时间：2023-01-01 16:36:15
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇变频技术论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
1变频器变换频率参数方法
（1）交流-交流变频，使固定的交流电源转换成频率变化的交流电源，主要特点是没有中间环节，缺点为变换的频率范围不大。（2）交流-直流-交流变频，使固定的交流电源转换成直流，将直流电源转变成频率变化的交流电。由于直流到交流环节易于控制，因此，频率可调节范围和提高变频电机特性等，具有明显的优势。其装置在煤矿井下已大量使用。如图1所示为交直交变频器的主电路图。这种方法只适用于小容量逆变器，不常用。还有一种方法为脉宽调制，逆变器电压的大小经过变化，使输出脉冲进行变化。现在国内外变频器技术以惊人的速度在发展，在不同的功能上，模拟早期的设置已被设定数字量取代，特别是在我国煤矿井广泛应用，带来了巨大的经济和社会效益。
2变频调速技术的应用
使用PID控制器和可编程控制器（PLC）控制技术来控制变频器，反向，速度，加速，减速时间，实现各种复杂的控制，为适应煤矿提升，压风，排水，电牵引采煤机设备的要求。提升机PLC，PID变频控制技术更为复杂，这里不介绍了。压风机为例，对变频调速控制技术和功能的应用，证明变频调速技术的优越性和经济效益的描述。在正常操作压力风机，当罐内压力达到规定的压力，通过压力调节器处于闲置状态，风机的压力，为了降低储罐压力，当气体储罐压力低于规定压力，机器正常使用工作。但空气压缩机输出压力波动较大，不能达到理想的空气压力，直接影响到气动工具的正常运行。在变频技术的使用，确保空气压缩机输出压力保持不变，总是让空气压缩机输出压力保持在正常的工作压力水平，大大提高煤炭生产效率。与传统的PID控制对比，检测信号反馈给变频器控制量，以控制变量的目标信号进行比较，以确定它是否是预定的控制目标，根据二者之间的差异进行调整，达到控制目的。如储气罐压力超过目标值（气舱压力给定值），应调节压缩空气同气舱压力值近视平衡。相反，如储气罐压力低于目标，应调节储气罐压力同目标压力近视平衡。通过对变频调速技术在压风机上的应用，可以达到空气压缩机输出压力基本上保持恒定的生产价值的需要，空气压缩机输出压力始终保持在最佳状态下生产。
3变频调速技术优点和效益
通过与以往的控制技术相比变频调速技术具有十分明显的优势，并带来了可观的社会和经济效益。其具有的优点如下：（1）隔爆性能可靠。（2）安全性高。（3）性能齐全，完全达到《煤矿安全规程》规定要求。（4）设备运行时可靠性高。（5）速度调节范围宽。（6）操作简单，维修方便。（7）速度平稳。（8）节能环保。实践证明，煤矿井下采用了变频调速系统后，节能效果是十分明显的。可以从几个方面来体现：（1）减少了故障的经济效益，比较直流电动机的调速性能、事故率、检修时间、影响生产、维修成本等有着不可相比的经济效益。（2）提高生产率的经济效益。由于变频调速技术的应用，使设备运行质量，生产效率在相同的条件下，可以得到巨大的经济效益。如提升机、皮带输送机、空压机等在无机变速生产中都有着不可忽视的经济效益。通过变频调速技术在现代工业技术方面的推广，特别是在煤矿产品上面的应用，给煤矿的安全生产带来了巨大的社会和经济价值，加快了煤矿的工业化进程，给经济运行创造了良好的条件。相信在不久的将来，变频调速技术将广泛应用于煤矿生产中。
作者：马智恒
矿产开发时不注重开发方法，造成资源浪费严重威胁企业利益。我国虽然是资源大国，有着充足的矿产资源，但矿产资源的不可再生性要求企业在进行矿产开发时必须重视开发方法，减少资源浪费。近年来，我国矿产开发的强度越来越大，矿产开发作为土地资源利用的主要途径之一，对我经济发展有深远影响。但很多矿产企业人只要求进度，不重视开发水平。在利益的驱逐下，企业强化资源开发，矿产资源开发有很大的漏洞，很多矿产频发资源浪费的现象，损害企业效益，因此企业应提高矿产开发的质量，确保资源合理开发，提高企业效益［1］。
二、变频技术的应用
(一)变频技术的具体方法
科学家在实践中总结，变频技术有利于充分利用资源，与传统的技术相比，变频技术在实践中取得重大效果，不但有效减少资源的浪费，而且利于我国科学研究。变频技术在人们日常生活中非常常见，变频技术广泛应用于电力行业、机械行业和其他多个行业。在生产中，变频技术有显著的节能效果，因此受到各个业界的广泛应用。变频技术在矿产开发的过程中，节能效果更为显著。在矿产开发过程中良好利用变频技术，利于资源合理开发，从而为资源的可持续利用做出贡献。
(二)变频技术应用的必要性
我国矿产资源在世界排名居先，但人口压力过大，人均矿产资源占有量排名落后，因此只有合理的矿产资源才能适应我国国情。近年来，矿产资源过度开采，致使矿产资源的总量飞速减少［2］。我国经济飞速发展，使用矿产资源的公司日益加大，企业间的竞争激烈，对矿产资源的开发力度加大，但企业在开发过程中忽视资源的合理开发，造成资源浪费。变频技术能实现节能，在矿产资源开发过程中使用变频技术，从而实现对矿产资源有效节约。变频技术还可以降低矿产开采时造成的污染，这不但为我国环保事业做出贡献，更利于企业可持续发展。
(三)变频技术的使用意义
矿产资源在开发过程中的资源浪费是最严重的开采问题之一，资源浪费影响矿业发展，对能源可持续利用和企业发展造成严重危害，威胁国民经济发展，矿产资源开采主要问题是资源浪费，通过变频技术降低矿产开发时造成的矿产资源浪费，保证开发生产的顺利进行，提高了矿业生产效率，促进国民经济增长，合理的矿业开发也有效提高开发质量，避免资源浪费。我国作为人口大国，资源的合理利用非常关键。人是推动社会发展的核心，在生产和生活中只有提高人的主观能动性，才能为企业带来利润。科学的变频技术增强员工对矿产资源开发的热情，员工对工作的内容有认同感，提高员工工作积极性，有效提高生产力。矿产资源的是我国经济发展命脉，只有良好合理的矿产开发才能推动经济发展［3］。
三、结论
高压变频技术隔爆型三相异步电动机由定子、转子、四轴承结构、强制风冷装置、轴电流引出装置、轴承液压泵系统装置等主要结构组成。电动机主体安装在对旋风机主风筒的最里层，1台对旋风机用2台电动机(左右出线各1台)。电动机的主要结构介绍如下:1)电动机定、转子铁心。铁心用径向通风道隔开，分段迭成。材料采用DW360硅钢片，使电动机的效率、功率因数都有所提高。2)电动机定子绕组。定子线圈采用经特殊绝缘处理的变频电动机专用电磁线(耐电晕220级)———聚酰亚胺－氟树脂复合薄膜绕包双玻璃丝包铜扁线。电动机每相绕组埋有2支Pt100，共6支，分为2组，一组使用，一组备用，以模拟方式输出信号，实现绕组的温度保护。3)电动机转子。转子为鼠笼式结构。采用铜条焊接，与轴采用热套配合，刚度好。轴由45号的圆钢和Q235－A的筋板组焊而成，并经严格的退后处理和时效振动处理。4)电动机的机座和轴承室。机座材料均采用了优质碳素钢Q235－A，并按工艺要求焊接完后，进行了有效的退火处理。机座采用圆机座，通过机座两壁板上的通风管散热，并且加强机座刚度。变频电动机，由于谐波与磁路的问题，产生轴电流很大，轴电流又对轴承的危害很大，大大缩短轴承寿命。因此需要用绝缘轴承或将轴承室绝缘以达到对轴承绝缘。轴承室零件材料采用了铸钢ZG230－450。保证了零件的钢性和加工性。5)冷却方式。为了保证对旋风机在低转速下有足够的风量，电动机冷却采用强制通风冷却方式。强制通风用的冷却电动机有良好的工作性能和耐用年限，该电动机采用双法兰不带底脚强构，轴承采用了进口SKF轴承，并加装了Pt100测温传感器。6)轴承装置。电动机轴承轴伸端轴承采用一盘球面调心滚子轴承，非轴伸端轴承采用三轴承同心式组合结构，轴承全部采用进口SKF轴承。轴承方式采用液压泵站强制。轴承室防护等级达到IP54。7)其它装置。电动机设有空间加热器，当电动机停机时，加热器开始投入使用，保证电动机内部温度高出环境温度5℃以上，以防止电动机在停机状态下结露。为防止产生的轴电流对轴承形成电腐蚀作用，除采用绝缘轴承室外，还加设有轴电流引出装置，轴电流引出装置安装在电动机轴承的非轴伸端外盖上，并用防护罩做保护。
2高压变频技术隔爆型三相异步电动机的创新点
2．1绝缘轴承组结构应对电腐蚀
变频技术与电动机在运行过程中会产生电腐蚀现象。传统应对轴承电腐蚀的措施的主要方法有两种:一是选用绝缘轴承;二是选用绝缘轴承室。但这两种方法都存在一定问题。直接采购绝缘轴:一是价格昂贵;二是市场资源少，供货周期长;三是电机的绝缘轴承在装配与拆卸过程中，容易将外圈涂层和内圈涂层拉坏，对轴承维护保养造成困难。如果采用绝缘轴承室，虽然它有价格不高的优点，但在使用或维护过程中容易损坏。而且一旦损坏，需要返厂采用特殊工艺进行恢复。经过多次实践探索，一种新的绝缘轴承室被设计出来，它是在轴承的端盖内孔与轴承套之间夹绝缘层，首先将轴承套与绝缘层采用特殊工艺固化在一起，然后与轴承端盖内孔套起来，并在其端面用螺栓紧固。这种新型绝缘轴承室有价格不高、不易造成绝缘层损坏等优点，解决了电机轴承绝缘的难题。
2．2四轴承结构解决轴承易损问题
五阳煤矿主通风机原有电动机的轴伸端是选用了1套NU系列的短圆柱滚子轴承和1套6系列深沟球轴承，非轴伸端是1套NU系列的短圆柱滚子轴承。在电动机运行过程中，其轴伸端短圆柱滚子轴承承受绝大部分叶轮与转子重量，6系列的深沟球轴承承受来自叶轮的轴向力，非轴伸端轴承承受剩余一小部分转子重量。矿用大功率通风机叶轮的重量最大可达3t，叶轮的轴向力也有10～30kN。而叶轮是靠电动机轴伸悬臂支撑，叶轮的重量和挠动力常常会造成电动机轴承发生挠曲变形。一般来讲，深沟球轴承主要用于承受径向载荷，也承受一部分轴向载荷，但承受轴向力的能力比径向力弱。因此，五阳煤矿原有电动机的轴承的受力状况环境比较恶劣。其次，它的电动机采用脂进行轴承，其注排油难度非常大，经常发生缺脂或注脂过量等问题，并且不容易及时发现，电动机轴承损坏率比较高。因此，设计出了一种新型的轴承组合———四轴承结构。四轴承结构原理如图1所示。四轴承结构为:轴伸端是1套球面向心轴承，非轴伸端两端为球面推力轴承、中间是1套球面向心轴承。轴承结构中的这4套轴承都具有调心功能，值得特别指出的是，非轴伸端的3套轴承有1个共同的球心，这样在调心过程中就能步调一致。各轴承在运转过程中，各司其职，配合完美，其轴伸端轴承承受大部分叶轮与转子的重量，非轴伸端的球面向心轴承承受剩余部分的向力，前后两套轴承分别承受正、反转时的不同方向的轴向力。这套轴承的自动调心功能，很好地解决了传统电动机存在的前后轴承的不同心问题、叶轮的重量和挠动力造成电动机轴承发生挠曲变形的问题。
2．3轴承采用稀油强制
传统的三相交流电动机一般采用脂进行轴承，但脂使用时间过长后会失效。目前国内普遍采用的是在轴承外盖上增设排油管装置，但由于没有压力，油脂一般很难排除，如果采用加新的油脂将废油挤出来，会造成如下问题:①通过新油脂将废油脂排除，势必轴承内要充满油脂，这样就将影响轴承散热;②由于轴承内盖与转轴有一定的间隙，有很多油脂会通过此间隙进入电动机内部，覆盖在定子线圈上，往往会导致定子绕组绝缘电阻降低，甚至造成击穿。新设计的电动机轴承采用了稀油强制，如果要对轴承进行换油，打开排油口即可。轴承维护工作量也几乎没有。
3结语
矿山按产品类型可分为煤矿、金属矿和非金属等;按采掘方式可分为露天开采矿山和地下开采矿山两大类。本文主要介绍变频调速器在金属矿山中的应用的现状和应用前景，对煤矿亦有参考价值，因为露天煤矿和露天金属矿开采方式和生产设备基本相同，地下矿山除需要考虑设备的防爆问题外，大部分生产设备也与金属矿大同小异。露天采矿和地下采矿所用的生产设备有很大不同。
露天矿山是以大型设备为主要特点，要求优良的电气传动系统，以保证这些大型设备的高效率运行。露天矿山的这些大型设备包括用于穿孔的牙轮钻机，用于装载矿、岩石的电铲(挖掘机)，用于运输矿、岩石的大型汽车等。它们都要求电气传动系统具有良好的调速性能，目前这些大型设备大多采用直流调速传动系统。
地下矿山的生产较露天矿山复杂。由于井下生产的空间窄小，使生产设备环境潮湿、阴暗，粉尘大、噪音大、振动大、并有塌方的危险，工作条件十分恶劣。因此，井下生产设备的体积受限，这些设备以小型化为主，体积小、重量轻，对电气传动的要求不高。但提升、排水、通风、压气等固定设备是地下矿山的要害部门，也是耗电大户，因此，这些设备的安全运行和节能就显得至关重要。
根据我们多年来从事矿山电气传动的经验及在矿山进行变频调速的应用实践，我认为，在矿山应用变频调速技术对于提高矿山生产设备的效率，节约电能都是至关重要的。但遗憾的是在矿山应用变频调速技术还很不普遍，除了因变频器的投资问题外，与人们对变频器的认识不夠有关，也与不能正确了解矿山设备对变频器的特殊要求、不能正确地应用变频器、因此所带来的负面影响有很大关系。
本文主要介绍目前矿山应用变频器的状况，矿山设备对电气传动的特殊要求，以及如何正确地选用变频器等。
2变频器在露天矿山设备中的应用
2.1电铲
电铲用于装载矿岩，其工作条件非常恶劣，特别是在爆破不好的情况下挖根底作业，经常出现过大的冲击载荷，甚至堵转。因此，电铲对电气传动系统就有较高的要求:要求电气传动系统的机械特性曲线的包络面积大，有足够的有用功率;要求有良好的调速性能，能四象限运行，能快速地进行加、减速和反转，动态响应速度快;要求系统制动性能好，并能回收能量;要求系统运行可靠，维修方便等。由于电铲对电气传动系统的这些特殊要求，所以，我国电铲目前应用的电气传动系统主要还是直流传动系统。例如:WK-4M、WK10、WD-1200和195-B等型号的电铲都是采用直流发电机-直流电动机系统(简称机组系统);从美国Harnischfeger公司引进制造的P&H-2300XP和P&H-2800XP型电铲则是采用晶闸管变流器-直流电动机系统(简称晶闸管直流系统)。虽然后者比前者技术先进，效率也有所提高，但这两种系统都还存在直流电机的固有的缺点，即维修工作量大、效率较低等。
自上世纪90年代后期，我国有个别矿山从美国B-E公司引进了变频器-鼠笼型电动机系统(简称交流变频调速系统)，这是全交流化的电铲电气传动系统。例如:385-B、295-BⅡ、290-BⅢ型电铲就是全交流化电铲，变频调速由德国SIEMENS公司开发、提供的电压型变频器。现以395-B电铲为例作一简要说明:高压交流电由电缆经集电环引入电铲，由1600kVA主变压器将6kV变为575V，由1950A的整流器将交流变为直流，经滤波后送入公共直流母线。在直流母线上有4台容量为750kVA的逆变器，其中2台并联供电给1台容量为1066kW的提升电动机;第三台逆变器供电两台容量各为243kW的回转电动机;第四台逆变器供电给容量为294kW推压电动机。当某工作机构处于再生制动工作时，逆变器将再生制动能量反馈到公共直流母线上，可供其它工作机构使用，使能量得到充分利用。使用不完的制动能量，可以通过制动电阻消耗掉。
实践证明，交流变频调速电铲和前两种直流调速电铲相比，具有节约电能、调速性能好、可靠性高、维护量小、生产效率高、功率因数高(0.95以上)等优点，是公认的电铲电气传动系统的发展方向。
2.2变频器在牙轮钻机中的应用
牙轮钻机是露天矿山、尤其是大型露天矿山的主要穿孔设备。为使牙轮钻机在不同的岩层中都能保持较佳的钻进状态，要求钻机的回转机构能根据岩层的性质进行无级调速。钻机的提升/行走机构也需要无级调速。目前，牙轮钻机的回转机构和提升/行走机构一般都是直流电动机传动。主要有三种调速装置:(1)采用晶闸管直流调速装置的牙轮钻机有:YZ-55，YZ-35和YZ-12型;(2)采用大功率磁放大器调速装置的有KY-250型牙轮钻机和从美国进口的45R型牙轮钻机;(3)采用直流发电机组调速装置的有从美国进口的60R型牙轮钻机。
牙轮钻机上应用变频调速技术不仅是为了节能，更重要的是为了提高钻机的生产效率，降低维修工作量。回转机构电动机安装在钻杆的顶端，工作条件异常恶劣，以往使用的直流电动机经常损坏，维修工作量大，影响牙轮钻机的正常作业和效率的提高。因此采用坚固耐用的交流鼠笼型电动机代替直流电动机，用变频调速装置代替直流调速装置，就成为人们公认的牙轮钻机电气传动的发展方向。在牙轮钻机上应用变频调速技术的难点在于:钻机的转机构等对调速装的性能要求高，因为由于岩层地质条件的不同，钻机在钻进工作时有可能被卡钻，使回转机构堵转，这就要求调速装置的机械特性曲线具有挖土机特性，并具有立即反转和立即重新起动、钻进功能;牙轮钻机振动大，对调速设备的防振要求高。变频调速在牙轮钻机中的应用首先是由美国B-E公司在55R型牙轮钻机上应用。我国矿山的牙轮钻机的变频调速还在开发试验之中，尚未在推广应用。
2.3电动轮汽车的电气传动
目前，大型露天矿山的运输主要是采用无轨运输，而主要运输设备是大型汽车，特别是电动轮汽车成为了大型露天矿山的主要运输设备。这是因为电气传动比机械传动有更多的优点。如调速性能好，响应速度快，调速平滑无冲击;可实现恒功率调节，能充分利用柴油发动机的功率，耗油少;制动安全，牵引特性好等。目前，世界各国大型露天矿，包括我国的大型露天矿都普遍采用电动轮汽车。我国自1975年以来，引进了不少电动轮汽车，并成功研制开发了SF3102型100t和LN-3100型108t电动轮汽车，与美国UnitRig公司合作制造了MARK-36型154t电动轮汽车。
电动轮汽车的电气传动系统主要有柴油发动机带动的直流发电机-直流电动机系统和柴油发动机带动的交流发电机-交流电动机系统，它通过控制发电机的励磁来控制电动机的转速。随着变频调速技术的发展，人们也在探讨将变频调速技术应用于电动轮汽车电气传动的可能性。但目前尚未见到成功的先例。不过，作为大型露天矿山的主要运输设备的电动轮汽车，人们会继续努力，研究将变频调速技术应用于电动轮汽车，以进一步改善其调速性能，提高其运输能力。
3变频器在地下矿山中的应用
3.1变频调速技术在矿井提升机中的应用
矿井提升机是地下矿山运输的主要设备。它是用一定的装备沿井筒运出矿石、废石、升降人员及材料、设备等运输环节。矿井提升设备按井筒倾角可分为竖井提升设备和斜井提升设备;按提升容器可分为罐笼提升机和箕斗提升机等;按提用途可分为主提升机(专们或主性提升矿石，一般称为主井提升机)，副井提升机(提升废石、升降人员、运送材料和设备等，一般称为副井提升机)和辅助提升机(如天井电梯、检修提升等)。
矿井提升是地下矿山生产的咽喉，所以，无论哪种提升机，对电气传动的要求都很高，因为电气传动系统性能的优劣，可靠性的高低，都直接关系到矿山生产的效率和矿山生产的正常进行。对矿井提升机电气传动系统的要求是:有良好的调速性能，调速精度高，四象限运行，能快速进行正、反转运行，动态响应速度快，有准确的制动和定位功能，可靠性要求高等。
目前，我国地下矿山矿井提升机的电气传动系统主要有:对于大型矿井提升机，主要采用直流传动系统，有采用直流电动机-直流发电机系统和晶闸管变流器-直流电动机系统;这两种系统都存在着直流电动机固有的缺点，如效率不高，维修工作量较大等。对于中、小型提升机，则多采用交流电气传动系统，如采用交流绕线式电动机，使用电机转子切换电阻调速，这种电气传动系统虽然设备简单，但它是有级调速，调速性能差，效率低，大量的电能消耗在电动机转子电阻上，而且可靠性也差。
将变频调速技术应用于矿井提升机是矿井提升机电气传动系统的发展方向。我国已有几台大型矿井提升机采用交-交变频调速系统，取得了很好的效果，但其缺点是功率因数不高，谐波大，需加谐波和功率因数补偿装置。随着变频调速技术的发展，交-直-交电压型变频调速技术已开始在矿井提升机中应用。例如国外已有矿山将有源前端三电平变频器应用于矿井提升机上，据介绍，采用这种变频调速的交流提升机可以克服直流调速系统和交-交变频调速系统的缺点，是提升机电气传动的发展方向。对于小型交流提升机已有成功应用变频器的实例，如山东风光电子有限公司和东营市东萃科技有限公司合作开发的变频器，成功地应用于山东宁阳县华宁煤矿的380V,180kw的交流提升机上。
3.2变频调速技术在空压机中的应用
空气压缩机是地下矿山生产的重要设备之一，它生产压缩空气，用以带动风动凿岩机、风动装岩机等设备以及其它风动工具，其耗电量在矿山总耗电量中占有相当大的比重。深入分析空气压缩机的电能消耗情况，找出节能潜力，实现空气压缩机的节能运行，将会降低矿山生产成本，提高其经济效益。现以凡口铅锌矿为例说明:
凡口铅锌矿坑口空压机站共有6台空气压缩机，其中4台为日本日立空气压缩机。4台日立压缩机型号:BTD2，排气压力7kg/cm2，排气量103m3/min属两级压缩活塞式压缩机，其拖动电机型号EFOU，额定功率450kW，额定电压380V，额定电流892A，采用Y/Δ降压起动方式;2台国产空气压缩机(活塞式空气压缩机)，其拖动电机为高压(6kV)同步电动机。6台空气压缩机采用并联运行方式。一般情况下，只运行2～3台(其中一台国产空气压缩机)其余的空气压缩机作为备用。空气压缩机站的容量是按最大排气量并考虑备用来确定的，然而在实际的使用过程中，用气设备的耗气量是经常变化的，当耗气量小于压缩空气站的排气量时，便需对空气压缩机进行控制，以减少排气量使之适应耗气量的变化，否则空气压缩机排气系统的压力会升至不能允许的数值，使空气压缩机和用气设备的零部件负载过大，并有发生爆炸的危险。凡口铅锌矿4台日本日立空压机采用的是多级压力节流进气控制方式:即当压力低于6.2Mpa时,打开全部进气阀,压缩机组以100%负荷率状态运行;当压力达到6.2~6.5Mpa时关闭隙阀，压缩机组以75%负荷率运行;当压力达到6.8~7Mpa时,关闭一个进气阀,压缩机组以50%负荷率运行,当压力达到7Mpa时关闭所有进气阀,压缩机组进入空载运行状态.由于活塞式空气压缩机的起、停有着严格而复杂的规程，不允许频繁起停。为了满足井下用气量的变化，一般由调度人员根据井下用气量的时间变化特点,把一天分为几个时段，每一个时段需要开的空压机台数由该时段内最大用气量决定。在该时段内，空压机不允许增开或停开(特殊情况除外)。地下矿金属矿山的空压机站多采用这种方式，但这种控制方式很显然存在一些比较大的缺点:
(1)据统计，压缩机组75%负荷运行率为41%，50%负荷运行率为14%。无论空气压缩机是处于75%、50%还是空载运转状态，管网压力较正常供气压力要高，井下用气量很显然要小于供气量，而这时各台空气压缩机仍然全速生产压缩空气，带来了不必要的电能浪费。
(2)节精度低，在某一进风量工作状态下压力波动大，特别在生产用风量变化频繁时期内(用风量大且变化频繁)，不能稳定风压;
(3)阀门动作值在一次整定后经常会变，有时会使整个压风系统工作压力偏高，增大了单位压风量的功耗;
(4)当空压机运行在75%、50%进气量的工作状态下，进气流速增大，造成进气过程压风量的损失，降低了压风机的效率。
因此有必要对现有的调节方式进行改进，以节约电能，提高空压机的运行效率。我院和凡口铅锌矿合作，用变频调速对其空压机站进行技术改造。
空压机恒压自动控制变频调速系统结构如图1所示:
空压机恒压自动控制变频调速系统可实现对5#空压机和6#空压机的轮换控制。5#空压机和6#空压机均可由新老两套系统拖动，这样做有两个目的:伒5#空压机出现故障需要检修时，新系统可迅速切换到6#机，以提高恒压控制变频调速系统的利用率;当新系统出现故障需要停车检修时，能够很快地投入老系统运行，不致于影响正常生产;当管网压力超出恒压调节范围时，系统发出增开或者减开一台空压机。
系统于1999年4月2日在凡口铅锌矿通过了验收，正式移交生产使用，系统运行十分正常，满足了生产的需要，达到了预期的目的。本系统的目的是为了节能，根据广州金粤节能服务站对本系统做的节能测试:采用本空气压缩机恒压控制变频调速系统平均每天节电量2226kWh。按照年工作日330天计，则采用恒压控制变频调速系统每年可节电734629kWh，按照凡口铅锌矿现行电价0.7元/kWh计，每年可节约电费51.42万元。本系统总共投资98万元，两年内即可收回全部投资。本系统应用的成功为活塞式空气压缩机的节能运行提供了重要的新手段，对于企业节能降耗，提高企业经济效益有重要意义，有广阔的推广应用前景。
3.3变频调速技术在矿井通风机中的应用
矿井通风机是地下矿山生产的主要用电设备之一，其节能运行在矿山节电中占有重要的地位。矿井通风机一般采用异步电机或同步电机拖动，恒速运转，一般容量大，电机供电电压高(6kV或10kV)。
矿山建设的特点是:巷道逐年加深，产量逐年增加，所需的通风量逐年上升。但矿井通风机在设计选型时，往往是按最大开采量时所需的风量为依据的，一般都留有余量，因此矿井在投产后几年甚至十几年内，矿井通风机都是处在低负载下运行。此外，通常矿山井下作业不均衡，一般夜班工作人员少，所需风量也小，在节假日时，可能只有泵房等固定的井下场所的值班人员工作。尽管井下人员少，但也得照常向井下送风，矿井通风机一般不调节风量，若要调节风量时，传统的方法是调节档板。这种办法虽然简单，但从节能的观点看，是很不经济的。图2所示为几种调节风量的方法节电比较。
图2中:1—挡板法;2—前导器法;3—液力耦合器;4—绕线电动机切换转子电阻调速法;5—变频调速法。
由图2可见，变频调速法在各种风量调节方法中是最理想、最有效、最节能的调节方法。有关变频调速技术在矿井通风机中的应用，仍以凡口铅锌矿为例说明。
该矿的矿井通风机都采用高压电机传动，有高压同步电机和高压异步电机两大类。由于矿井通风机是矿山的耗电大户，节电潜力很大，但它又是高压电机传动，实现变频调速有一定困难。于是，长沙矿山研究院与凡口铅锌矿、冶金自动化研究院等单位合作，以老南风井的6kV，800kW同步电机传动的矿井通风机为对象，研制开发了同步电机直接高压变频器。1997年8月投入运行，并于1998年4月28日通过了中国有色金属工业总公司的技术鉴定，获得了部级科技进步二等奖。这是国内第一台同步电机直接高压变频器，节电效果十分显著。新南风井的矿井通风机采用6kV,880KW高压异步电机传动，高压变频器采用SIEMENS公司的SIMOVERTMV型三电平高压变频器。于2002年9月投入运行，节电效果也是十分显著的。下面分别简要介绍这两种高压变频器。
(1)同步电机直接高压变频器
同步电机高压变频器主要有两类，即他控式变频调速系统和自控式变频调速系统。他控式变频调速系统所用的变频装置是独立的，其输出频率直接由速度给定信号决定，属速度开环控制。自控式变频调速系统可以使同步电机不存在失步和振荡等问题，所以一般都采用自控式运行。
我们与有关单位合作研制开发的这种同步电机直接高压变频调速装置是采用交-直-交电流型变频调速系统，属自控式变频调速系统，它由变频器、同步电机、转子位置检测器以及控制系统组成。变频器主电路采用晶闸管串联组成的高压阀串作为功率元件，它是利用同步电机的反电势来关断逆变器的晶闸管，它没有强迫换流电路，因而主电路结构简单。变频器的框图如图3所示。
图3中，硬件全套设备由高压开关切换柜(图中未表示出)、整流柜、逆变柜、励磁柜、控制柜、操作台及交流进线电抗器、直流平波电抗器、转子位置检测器、光电编码器等到部分组成。
根据凡口矿生产的情况需要，本高压变频器按周期性的固定频率运行，早班(7:00~16:00)变频装置运行在40Hz，中班(16:00~19:00)运行在35Hz，在19:00~20:00期间为放炮时间，变频器运行于40Hz，20:00~23:00运行在35Hz，23:00~24:00期间为放炮时间，变频器运行于40Hz，0:00~3:00井下作业人员很少运行于28Hz，3:00~4:00期间为放炮时间，变频器运行于40Hz，4:00~7:00运行于28Hz。
经广州金粤节能服务站的节能测试及能量平衡测试，以及凡口矿老南风井的实际记录，在正常生产期间，节电率达42%;节假日时变频器运行于28Hz，节电率达73%。年节电为192.3万kWh，在不到一年的时间内，就由节电费用收回到了高压变频器的全部投资，经济效益十分显著。
(2)异步电机三电平高压变频器
在成功研制开发了老南风井同步电机直接高压变频器的基础上，根据深部开采的需要，对新南风井的矿井通风机进行改造，我院和有关单位合作，经过论证，最终决定采用引进WOODS轴流式风机和Siemens公司的SIMOVERTMV三电平高压变频器。该变频器的原理图如图4所示。
但SIEMENS公司实际提供的这种三电平高压变频器的系统如图5的框图所示。
由图5可见，6kV高压电源经三绕组降压变压器降压，2组二次侧绕组(接法、Y)，电压各为1.2kV，经各自的6脉冲整流桥整流成直流，直流电压为3240V(正负电压各为1620V)经三电平逆变器变频变压，可输出频率可变的0~2300V的三相交流电压;经滤波器滤波后，再经升压变压器升压至6kV，供给6kV高压电动机调速。
新南风井高压变频器原订为直接高压变频器，但由图5可见，这实质上是一台高低高式高压变频器，因为它不仅有降压变压器，而且也有升压变压器。不过经我们对其进行了计算机仿真，其结果表明，尽管它是高-低-高式高压变频器，但并不影响它在生产中的应用。
根据凡口矿目前的生产情况，高压变频器的运行情况是:白班和中班，高压变频器运行于40Hz，在晚班，由于井作业人员很少，高压变频器则运行于30Hz，在节假日，则运行于更低的频率。据此，计算出节电效果，年平均节电为56%，年节电357.9万kWh，节电效果显著达到了原计划的节电目标。
3.4关于球磨机、井下排水泵等是否可用变频调速的问题
球磨机、井下排水泵等设备容量大，都是矿山的高耗能设备。对于这些设备是否可以采用变频调速来实现节能运行呢？我认为，在这些设备上采用变频调速是达不到节能目的的。
我们应某金矿的委托，采用变频器对球磨机进行调速节能试验。当变频器的输出频率调整到48Hz和45Hz时，球磨机的电能消耗虽有所降低，但磨矿质量有很大降低，此时球磨机的出矿粒度由原来不调速时的300目粒度占99%，分别下降到90%和58%。可见这种工艺、设备条件下，不宜采用变频调速节能运行。
另外，我看到有的文章说，变频器用于井下排水泵站的节能[3]。我认为，这是不现实的。因为任何矿山为排出井下的涌水，都在井底设有水仓。值班工人根据水仓水位确定开仃水泵及开仃几台水泵，因此它不需进行流量的调节。所以，它不需要采用变频器。对于地面生活供水或工业供水的泵站，由于需要根据用水量的多少来调节供水量，在这种情况下，采用变频调速以调节流量，可达到节能的目的。
在矿山中，还有一些小型设备可以采用变频调速节能，如螺旋给料机、沙泵等，在此就不一一介绍了。
4选择变频器应注意的事项
变频器，特别是高压变频器价格昂贵，如选择不当，达不到节电和提高生产效率的目的，以致造成浪费和不必要的麻烦和损失。在这里，提供一些选择变频器的意见，供参考。
4.1根据工艺要求选择变频器
(1)电机调速虽是风机、水泵节能的有效途径，但并非凡是风机、水泵都能采用调速节电。对于工艺参数基本稳定，不需要调速的风机、水泵可以采用高效节能电机和高效节能风机，以提高系统效率。对于已建成而配置不合理的风机可以通过采用更换电机，调节叶片角度等方法达到节电的目的。选择调速节能时应注意:风机、水泵的转速变化范围不宜太大，通常最低转速不少于额定转速的50%，一般调速范围在100%~70%之间为宜，因为当转速低于额定转速的40%~50%时，风机、水泵本身的效率明显下降，是不经济的;调速范围确定时，应注意避开机组的机械临界共振转速，否则调速至该谐振频率时，将可能损坏机组。
(2)进行可行性分析
在选择要进行的变频调速的设备对象以后，应从提高效率或提高产品质量的需要情况，从节约电能的情况进行分析、计算，并与变频器的投资进行比较，计算出变频器的投资回收期。一般来说，如能从节约的电费或从提高产品质量、提高效率等方面所得的收益中，在两年内偿还变频器的投资，都应认为是可行的。同时还应分析外部条件是否满足变频器的使用要求。
(3)变频器的可靠性
变频器的可靠性如何，直接决定了变频器能否成功地应用于生产。这是选择哪种变频器的首要条件。有的矿山所购买的变频器可靠性不高，加之自身的维修技术力量不强，变频器出了故障，只好仃下，甚至弃用。造成损失，同时也为变频器的继续推广应用带来负面影响。
(4)根据生产厂家提供的技术规格和技术参数来选择变频器在按工艺要求、电源条件、场地及容量等选择了变频器方案后，再具体到选择哪个厂家的哪种高压变频器。在选择变频器时可以根据厂家提供的产品样本等技术资料及报价表来选择。
变频器的制造厂家和经销商都会向准备购买变频器的用户提供样本及报价。在样本中，厂家公开说明其产品种类、特性、技术指标和特点，用户在订货前通过对产品样本资料可以对其产品有大概了解。因此对产品样本的阅读和了解是比较各厂家变频器性能的重要依据。
4.2主要应考虑的技术规格和技术参数
(1)型号
各厂家生产的变频器的型号多是系列号和容量的组合，通过对型号和规格得了解，
可以确认该厂家生产的品种，对用户来说，不一定会使用到全系列的变频器，但可以从型号、规格、所采用的功率元件、控制技术等方面判断厂家的实力和生产态势，甚至可以从一个方面判断其产品质量。产品品种齐全，容量覆盖范围大，功率元件及控制技术先进的厂家，一般来说其实力强，生产态势好，产品质量一般来说也会有较好的保障。
(2)效率
变频器效率的高低，直接关系到变频器调速节能的多少，因为在变频器运行时，变频
器本体也要消耗一部分电能。一般来说直接高压变频器的效率都可达到0.97~0.98,而高-低-高式高压变频器由于多一个变压器的损耗，使其系统效率有所降低。
(3)功率因数
在整个调速范围内，功率因数的变化是一项重要指标。最好是在整个调速范围内功率因数都保持在0.95以上，以使其符合国家标准GB3485-83的标准，这只有电压型变频器和IGBT单相变频器串联的高压变频器能够满足此项规定。而电流型变频器较难满足这项要求。
(4)谐波
国家对电网谐波有严格要求。限制用户非线性谐波设备注入电网的谐波电流，是限制电网电压正弦波畸变的关键。所用的高压变频器的谐波(即装置对电网产生的谐波)必须符合国标GB/T14549-93“电能质量、公用电网谐波”的规定，在国际上要符合IEEE-519标准的规定。对于电流型变频器如采用六脉冲整流，则5次、7次谐波都超过了这个标准，应采用12脉冲整流或附加谐波补偿措施。
(5)输出容量和额定输出电流
变频器输出容量以kVA或kW表示，它代表可以供给电动机的输出功率。用kW表示时，一般以四极标准电机为基础考虑;用kVA表示，需进行核算。额定输出电流是在额定电压下变频器能够连续输出的电流值。在以输出容量为标准选择了变频器以后，还应对额定输出电流进行核算，以使电动机的额定电流不要超过变频器的额定输出电流。
(6)率范围
由最低使用频率和最高频率定义调速范围。最低使用频率的意思与起动频率不同。起动频率很小时，并不一定能使电机从该频率起动。变频器要对最高频率设定，对风机、水泵的最高频率应设定(即箝位)在50Hz，所有的变频器都可满足这个要求，在选择变频器时可不作考虑，但使用中需注意此点。
(7)电源容量和允许电压变化范围
供给变频器的电源容量应足够大，电源电压变化范围应在变频器允许的范围。用户在选择变频器时应根据自己电网容量及电网电压的变化情况，对变频器进行选择。曾有一个矿山因电压波动范围超过了变频器的允许范围，而使变频器不能正常应用。
(8)保护功能
变频器样本中一般表明其保护功能，这是为了检测出变频器的异常情况和防止外部原因及内部异常对变频器造成损害，保护变频器正常运行和变频器安全可靠。因此保护种类是否齐全、完善，从一个方面反映变频器质量和运行的安全可靠性。
(9)价格
变频器价格是用户最关心的问题之一，用户应了解厂家或经销商所报出的价格的具体含义和具体内容，及服务内容，以及任选件价格等。还应与其它厂家的变频器进行综合比较。
5结束语
《中华人民共和国节约能源法》第39条，已将变频调速技术列为通用节能技术加以推广。在矿山推广应用变频器节能是重要目的之一，如风机、水泵;同时也有提高生产效率、降低维修工作量、提高产品质量等目的，如电铲、牙轮钻机、矿井提升机等。在矿山应用变频器和其它工业部门有相同之处，也有不同之处，如电铲、牙轮钻机、矿井提升机等设备应用变频器有一豺特殊要求，所用的变频器还有一些技术开发工作要做。建议有关科研院所、变频器生产厂家和矿山用户共同合作，开发我国矿山设备使用的变频器。
本文的目的在于抛砖引玉。由于作者的水平有限，资料不够，经验不足，所述内容错误之处在所难免，所论观点也属一孔之见，欢迎读者和朋友们批评指正。
参考文献
[1]采矿手册[M].冶金工业出版社,1991,(6).
关键词： RS485；PLC；变频器；串行通信；计算机论文
中图分类号： TN773 文献标识码：A
1 PowerFlex 400P变频器中Modbus的应用
1.1通信设置
硬件连接好后，要激活变频器与外部设备之间的Modbus通信，需要设置如下参数（见表1）。
1.2 技术参数
2 S7-300 PLC中Modbus的应用
S7-300PLC本身不支持RS485通信，需要通过串行通讯模板CP341来实现。
2.1 Step7组态设置
进入硬件配置画面，双击CP341模板，点击Parameter…配置参数，在Protocol选型中选择MODBUS Master，参照变频器设置波特率、数据位、停止位、奇偶校验等内容，设置好后需要通过Load Drivers装载到PLC中。
2.2 程序设计
本文主要采用Modbus主站轮询方式通过FB7/FB8功能块进行读取/发送数据。其中轮询方式采用如图3所示。在系统初始化完成后，手动启动第一次轮询作业，先轮询1#从站。给1#从站发送查询请求后，等待1#从站的响应，如果在指定的延时时间内接收到1#从站返回的数据，则执行2#从站。如果在指定时间内不能接收到从站的返回数据或接收错误，则跳过本站，执行下一个从站。
关键词：链条锅炉，控制系统，锅炉控制技术，系统结构分析
0.引言
链条炉的炉膛是使燃料充分燃烧并放出热能的设备。燃料(煤)由煤斗落在转动的链条炉炉排上，进入炉内燃烧。所需的空气由炉膛下面的风箱送入，燃尽的灰渣被炉排带到除灰口。落入灰斗中，得到的高温烟气依次经过各个受热面，将热量传递给水以后，由烟囱排到大气中。以变频调速装置对链条炉进行合理的设计控制方案，对旧有链条炉的改造还是新炉的制造都具有很大的现实意义[1-2]。
1.链条炉炉排问题分析
为了实现加煤和除灰的机械化，链条炉排结构作为燃煤工业锅炉的一种燃烧方式，已应用相当广泛。锅炉中采用的链条炉排型式有链带式，横梁式和鳞片式三种。免费论文参考网。
（1）带式炉排，它们的炉排片的形状好象链节，用圆钢串连成一个宽阔的链带。炉排的传动有变速箱传动、间歇液压传动和晶闸管无级调速传动等。间歇液压传动机构简单，但间歇运动对燃料稳定燃烧不利，且液压设备容易漏油，现在已很少采用。
（2）横梁式炉排，横梁式炉排的炉排片是安装在横梁上，炉排片不受力。横梁固定在两根或三根的链条上，链条的传动，一般用前轴做主动轴，与电动机变速机械相连，前后轴上链轮啮合，完成炉排的运行。免费论文参考网。链条上固定的许多横梁，横梁槽内装有几种型号的炉排片，有普通的炉排片，调整炉排片以及封闭炉排片等。
（3）鳞片式炉排，鳞片式炉排整个炉排根据宽度不同有4到12根互相平行的链条，拉杆穿过节距套管，把平行工作的炉链串连起来，组成链状的软性结构。免费论文参考网。炉链通过铸铁滚筒支承在炉排架上，沿支架支承面移动。链片上用销钉固定炉排夹，炉排片就嵌插在炉排夹板上。当炉排转到下部空行程时，炉排片可以翻开，清除粘在上面的灰渣，同时充分进行冷却。这种炉排对链轮的制造和安装要求较低，因为链条之间没有钢性连接、所以主动轴上几个链轮的齿形参差不齐时也可以稍作自动调整，也正因为如此，在炉排较宽时，可能发生排片成组脱落或卡住现象。鳞片式炉排结构的链条具有一定的自调能力。由于鳞片式炉排是采用小直径拉杆将平行工作的链条串联而成链状软性结构，即使轴上几个链轮之间齿形略有不齐时，链条能够自动调整，使链轮与链条能正常啮合。
2.系统结构
2.1 给煤控制系统给煤控制系统为一台炉排电动机，系统采用一台变频器拖动一台炉排电机。给煤控制变频控制柜由PI调节器，小型可编程控制器FAB，变频器，温度传感器等一起构成单闭环控制系统。在运行过程中，出水温度产生变化，温度传感器将信号反馈给PI调节器，PI调节器根据温度设定值同温度传感器反馈回来的实际值进行比较，其偏差经过PI调节器处理后给变频器一个标准输出(4～20mA或0～5V)，变频器在通过输出不同的电压及频率控制交流电机的转速，从而改变炉排的运行速度，使偏差减小，达到控制出水温度的目的。
2.2 送风控制系统送风控制系统共有一台鼓风机，系统采用一台变频器拖动一台鼓风机。系统的主回路电路图与炉排电机相似。送风控制变频控制柜由PI调节器，小型可编程控制器FAB，变频器，传感器等一起构成单闭环控制系统。启动时，鼓风机按照上次停机时的频率启动；在运行过程中，烟气含氧量产生变化，传感器将信号反馈给PI调节器，PI调节器根据烟气含氧量设定值同传感器反馈回来的实际值进行比较，其偏差经过PI调节器处理后给变频器一个标准输出，变频器在通过输出不同的电压及频率控制锅炉鼓风机的运行速度，使偏差减小，达到控制烟气含氧量的目的。
2.3 引风控制系统引风控制系统共有一台引风机，系统采用一台变频器拖动一台引风机。系统的主回路电路图与炉排电机相似。引风控制变频控制柜由PI调节器，小型可编程控制器FAB，变频器，传感器等一起构成单闭环控制系统。由于锅炉运行的时候需要保证炉膛负压，所以在启动时，引风机先运行，在炉膛负压达到要求时才能启动鼓风机，然后由远传压力表检测炉膛负压变化并将信号反馈给PI调节器，PI调节器根据炉膛负压设定值同传感器反馈回来的实际值进行比较，其偏差经过PI调节器处理后给变频器一个标准输出，变频器在通过输出不同的电压及频率控制锅炉引风机的运行速度，使偏差减小，达到控制炉膛负压稳定的目的。
2.4 补水泵控制系统补水泵系统共有二台补水泵电动机，系统采用一台变频器拖动两台补水泵，即“一拖二”模式。补水泵变频控制柜由PI调节器，小型可编程控制器FAB，变频器，传感器等一起构成单闭环控制补水系统。在补水工程中，管网压力产生变化，远传压力表将信号反馈给Pl调节器，PI调节器根据压力设定值同远传压力表反馈回来的实际值进行比较，其偏差经过PI调节器处理后给变频器一个标准输出，变频器在通过输出不同的电压及频率控制交流电机的转速，从而改变水泵的输出量，使偏差减小，达到恒压补水的目的。
2.5 循环泵控制系统循环泵系统有4台循环泵，系统采用两组一台变频器拖动两台循环泵，即“一拖二”模式。系统的电路图与补水泵相同。虽然变频器的保护功能很多，但这些保护功能都是针对电机进行的保护，而在变频器的输入端如果缺相还继续运行的话，就会损伤到变频器。为此在以上变频器的输入端利用继电器和接触器对变频器进行了缺相保护。
3.结语
蒸汽锅炉燃烧系统作为多输入、出的具备复杂特征的耦合系统，其模型已在国内比较成熟。本文以某地锅炉房变频改造工程为例，设计出常压蒸汽锅炉的一套锅炉变频控制系统，其优点在于使用安全系数高，原材料需求低，无需控制蒸汽压力与低控制精度。
【参考文献】
[1]李霞，孙丽 锅炉智能控制系统及抗干扰措施[J]. 自动化仪表, 2003,06.
[2]魏毅立，吴振奎，李华德，等. 采暖锅炉智能控制[J]. 工业锅炉,2003,04.
关键词：变频调速技术；提升机；矿山运输；应用研究
中图分类号：TP872 文献标识码：A
能源是社会发展的基石，随着不可再生能源的枯竭，节能降耗已成为企业最重要的任务。当前变频调速技术可以起到工业生产当中的节能作业，降低企业的生产成本，已在各专业领域得到了广泛的应用。在矿山企业的运输系统当中，变频调速技术更是起到了关键作用。论文就变频调速技术的优势做了详细地阐述，对变频调速技术在矿山运输提升机系统中的应用做了详细地研究。
1.变频调速技术的基本原理分析
当前我国矿山行业中基本上采用的交流电牵引采集技术，其中变频调速设备当中都为异步电机理论原理，其转速的计算公式为，n=60f（1-S）/P。公式当中的n是电机的标准转速，单位为r/min；f是机电的定子频率，单位为Hz；P表示电机定子的绕组极对数。由公式可以看出，只有当电机转速同工作电源输入频率者有正线性关系时，就是变频调速技术所期盼的方向，这时能认定对交流电机的要求就趋向于连续平滑大范围调速性能，通过持续平滑调速来改善电源频率，这样就可以实现其变频调速的性能，以上就是当前我国变频调速技术应用的基本原理。
2.变频调速技术在运输提升机中的优势分析
变频调速设备在当前应用比较广泛，其主要在于它的使用存在着很多的优点。具体在以下几点：
（1）变频调速技术可以调整电机的加减速时间，优化系统的启动与停止，确保速度变化与运行的稳定性，从整体上来看就是提高了提升机系统运行效率。
（2）变频调速技术在装备的过程当中容易调试，后期的维修过程也非常简单。矿山运输当中，不同的阶段和地点提升机的工作状态不同。在安装变频调速装置时，我们只需要根据现场工况来接线就可以，然后再设定相关的参数。
（3）变频调速技术实行矢量控制的闭环方式，以额定转矩输出提升机的运行，来实现零速抱闸运行。可以轻松地实现全速控制，避免抱闸闭合带来的不利影响，从而影响设备的使用。
3.变频调速技术在矿山提升机的应用
3.1 矿山提升机的控制系统
矿山提升机运输系统包括传动系统、附属系统、制动系统和操纵系统四大部分，具体情况如下所述。
（1）PLC系统。提升机系统当中有区别于其他的系统，当前采用双PLC工作模式，主机一台用于正常的工作，副机用于备用。假定工作PLC系统出现故障无法正常工作时，系统将会自动实行切换到备用PLC，保障整个系统的正常工作。应用PLC系统自身的高度集成，就能够整合主滚筒轴、电动机轴、轴编码器、天轮等参数，同时对提升器的运行速度、运行位置等进行监视，保障运行。
（2）信号控制。在矿山运输现场，可以将提升系统中的状态运行参数、故障保护信号、指示操作信号等，引入主控单元中，将数据参数、信号等与操作系统内容进行闭锁或逻辑运算，最终输出相应的控制指令。当系统l现异常信号时，就会根据相应的逻辑运算来进行分析，看是否发生了故障，系统能够接收到的相应信号得到相应的结论，然后就会按程度进行相应的处置措施，发生故障就会在机位中显示不同的故障类型，还可以发生相应的声控报警。另外还有着监视监控系统能查看相应的信号，正常运行时相应的信号可以看到，也可以显示出现故障时运行的各项参数。这样就大大方便了相关维修技术人员根据数据进行故障的判定，可以及时的进行维修，保障系统的运转。
3.2 运输系统中提升机变频调速技术的具体方案
（1）转子回路调速系统。在系统加速过程中，每个交流接触器实现吸合作用，转子的网路电阻有所降低，以此保持加速力的平均值稳定性。若要实现提升机的低速度运行，需要在转子中串入相应的大电阻。一般可以将低频电源施加到定子绕组用来改善减速段的负力状况，这种办法叫做实行动力制动。当提升机的电动机处于工作时间时，方案会存在以下几点问题：①触点控制问题。大容量开关的应用使得系统维护难度增加了，降低了运行的可靠性；②开关有级调速问题，系统的加速度无法精准控制，所以就会导致调速不准；③运行的工作效率偏低，低速运会导致电阻消耗过高，不利于能量的利用效率；④耗费的功率为输出功率的1/3，机械特性偏软。此调速方案具有投资少，操作比较简单，容易上手等优点，在小的矿山运输系统中应用较多。
（2）模糊控制系统。控制提升机转速过程中可采取二维输入变量的方式。通过PLC系统的采样功能，获得精确的被控量，接相应程序与之进行定制对比，获得误差信号及误差变化率等参数。将误差信号以及误差变化率的精确量转化为模糊量，再通过模糊推理理论，获得模糊控制量，实行解模糊处理，最终获得控制信号，通过信号传输进行对象控制。模糊控制系统是属于非线性控制，它的工作工作范围和适用范围都非常大，应用面非常广，缺点在于应用的处理信息简单，精度比较小。
结语
当前我国能源法已将变频调速技术列为节能技术加以全面推广，特别是在矿山等相关的能源需求大的行业。在矿山运输系统当中应用变频器的设备不仅仅起到节约能耗的作用，还可以维护设备的安全性，具有高度，高质量的优势，这对提高企业的工作效率起到了积极的作用。变频调速技术对推动我国矿山相关行业的发展起到了积极的作用。
参考文献
[1]刘太广.浅谈变频调速技术在矿山运输中的应用[J].黑龙江科技信息，2008（30）：3.
[2]胡建成.变频调速技术在矿山运输中的应用[J].企业技术开发，2012（13）：88-89.
论文关键词：凝结水泵，变频改造，经济性
0.引言
我国现有各种风机、水泵约五千多万台。由于负荷工况变化大，加之我国大马拉小车的现象比较普遍，这些设备常常处于低负荷及变负荷运行状态,运行工况点偏离高效点。采用变频技术，会产生十分显著的节电效果。根据2010年4月初中国电力企业联合会的统计，我国的火力发电厂厂用电率为6.26%，节约厂用电，是降耗节能的重要途径。
2008年, 蒙西发电厂厂用电率为11.36%。针对蒙西发电厂厂用电率偏高的情况，蒙西发电厂将凝结水泵由调解阀门开度调节流量改为变频器调节电机转速来调节流量，节电效果比较明显。
1.电动机变频器节电技术
1.1 电动机变频器节电技术的研究现状
在20世纪20年代，诞生了交流变频调速理论。进入90年代，尤其是进入21世纪以后凝结水泵，变频器在调速精度、调速范围、驱动能力、运行效率及使用的可靠性、方便性等方面获得了突破性的进展，性能超过直流调速系统。交流电机变频调速技术成为节能的一种主要手段。
目前，变频调速技术以其显著的节电效果、优良的调速性能和广泛的适用性成为电气传动技术的主流方向。
2.变频调速节电技术研究
2.1 变频器的调速原理
高压变频调速通过改变电动机定子的频率实现调速。根据公式
N=60f1(1-S)/P (1)
公式1中，f 1为电机供电频率，S =(n1-n)/n1为转差率，P为电机极对数。当转差率不变时，转速和电源频率成正比。连续地改变电源频率，就可以平滑地调节电动机的转速。
在交流电机调速系统中，可以改变电机的供电频率来控制电机转速，但变频也必须改变电机电压，即实现同时变压变频(VVVF)。否则，电机将出现饱和或欠励磁，这一般都是对电机不利的。
2.2变压变频(VVVF)的控制原理
异步电动机的同步转速是由电源频率和电机极对数决定的，改变频率时，同步转速也改变。当电机在负载条件下运行时，电机转速低于电机的同步转速，滑差的大小与电机的负载有关。异步电动机的 T 型等效电路见图1。电机定子每相感应电势的有效值见公式2。
图1 异步电动机的 T 型等效电路图图2 异步电机的控制特性图
ES=4.44fSNSkNsΦm (2)
公式 2中,ES为气隙磁通在定子每相中感应电势有效值,fS为定子频率，NS为定子每相绕组串联匝数，KNs为基波绕组系数，Φm为每极气隙磁通。异步电动机端电压与感应电势的关系式为：
US=Es+(Rs+jωsLs)Is （3）
在电动机控制过程中，需要考虑额定频率以下和额定频率以上两种情况。
2.2.1额定频率以上调速
在额定频率以上调速时，频率可以从 fsn 往上提高，但是端电压 Us 不能继续上升凝结水泵，只能维持在额定值 Usn，这将迫使磁通与频率下降，在电机调速范围内，异步电机的控制特性如图2 所示。
2.2.2额定频率以下的调速
绕组中的感应电势是难以直接控制的，但当定子频率fs 较高时，感应电势的值也较大，因此可以忽略定子阻抗压降，认为定子相电压 US ≈ ES，则磁通可以用（4)式表示，并保持其为恒定值。
Φm=KUS/fS=const (4)
而低频时，US 和 ES 都较小。如果仍然按 V/F比一定来控制，就不能保持电机磁通恒定。电机磁通的减小势必造成电机电磁转矩的减小。如果对定子电阻压降进行补偿，使 ES /fs ≈常量，这样电机磁通大体上可以保持恒定，电压与频率的关系和机械特性如图3和图4。
图3端电压与频率的关系图 4 异步电动机机械特性
2.3变频器的基本结构
2.3.1变频器的组成
变频器由整流器、中间直流环节、逆变器控制电路、保护装置几部分组成，见图5。
图5 通用变频器的基本结构图
⑴ 整流器：整流器的作用是把三相(单相)交流电整流成直流电。整流器有三相全波半控整流、斩控式整流器（PWM整流器）、三相全波桥式二极管整流等类型。
⑵ 逆变器：逆变器是将直流电压或电流转换成频率、电压可变的交流电，器件为全控型工作单元。
⑶ 中间直流环节：直流环节也称滤波或储能环节。由电感或电容组成，用于负载与整流器之间的无功功率的缓冲，抑制直流侧电压或电流的脉动。
⑷ 控制电路：控制电路由检测电路，运算电路，控制信号的输出、输入和驱动电路组成。
3.蒙西发电厂凝结水泵变频改造
3.1凝结水泵的节电技术分析（以B凝结水泵为例）
#1机A、B凝结水泵高压电机变频改造前耗电情况见表1。
在2009年度大修中将#1机A、B凝结水泵由阀门调节流量量改为变频器调节电机转速来调节流量， #1机A、B凝结水泵等高压电机变频改造后耗电情况见表2
表1蒙西发电厂#1机高压负荷厂用电表单（变频改造前）
序号
负荷
名称
发电机出力16万
发电机出力25万
发电机出力30万
电流(A)
功率kW
占厂用电百分比（%）
电流(A)
功率kW
占厂用电百分比（%）
电流(A)
功率kW
占厂用电百分比（%）
1
B凝结泵
25
258
1.42
54
464
2.18
84
关键词：恒压控制；PLC；供风系统
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 08-0000-02
随着自动控制在日常生产生活中的日益普及，PLC控制技术也就越来越突显了其重要性和便捷性。PLC变频恒压供风系统集变频技术、电气技术、现代控制技术、现代控制技术于一体。采用该系统实现了风机电机无极调速，依据在煤矿开采时用风量的变化情况自动调节系统的运行参数，在用风量发生变化时保持风压恒定以满足用水要求，是先进、合理的节能型供风系统，同时还可以提高供风系统的稳定性和可靠性。所以研究设计该系统，对煤矿开采的过程中起到的节能减耗作用是功不可没的。
一、系统的构成及其工作原理
（一）恒压供风系统的构成
本次论文中系统将采用4台压风机供风方式，选用专运用于工业环境中，特别是针对风机和水泵用的可编程控制器和内置PID控制模块的变频器作为此次系统的核心元件，还选用压力传感器进行压力比较。系统还设有选择开关K，可选择系统在自动和手动状态下工作。
1.自动控制状态
当选用自动控制状态下工作的时候，PLC将利用变频器软启动一台压风机，系统启动后，压力传感器检测当前压力，将当前管网内压力转换成4—20mA电流信号反馈到变频器中，与预先设定的压力进行比对，通过变频器内置的PID控制模块进行运算，来对变频器的频率进行调节，使得实际压力与给定的压力值相一致。但是如果在用风量较大的情况下，变频器的频率接近工频时，且不能保证管网的实际压力与给定的压力值相一致的情况下，PLC将当前工作的变频风机由变频切换到工频的工作状态，并关断变频器，再将变频器切换到另一台风机上，由变频器软启动该风机。这样子，变频器的连续调节和工频风机的分级调节相配合，确保了恒压供风的实现。
2.手动控制状态
当选用手动状态下工作的时候，可分别通过按钮控制4台风机单独在工频下运行与停止，这主要是为了在故障检修的时候用的，这是为用户应急设置的一种工作方式。
（二）恒压供风系统的工作原理
电机有两种工作模式，即：在工频下和变频下运行。四台电机，分别为M1，M2，M3，M4，接触器KM1，KM3，KM5，KM7，分别控制M1，M2，M3，M4工频运行，接触器KM2，KM4，KM6，KM8分别控制M1，M2，M3，M4变频运行；FR1，FR2，FR3，FR4分别为四台压风机电机的过载保护用的热继电器，利用电流的热效应原理工作的保护电路，它在电路中用作电动机的过载保护；QS1，QS2，QS3，QS4分别为变频器和四台压风机电机主回路的隔离开关；熔断器FU用于短路保护中，是电路中的一种简单的短路保护装置，使用中，由于电流超过允许值产生的热量使串接于主电路中的熔体熔化而切断电路，防止电气设备短路和严重过载。
在本次恒压供风的系统中，首先检查线路安全，当一切准备好之后，将开关Q合上，供风系统便开始投入运行。
本系统采用是运行方式是四台压风机组循环变频。即在运行时，四台压风机组中，只有一台压风机在变频运行状态下作变频运行，其余三台压风机，都是在工频的运行状态下做恒速运行。
二、系统功能
系统有手动和自动两种控制方式。
自动方式是正常恒压供风状态下的工作方式，在该方式下，一切管网的不同供风要求都将在系统的有效控制中。该方式的主要功能有：
（一）用户可根据工业环境的现场实际需要任意设定管网压力，系统会自动改变变频器的频率，对压风机的运行个数进行自动地加减，以便达到维持设定风压的恒定的目的。
（二）可以实现压风机的综合保护的功能。系统能够自动检测系统内电机温度、电流等参数的变化，并根据不同情况发出报警信号和自动停车，实现了设备的综合保护功能。
（三）能有效的延长风压机组的设备的使用寿命。鉴于风压机均采用变频器进行软启动和软停止，消除了启动时大电流对电网的冲击 对于几台主风压机的运行遵循先开先停、先停先开工作机会均等原则进行选择工作， 能有效延长每台风压机的使用寿命。
三、结论
在深入对目前国内变频恒压供风控制系统的控制方式作了一个细致的比较和分析之后，针对各个控制方式的优缺点的比较，确立了本次论文将采用可编程序控制器（PLC）控制方式，即以PLC和通用变频器为系统核心来实现的变频恒压供风，确定了适合目前供风状况的最佳控制方案。通过了PLC控制变频器作为系统的核心部分，以闭环控制方式不断采集传感器反馈的管网风压信号，经过PID运算调节，不断与给定值进行比较，控制变频器输出频率变化，实现恒压供风的目的，这样还是相对成功的。
参考文献：
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【关键词】煤矿 矿山机电 变频节能
在构建“资源节约型”社会的号召之下，煤矿领域也进行了一系列的改革，有效推动了社会的发展，其中机电设备中的变频节能技术较为成功的实践案例之一。该技术不仅节能效果优秀，而且机械性好，调节平缓而稳定。为了推动该技术的普及，我们首先需要对该技术有一个基本的了解。
一、变频节能技术简介
（一）基本原理
交流电动机的转速受两端电流频率的影响，而变频节能技术则可以通过对逆变器的调控，间接调整这个频率值，从而调整交流电动机的输出速度，这就是其基本原理。从本质上讲，该技术之所以能够调节电流频率，主要是利用了电力半导体器件的不断投切，其调节仅受负载的影响，所以生产效率较高，可以在低负荷工作时将输出速度有效降低，能够节约大量的电能。
（二）发展
变频调速的核心部件为变频器，由于该技术理论依据充分，为了使其更应用于现代应用，科研人员对其进行了深入研究，在各个方面均取得了显著成果。
首先，控制模式上，已开始逐渐从传统的频比控制转变为转矩直接控制、矢量控制等先进模式;其次，新型功率器件，如三相桥式逆变器等得到了广泛应用，有效提升了工作效率;再次，调速系统开始广泛应用单片机、DPS、FPGA等先进数据处理部件，实现了高度的集成化;最后，变频调速系统愈发智能化，已能实现网络化控制、参数自动识别的操作。
二、变频节能技术在煤矿机电设备中的应用
（一）在风机系统中的应用
风机系统对过载能力的要求较低，事实上，为了保证煤矿矿井的工作安全性，在设计过程中，我们已对风机保留了部分裕量，再加上老实调速多行截流方式，所以生产效率非常低，不少通风机常年工作效率均不足50%，这无疑会带来大量的电能浪费。
以某矿井的风机改造为例，在改造前，其风机电动机为高压绕组式电动机，改造后以鼠笼式电动机进行替换，并用变频器1控2进行调速，使得风机最低转速下降了61r/min，实际运行功率降低了超过2/3，且改造后矿井风量更加合适，这不仅更加有效地保障了工作人员的身体健康，同时还为企业节省了大量的电费（约每年56万人民币）。
以此为基础，不少电器公司已然推出了更适应与煤矿矿区工作环境的变频调速风机系统，如ZJT-30变频调速系统，在兼具变频功能的同时，还能够实现瓦斯锁闭、超温断电等高级功能，具备一定的防爆性能。
（二）在水泵系统中的应用
要调节煤矿矿井中的水流速度，必须注意对水泵的机械冲击，而变频调速具备极高的平稳性，因此非常适宜于水泵的调速。
已有学者结合变频器与PLC元件的优势，设计出了一套适宜于煤矿矿井的水泵监控、调速系统;同时也有已将该技术应用成功的范例，如某选煤厂在合格介质泵上应用此技术，实现了入料压力的自动调节，使开停车频率大幅下降，创造了大量的经济效益。
（三）在矿井提升机中的应用
矿井提升机的作用主要是输送人员、物资及设备，所以对其的安全性要求较高，需要保证其调速稳定性。常规的金属电阻、鼓形控制器等散热效果不好、电阻损耗大，适应性并不高，容易造成各种安全事故。将变频节能技术应用于矿井提升机中，则能够很好地解决此类问题。
其安全性主要表现在一下几方面：第一，故障代码可以直接显示于显示器上，方便了排查与解决;第二，继电器外部控制线路简单，且继电器数量较少，能有效降低故障发生的概率;最后，可编程性高，适用于集成化、智能化管理。
目前应用较为广泛的提升机变频器，型号为JD-BP32-185P，是数字化控制变频器的代表，提供专用控制软件，且兼容性极高，适用于大部分电机及其控制系统，甚至能实现有效的远程控制系统。
（四）在其他方面的应用
目前，在采煤机、胶带输送机和电铲中，变频调速系统也已有了广泛的应用，为企业带来的良好的经济效益。
三、发展展望及总结
随着科学技术及经济的不断发展，变频节能技术已越来越多地应用于煤矿机电设备中，但应用面依旧受限，主要局限于流体负荷设备（如风机、水泵）和提升机、采煤机等机械动力负荷设备上，在其他重要设备，如开采钻机等设备上的应用还不充分。因此我们还必须对之进行深入的研究，以使其更适应煤矿矿山中各种机电设备，满足我国日益增长的矿山机械需求量，并提升其专业化及智能化程度，使其更好地为煤矿服务。
参考文献：
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[2]宋峰.变频调速技术在煤矿机电中的研究与应用[J].中国科技纵横，2012（9）.
关键词：西门子；S7-300PLC；提升机；测控系统
中图分类号：TN77文献标识码：A
1引言
提升机在矿井生产中素有咽喉设备之称，提升机对于矿井的安全生产有着至关重要的作用。提升机电力传动系统复杂，控制系统要实现的控制功能较多，因此对于提升机的控制系统的设计，需要能够满足提升机频繁制动和不同工作状态相互转换的功能需求。针对提升机如此复杂的控制要求，传统的电气控制难以实现，因此，必须借助于PLC自动控制实现。
本论文主要结合西门子S7-300在副井提升机自动控制系统上的应用，对提升机自动控制系统进行详细的分析设计研究，以期从中能够找到合理可靠的提升机控制系统设计应用方法，并以此和广大同行分享。
2矿井提升机控制系统应用现状分析
(1) 我国提升机控制技术应用现状
我国矿井提升机一直承担着井下与地面之间输送人员或者货物的重任，因此一直素有矿井咽喉设备之称。我国矿井提升机控制技术相较于国外处于落后阶段，国外已经发展到智能实时监控提升机并实现故障智能诊断技术，而目前我国提升机控制系统的技术，还普遍停留在原始的电气控制阶段，对于数字化控制技术、计算机智能控制技术目前还处于研究探索阶段。纵观我国的提升机电控系统控制技术的应用，发展缓慢，多数是借鉴或者仿制国外的电控系统，并且电控系统在实际应用中也存在一定的问题。
(2) 我国提升机控制系统应用中存在的问题
① 我国提升机电控系统没有专业的生产厂家。这是我国目前提升机控制系统和控制技术发展的最大瓶颈。我国的提升机电控系统，要么直接从国外公司进口，这样成本十分高昂，且后期设备维护维修十分不便；国内现有的提升机电控系统均是高校科研院所自发研制的电控系统，多数并不具备通用性。
② 我国提升机电控技术落后。目前仅仅在一些大型煤矿上的先进提升机才采用了计算机、PLC或者数字控制技术，传统的提升机电控系统都是采用电气化控制系统，继电器、接触器控制广泛使用，导致能耗过高，控制不可靠，严重制约了我国提升机电控系统的发展应用。
③ 我国提升机控制系统安全性和可靠性较差。目前我国矿井提升机仅仅在上下井口端采用切除电阻的方法实现提升机运行速度的制动，制动能耗过高，造成提升机电控系统负荷太大，由此导致我国提升机控制系统安全性和可靠性较差。对于提升机运行过程中的关键工作参数、状态参数及运行参数根本没有实现实时监控，经常发生过卷或者超速等安全事故。
鉴于以上问题，我国必须要大力发展提升机在运行过程中的电控系统的自动化、智能化控制，逐步形成具有自主知识产权的提升机电控系统。
3西门子S7-300在副井提升机上的应用分析
3.1 基于PLC的控制系统设计
利用西门子S7-300构建提升机电控系统，根据提升机的工作模块，将PLC电控以网络化模式进行布控，分为主控PLC、监控PLC和信号PLC三个主从式控制PLC，其具体结构原理图如图1所示。
如图1所示，信号PLC作为整个电控系统的信号管理站，负责对提升机工作过程中的状态参数、环境参数及其必要参数做信号管理，统一发送至控制主站；监控PLC主要对提升机的关键控制参数，如井深、进口提升速度等指标进行实时监控，并受主控PLC统一调度管理；主控PLC一方面实现对监控PLC和信号PLC的控制管理，并对由监控PLC和信号PLC发送过来的数据信号进行整合管理，并发送至上位机进行集中管理、显示、数据存储等功能，以提高提升机工作过程的管理效率；另一方面主控PLC通过交流变频调速装置实现对同步电机的控制，进而实现提升机速度的电气化控制，同时将提升机的工作参数再反馈回信号PLC和监控PLC，从而实现了PLC网络控制系统对提升机的闭环控制。
3.2 基于PLC实现的提升机速度控制应用
提升机控制系统最为关键、也是最难实现的技术要点，就是对提升机运行速度的控制。借助于西门子S7-300的PLC，能够很方便的实现对提升机速度的控制。
基于PLC实现的提升机运行速度的具体控制方案设计如下：
(1)（1）在井口与井底分别放置接近传感器，一旦提升机到达接近传感器，即可认定提升机即将到达井口或者井底，从而进入预定的制动阶段。
(2)（2）利用光电传感器和深度指示器配合使用，实时监控提升机当前所处巷道中的位置，并将位置转化为数字量传送至监控PLC，利用监控PLC与主控PLC的通信实现对提升机位置的实时监控。
(3)（3）一旦提升机触发接近传感器，由主控PLC发出调速指令给交流变频调速装置，由交流变频调速装置实现对电机转速的调节，进而实现对提升机运行速度的调节与控制。
(4)（4）主控PLC利用监控PLC监测到的提升机当前运行速度与深度指示器的位置信号进行交叉运算，得出调速幅度，并将调速幅度指令传输给交流变频调速装置，从而实现无极调速；另一方面，监控PLC通过实时监测提升机的运行速度并反馈回主控PLC，主控PLC根据反馈回来的运行速度和程序中的预设值进行对比，结合PID调节算法实现对提升机运行速度的闭环调节与控制。
结语
提升机作为矿井安全生产的枢纽设备，其安全性对于整个矿山生产的安全起着举足轻重的作用。我国目前提升机电控系统理论研究较为深入，但是实际技术应用还有待进一步提高和挖掘。本论文结合西门子PLC对提升机控制系统进行了设计分析，对于提升机电控系统及其控制技术的应用研究，不论是在理论研究方面，还是在实际技术应用方面，都具有一定的指导意义。当然，关于提升机电控系统方面的更多技术，还有赖于广大矿井科技工作人员的共同努力，才能够最终实现我国提升机电控系统及其控制技术的提高应用。
参考文献
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[2]任雪振.矿井提升机电控设备的现状及发展[J].矿山机械,2001,(9):26-27.
论文关键词：给水方式；变频供水；供水方案
0前言
基于计算机技术、变频技术与水泵机组组合的新型机电一体化变频供水方式，通过变频器对水泵电机转速的调节，使管网保持了稳定的供水能力满足了人们对供水的不断需求，近年来，已被城市和生活小区等广泛采用。但实践表明，对于用水量过于集中的公共建筑，变频供水存在着如供水可靠性差，调节水量小，易造成停水等问题，节能作用也值得分析探讨。
1变频供水的调节水量
给水方式中，采用水泵加高位水箱联动方式水箱是给水系统储存、调节流量和稳定水压的设备，水箱的生活贮水量不小于最高日用水量的12％最低不小于6m。变频供水这种无水箱的给水方式，尽管水泵的出水流量是按照给水系统的设计秒流量确定，但由于无流量调节设备，总体来讲，其水量的调节很有限，对用水量相对集中的建筑，在供水的可靠性方面很难保证。例如，某高校对3栋12层的教学楼、学生公寓和图书馆共采用了1套变频供水系统，因学生作息习惯，造成了学生公寓、教学楼等用水十分集中且用水量较大。而且，学生用水时间性很强，其它时间用水量则趋于平衡。该运行中经常出现教学楼在学生课间休息等集中用水时段高层缺水现象，但学生公寓因利用了高位水箱进行水量调节，供水比较稳定。为此，教学楼改用了高位水箱后，缺水现象得到了很大改观。其原因分析除供水管径小，用水设备采用自闭式冲水阀当量qg= 6．0太大等，缺水主要原因是调节水量小造成的。由此可见，变频供水保证率不高，不适于用水量过于集中的公共建筑。
2变频供水的节能
以多层建筑给水方式为例，当外网压力能满足时为直接给水，当外网压力不能满足时采用设水箱和水泵的联合给水及变频水泵直接给水等。变频给水将水泵加水箱的联合给水方式中的水箱取掉，用变频水泵直接供水到各用水点，但没有利用城市管网的压力，原来利用城市管网压力进入水箱里的那部分水，必须经水泵提升，增加了水泵的负担，增加了电能的浪费。但相对于水箱水泵联合给水方式来说，降低了建筑的造价，运行费用也低。
变频供水的水泵流量是按照室内给水水力计算中的设计秒流量计算的，而水泵和高位水箱联合供水时水泵流量考虑到最高日最大小时流量，由此选择出水泵流量。二者之间，水泵流量相差甚远，由此带来的电机功率的能耗也相差甚远。例如，某住宅楼为13层，低区(1N6层)供水采用市政管网压力直接供水，对高区(7～l3层)供水进行核算，其结果为设计秒流量q 5．661／s=22．37t／h；最大小时流量为4．7t／h。当供水方式选用变频供水或者水泵加高位水箱联合供水时，可以看出，变频水泵的流量是水泵加高位水箱联合供水流量的22．37／4．7=4．75倍。因水泵流量的不同，所选择的水泵电机的功率的不同，其能耗将可想而知。
变频供水节能是对比无高位水箱(水塔)供水而言的。因为水泵加高位水箱供水方式其进入水箱的供水管网的势能是固定不变的。所选用的水泵能保证始终保持在最佳点(高效区)运行，水泵的效率最高。因此，目前对于用水量过于集中的公共建筑首选的供水方式仍是水泵加高位水箱，一般不宜采用变频供水。
3变频给水改造中的误区
给水管网每日24h的用水量是不均匀的。为了保证用水的可靠性，初期选用的2台大流量水泵的选择都是按最不利条件进行，即按最大小时流量和扬程选定。特别是晚上，水泵常处于小流量下工作，经常出现“大马拉小车”的工况，泵功率浪费严重。所以原有的水泵增压给水系统的变频改造中宜采用多台泵的组合供水，而不是将原有的水泵采用变频器进行简单的控制就行了。在空间情况允许时，水泵的台数的应根据实际用水时段的用水量确定，可以选用2台水泵或3台水泵变频循环的形式，但水泵台数过多，其投资费用偏高。
水泵调速的范围是有限的，一般为100％～75％，超过此范围将达不到节能的效果。对于常用的离心泵而言，变频供水在小流量时由于要保证系统的压力，其运行转速约为工频转速的80％，运行功率约为额定功率的60％，消耗的功率约为相同大小恒速泵额定功率的1／4或更小，同时水泵效率下降比较大。例如，当变频供水的功率为120kw，在小流量时，变频泵实际的消耗约为1／4x120=30kw，其输出功率接近于零，纯属无功消耗。
对于水泵在晚上或间隔时间较长时段的小零流量状态，若场地空间允许，宜采用关闭变频器及其它泵，直接启动辅助小泵的控制供水，或者采用变频泵自动睡眠和自动唤醒控制供水，以维持系统运行的效率较高，达到节能的目的。同时水泵的选型，应选用制造工艺较好的水泵，尽量保证在合理的调速范围内，效率变化不大。
供水管网中，水泵的压力是用来克服供水系统管线的沿程水头损失以及提供管网的压力的。因此，变频供水系统适用于管网压力变化越大越好，用水量规模越大，沿程水头损失就越多，变频供水的综合性能就越明显，越利于系统的节能。所以变频供水不是对所有的供水系统都适用。例如，对于1～2栋住宅的供水不宜于采用变频给水。
变频供水系统与普通供水系统对同一供水管网而言，变频给水通过水泵调速直接供水到户，水泵的工况点是变化的；而后者水泵的工况点是固定的。因为变频给水的水泵在调速运行后的大部分时间内效率都比工频运行时有所下降。因此，普通供水系统在同样的供水量下的能耗应该比变频恒压供水系统小。
