)為異步電動(dòng)機，這個(gè)差別用轉差率表示：
　　在加上電源轉子尚未轉動(dòng)瞬間，n=0，這時(shí)s=1；啟動(dòng)后的極端情況n=n0，則s=0，即在0～1之間變化，一般異步電動(dòng)機在額定負載下的 s=1%～6%。綜合（3-1）和（3-2）式可以得出：
　　由式（3-3）可以看出，對于成品電機，其極對數已經(jīng)確定，轉差率的變化不大，則電機的轉速與電源頻率成正比，因此改變輸入電源的頻率就可以改變電機的同步轉速，進(jìn)而達到異步電機調速的目的。
　　（二）電動(dòng)機變頻調速方案的。
　　從經(jīng)濟角度來(lái)講，煤礦的大容量風(fēng)機、泵類(lèi)負載采用高壓變頻調速合理性很強，可以在節能過(guò)程中逐漸收回成本。大功率的異步電動(dòng)機，現有的變頻器系統有兩種調速方式：“高――高”，“高――低――高”。
　　1.高――低――高變頻調速系統
　　采用兩級變壓的方式。先降壓，經(jīng)過(guò)降壓變頻器，再升壓，該模式對電力電子器件的要求降低。
　　2.高――高變頻調速系統
　　采用多個(gè)功率單元模塊串聯(lián)，直接高壓變頻轉換。這種方式節省了升壓、降壓變的投資及帶來(lái)的損耗，提高了效率。采用高壓變頻器的大容量電動(dòng)機系統一般都采用高――高模式。該調速系統由于采用了橋式整流電路，在整個(gè)調速系統中功率因數較高，不需要裝設功率因數補償裝置，又因為高――高變頻調速系統采用多重化脈沖控制，通過(guò)模塊輸出串聯(lián)疊加消除高次諧波的影響。
　　高――高變頻調速系統改善了系統的動(dòng)態(tài)特性，變頻器中逆變器的輸出頻率和電壓，都在逆變器內控制和調節，因此調節速度快，調節過(guò)程中頻率和電壓配合好，動(dòng)態(tài)性能好。此外，高-高變頻調速系統有很好的對負載供電波形。變頻器的逆變器輸出電壓和電流波形接近正弦波，從而降低了由于矩形波供電引起的轉矩降低問(wèn)題，從而改善了電動(dòng)機的運行特性。
　　綜上所述，高――高調速系統比高――低――高調速有著(zhù)明顯的優(yōu)勢，由于高――高調速系統是針對高――低――高調速系統缺陷研制的新一代調速系統，所以該調速系統是以后的發(fā)展趨勢。

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輸油泵電機的節能改造
　　高壓變頻調速是輸油泵電機的節能改造的有效途徑，通過(guò)調速技術(shù)，可以完全打開(kāi)泵出口閥，有效地避免了輸油泵出口閥的節流損失，同時(shí)還較好的減少輸油泵機組的機械沖擊、摩損和噪音，提高了安全系數，延長(cháng)了輸油泵機組的維護保養周期及使用壽命。

電機調速方式選擇與節能分析
　　無(wú)論采用變頻控制還是液力耦合控制，除電動(dòng)機本身的機械性能功率損耗外，均存在著(zhù)額外功率損耗。對于選擇調速需要的設備，初選調速方式，宜選目前技術(shù)已經(jīng)比較成熟的變頻調節方式為宜。

步進(jìn)電機全閉環(huán)控制技巧
　　當電機控制系統檢測到角度變化后，就可以控制電機向相反的方向轉動(dòng)，進(jìn)而達到穩定的效果。專(zhuān)業(yè)級無(wú)人機至少需要用到四至六顆無(wú)刷電機，用來(lái)驅動(dòng)無(wú)人機的旋翼，電機驅動(dòng)控制器則用來(lái)控制無(wú)人機的速度與方向。

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　　選擇功率步進(jìn)電機時(shí)，應當估算機械負載的負載慣量和機床要求的啟動(dòng)頻率，使之與步進(jìn)電機的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量，使之最高速連續工作頻率能滿(mǎn)足機床快速移動(dòng)的需要。

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　　交流伺服電機在沒(méi)有控制電壓時(shí)，定子內只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng)，轉子靜止不動(dòng)。當有控制電壓時(shí)，定子內便產(chǎn)生一個(gè)旋轉磁場(chǎng)，轉子沿旋轉磁場(chǎng)的方向旋轉，在負載恒定的情況下，電動(dòng)機的轉速隨控制電壓的大小而變化，當控制電壓的相位相反時(shí)，伺服電機將反轉。

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