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).
炼钢一次除尘风机高压变频器采用交－直－交高压方式，高压变频器每相由8个功率单元串联而成，各个功率单元由输入隔离变压器的二次隔离线圈分别供电，功率单元为交－直－交结构，相当于一个三相输入、单相输出的低压电压源型变频器，主电路开关器件为IGBT。功率单元由主电路包含整流滤波电路，逆变电路，旁通电路三部分。功率单元的输入额定电压AC750V，经熔断器进入三相整流桥整流，经电解电容滤波，变为直流电;逆变电路由四只IGBT组成单相全桥逆变电路。将直流电变为SPWM波输出。旁通电路由一个单相桥整流和一只可控硅组成，旁通电路的作用是在功率单元发生某些故障时，把四只IGBT全部关闭，故障单元不再有输出波形，此时把旁通的可控硅打开，使外电路电流流过本功率单元时通行无阻，旁通整流桥为交流电流提供通路。功率单元串联多电平PWM电压源型变频器拓扑图如图1、图2所示。控制电路由光信号通信电路、IGBT驱动保护电路、可控硅驱动电路、故障检测电路等组成，变频器主控制器与功率单元之间的信号传输采用光纤，具有良好的抗电磁干扰性能，功率单元IGBT的驱动信号来自于变频器主控制器。
2调速系统的改进
⑴为保证系统稳定运行及达到好的节电效果，风机传动采用高压变频器进行控制，风机传动设备变频改造时拆除电动机与风机之间的液力偶合器，对电机基础进行改造，将原基础打去-1000mm至钢筋网层，重新焊接钢筋制作浇筑基础，电机前移与风机直接相连。实施前后见对比图3、图4。⑵变频调速系统和现场PLC控制系统进行通讯连接，从现场PLC控制系统发出变频器的启动、停机等信号进行协调控制，根据运行工况按设定频率，实现对风机电动机转速的控制。变频器具有非常完善的自诊断和保护功能，变频器有过电压、过电流、欠电压、缺相，变频器过载、变频器过热、电机过载、输出接地、输出短路等保护功能，变频器配备汉字显示的液晶显示屏，可实现变频器参数设定和显示电机电压、电流、频率等状态参数;一旦变频器发生故障，进入保护状态，系统自动记录故障原因、故障位置及发生故障时变频器各状态参数，便于故障排除。
3运行分析
转炉一次除尘风机在改造前，风机高速运行在1250r/min，电机功率因素0．88，风机电机电流120A左右，风机低速运行在500r/min，风机电机电流40A左右，自2011年6月至2012年8月转炉一次除尘三台风机电机采用高压变频器控制系统投入运行后，风机高速运行时电机电流在97A左右，风机低速运行时电机电流在6A左右，功率因素0．98，具体参数见表1。
4节能计算
一座转炉每天平均冶炼32炉，每炉平均冶炼时间35min，一个冶炼周期中，吹氧冶炼时间16min，兑铁时间3min，风机需高速运转1250r/min，高速运行时间在19min，风机变频改造前后高速状态下电机电流差120-97=23A，电压10kV，风机电机在高速状态下每天节省电量为(23×10)×(32×19)/60=2331kWh。一个冶炼周期中，出钢过程中需低速运转在500r/min，每炉钢低速运行时间约16min，风机变频改造前后低速状态下电机电流差40-6=34A，电压10kV，一台风机电机在低速状态下每天节省电量约为:(34×10)×(32×16)/60=2901kWh。一台除尘风机在变频器调速运行，每天节省电量约为2331+2901=5232kWh。一台风机全年运行时间按340天计算，电费成本为0．37元/度，一台除尘风机全年节省电费约为=5232×340×0．37=65．82万元。三台除尘风机在变频调速运行后，全年节省电费约为=3×65．82=197．46万元。
5结语
大多习惯传统教学模式的理论课教师，一般缺乏动手操作经验，难以指导学生动手做实验。而专职实验教师往往仅局限于几个固定的实验，遇到新的问题无法解决。这就需要大力培养既有丰富的理论知识、又具备较强动手操作能力的专职教师，即“双师型”教师。
二、变频技术“理实一体化”教学模式
1．“理实一体化”教学模式的特点
“理实一体化”教学以“情境—陶冶教学模式”为基础，利用现代教育技术，将自学—指导、引导—探究、示范—模仿等多种教学模式相融合，是一种理论知识讲解和实践操作并重的教学模式，是现代化信息技术与建构主义教学理论相结合的产物。“理实一体化”教学，是目前职业院校大量探索和实践的教学模式，着重解决专业理论课与实践课脱节的问题。通过学生边学边做，加强学生的理解与记忆能力，提高学生学习的兴趣和积极性。具体指在同一时间、同一地点、同步进行的教学模式。即课堂和实训基地一体化，教、学、做融为一体；理论课教师和实践指导教师一体化，即“双师型”教师。这种教学模式直观，体现学生的参与度，有助于教学质量的提高和高技能人才的培养。
2．师资队伍一体化
师资队伍建设是学校建设和教学工作的重要环节，对于高职院校尤其重要。实施“理实一体化”教学模式，要求教师不但要有扎实的理论知识，还必须要有丰富的实践经验，具有解决生产实际问题的能力，即“双师型”教师队伍。“理实一体化”教学要求“双师型”教师比例占一半以上，特别是中、高级职称教师应占一定比例。通常主讲教师应具有高级职称，并从事多年教学、具有丰富的实践经验，能为课程建设提出系统规划和整改意见。对于青年教师应严格要求，要求他们积极参与课程建设、开展各种教学研讨活动，寒暑假下企业锻炼，努力提高实践教学水平。另外，聘请企业一线技术人员或能工巧匠作为学校兼职教师，通过产学结合、专职和兼职相结合，建设一支高素质、“双师型”结构教学团队。
3．教学场地一体化
“理实一体化”教学要有与专业规模相适应的硬件设备和环境。按照“做中教、做中学”的一体化设计原则，创设教室、实验、实训一体的学习情境，使专业教室具有多媒体教学、实物展示、实验、实训等多种功能，营造良好的职业氛围和环境。目前，武汉职业技术学院电信工程学院针对电子节能工程技术专业，专门筹建了变频技术实验室，具体包括电工基础实训平台、变频器、PLC一体化多媒体教学训练场地，既可以提供电气自动化专业学生实习，又能充分保证变频技术“理实一体化”教学模式的实施，为学生创造了良好的多媒体教学、实训、实习条件。
4．教学设计一体化
教学设计一体化是指学生主动地“学”、教师有目的地“教”以及为具体任务而设定的“学习情境”的教学方案设计，具体过程可分为以下步骤：第一，设计学习情境。利用一体化教学场地的优势，结合变频技术课程特点，创设情境，让学生联想、观察、交流，激发学生的学习兴趣和动手操作的主动性；然后导入新课，通过分析实例，再提出相关的任务。第二，提出实训要求。学生的学习兴趣被激发后，往往就有学生想尝试。在变频技术实训中，学生通过自己动手接线、操作运行，观察实际效果，适时给出任务。再根据实训内容，结合学生实际情况，通过实例演示，与学生一起分析、提出问题，使学生在任务完成过程中逐步了解变频器的结构、工作原理，掌握变频器外部接线步骤及运行调试技巧。第三，主动完成实训任务。根据实训项目的难易程度，教师进行重点、难点的分析，提出解决问题的思路，指导学生保质保量地完成实训任务。在变频器具体安装调试过程中，教师要巡回指导，总结学生在操作过程中普遍存在的问题并进行集中讲解，提醒学生并引起学生重视。实训中，可以采取灵活多样的方法，既可让学生独立完成，也可以分组合作完成。通过实训，使老师与学生、学生与学生之间相互促进、相互提高，实现教学相长、寓教于乐。
三、结束语
随着我国社会经济的不断发展，虽然我国的能源结构有所变化和发展，但是在目前我国现有的能源结构中，火力发电仍然是重要的组成部分，伴随着其它能源结构的出现，火力发电在能源市场上面临的压力将逐渐的增加，为了提高火力发电行业在能源市场中的竞争力，企业必须加强该方面的研究。伴随着电子信息技术的发展，高压电频技术得到了广泛的应用，火力发电厂要想提高工厂的工作效率，提高设备的运行速度，实现发电厂经济效益的提高，就必须科学合理的应用高压电频技术。高压电频技术在火力发电厂中的应用，在提高企业经济效益的同时，有利于节能减排工作的顺利开展。
2高压变频技术在火力发电厂中应用的重要作用
2.1有利于节能减排工作的开展
在传统的火力发电厂中需要使用挡板和阀门来调节发电设备的风量和水量，挡板和阀门对能量的需求较高，在火力发电厂中使用了高压变频技术之后，通过驱动水泵和风机来代替挡板和阀门，不但能够解决掉使用阀门和挡板调节方法给设备运行带来的不足，还能实现节能减排，降低企业对发电厂的成本投入，有利于企业经济效益的提高。
2.2使用方便快捷，减少设备故障出现的频率
高压变频技术在应用的过程中往往同电子信息技术相结合，电子信息技术的使用不断的提高了企业的经营管理水平，还有效的减少了企业在人力物力方面的投资。火电厂设备的正常运行需要发电机的协调合作，火电发电厂中有两种型号的发电机，同步发电机和异步发电机，同步发电机使用直接启动的方式，异步发电机使用间接启动的方式，在发电机启动的过程中会造成大量的电量消耗，在启动过程中会产生较大的振动对设备产生冲击，在很大程度上影响设备的使用寿命。通过使用高压变频技术能够缓解启动过程中产生的机械振动，提高了设备的运行效率，在保证设备正常运行的同时，提高了设备的使用寿命，在一定程度上减少了发电厂在设备上的成本投入，有利于企业经济效益的提高。
3高压变频技术的分析研究
3.1高压变频器的DCS控制方式分析
分散型的控制系统也就是DCS在火电发电厂中的主要控制系统，手动控制DCS控制是高压变频技术中的主要控制，在高压变频技术中的控制方式有很多种，主要总结如下：采用闭环控制方式对设备的压力和流量进行控制；采用开环控制方式对设备的转速进行控制；使用开环控制方式对设备的频率进行控制，通过在设备的屏幕上直接输出数值，然后边频率器的边频率的控制得出数值。
3.2高压变频器工作旁路的切换方式分析
在火电发电厂中，风机和水泵设备属于持续运作的负载，为了减少设备使用过程中故障出现的频率，较少设备检修的次数，在应用高压变频技术时同时使用工频旁路，工频旁路的设置方式主要有手动和自动两种形式，一旦高压变频出现故障，就要及时的采用采用手动或者是自动的方式对贡品旁路进行切换，手动旁路是一种可以通过手动控制进行高压隔离的开关，手动控制在高压旁路中的应用较为广泛，因为本身结构较为简单，操作简单，成本较低，开关设置明显，应用在高压变频中之后，有利于高压变频器的检修。
4高压变频技术应用的具体措施
随着其他能源方式不断创新和发展，传统的火力发电将面临着越来越大的压力，火力发电厂要想在激烈的市场竞争中站住脚，就必须提高火力发电的使用率，在符合国家节能减排的规范要求的同时，减少火力发电的成本投入，采用高压变频技术就能够很好的解决以上的问题。
4.1安装和调试变频设备的具体措施
传统的设备运行方式是采用了一拖二二拖三的方法，这样的方法在很大程度上增加了设备的回路难度，为了减少设备运行回路变频和工频之间故障出现的频率，在对设备进行安装的过程中要主义防范措施。
4.2合理设置变频器和上级开关保护功能
变频器在运行的过程中经常会出现跳闸的现象，为了防止这种现象的发生，一般的在事故按钮上采用一拖二的方法，在事故按钮上安装两个电源断路器，一般的选取两个节点，在一个节点上使用工频跳闸回路，在一个节点上使用变频跳闸回路。这样不论出现何种情况，都能很好的预防跳闸现象的发生。
4.3设计可靠的风机和控制电源
为了保障设备的正常运行，就要保证变频器电流输入值趋于正常，如果输入电流变化较大，就容易出现跳闸的事故，所以为了防止这种现象的发生，要对设备进行不间断的检测和维修，为设备提供充足的电能。
5结语
摘要：从整体上来看，我国的经济发展速度和能源供给的增长速度不是同步，前者要快于后者，所以能源供给难题就成为了制约我国持续快速发展的瓶颈难题。开源（开发新能源、增加能源供给量等）和节流（提升能源效率、节约能源等）是处理能源供给不足难题的两种重要方法。变频节能技术作为一种重要的“节流”方法受到我国政府和各个生产领域的重视。我国的煤炭生产企业有着巨大节能潜力，应用变频节能技术则可以可行挖掘这种潜力。在文中，笔者首先了研究了变频节能技术，之后重点研究了中变频节能技术在煤矿机电设备中的应用。
关键词：煤矿；机电设备；变频节能技术；应用
变频节能技术作为一种重要的“节流”方法受到我国政府和各个生产领域的重视。以煤炭生产企业而言，矿井中全部生产系统所消耗的电力约占整个煤炭生产企业的80％至90％。就现在的生产实际来看，煤炭生产企业有着巨大的节能潜力，比如，在矿井没有应用变频节能技术之前，水泵、风机的平均运转效率比力低，一般均低于50％；又如，矿井中动力负荷变化大的机电设备（矿井提升机、采掘运输机、空压机等）在启动、加减速、制动等方面有着巨大的节能空间。恰好是由于变频节能技术拥有着优秀的变频调节功能和显著的节能减排效果，因而在我国矿山中获得了广泛地应用。随着技术的稳定性越来越好、成熟度越来越高，其应用范围和领域也必将继续扩大。
一、绪论
变频调速原因是应用电力半导体器件的通断作用，把电压和频率固定不变的工频交流电变更为电压或频率可变的交流电，一般把这种电能控制装置称为“变频器”。变频调速便是经过改变电动机电源频率实现速度调节的。变频器主要采用“交直交”方式，先把工频交流电源经过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不行控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM（脉冲宽度调制）波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。PWM控制技术不停是变频技术的核心技术之一［1］。
从变频技术诞生到现在，它取得很大的发展和进步。控制基本理论的发展为变频节能技术提供了基本理论支持，电力电子技术的进步则为变频技能（对动作方式的一种概括，是按一定的方式反复联系或模仿而形成的熟练的动作）技术提供了技术支持，两者的共同作用让变频节能技术取得了很大的发展和进步。具体来说，其发展和进步主要表现在下面几点：第一，在控制基本理论方面，大幅度改进了频比（U1/f）控制模式［2］，并且，生产实践中也广泛应用了转矩直接控制模式与矢量控制模式，在控制基本理论的发展趋势方面，人工神经网络（网络就是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起，组成数据链路，从而达到资源共享和通信的目的）和模糊自优化控制会是今后的分析重点。第二，在功率器件方面，GTR和IGBT将会是现在的主流，IPM（智能功率模块）的开发和应用必然会成为今后的发展趋势。第三，在调速系统方面，该系统具有越来越高的集成程度，以单片机的应用为重要环节，DPS（数字信号处理器）、RISC（精简指令集计算机）等获得了广泛地应用，现在最新的研究整个成果是ASIC（高级专用集成电路）［3］。最后，在功能方面。高度的综合化和操纵的智能化是变频器的发展趋势，在完成基本的调速功能操纵之外，并且还能够进行通信、可编程序和参数辨识等应用功能的操纵。
二、常规式变频器在煤矿机电设备中的运用
普通变频器在煤矿其他生产领域运用更加普遍，其功能除降耗节能之外，也注重向系统控制的灵活性、智能化、远程控制、简单易操纵等方向发展。
比如，我国某煤矿改造和升级了洗煤厂的给煤机，以往的手动闸门控制模式被现在流行的变频驱动模式所取代，在变频器的选择方面，选用采用模块化设计技术的多功能变频器［4］。该变频器具有以下特征：拥有标准化的参数结构和标准化的调试软件；拥有模拟量输入/输出功能、数字量输入功能、继电器输出功能；通讯接口为系统集成，不但安全便捷，并且操纵、控制等也非常灵活，并且也具有十分好的用户界面。总体看来，变频技能（对动作方式的一种概括，是按一定的方式反复联系或模仿而形成的熟练的动作）技术在我国的煤炭生产企业中拥有巨大的应用潜力，将其应用于各种机电设备当中，必然会获得很好的节能效果。
三、交流四象限变频器在煤矿机电设备中的运用
在煤炭生产整个过程中所需的各种采掘设备当中，必要面临频繁的调速、起停操纵，尤其是输送机、提升机和电铲等。频繁的调速、起停操纵必要变频器可以进行四象限工作。四象限变频器的主要工作原理是：变频器把整流电路由原来的全波整流桥改为由IPM（智能功率模块）构成的可控整流桥，当电机处于电动状态时，四象限变频器的控制与两象限变频器的工作是完全一样的，当电机处于发电状态时，四象限变频器中原来的逆变电路将作为整流电路工作，而原来的整流电路则作为逆变电路工作，达到将电机产生的电量回馈到电网的目的。
比如，某煤矿的电牵引采煤机采用了回馈制动四象限变频器，综合生产实际来看，采用了回馈制动四象限变频器的电牵引采煤机，可以可行调节工作面较大制动力矩，并且，牵引速度几乎不受影响，机器也未产生下滑跑车难题。
交流四象限变频器在提升机中的运用方面。采用交流四象限变频调速系统的变频防爆提升机，其显著特征便是，控制模式变化为无速度传感器矢量控制模式，四象限运行，并且具有全面的保护对策，比如过流保护、过压保护、欠压保护和电机缺相保护等。
交流四象限变频器在胶带输送机和电铲中的运用方面。应用阴象限变频调速技术之后，可行处理了采用液力耦合器装置时下行运输皮带机在启动、运行、制动中形成的电机失控。变频器随时将电机产生的负力回馈到电刚中，减少发热损耗，处理了机械系统及电气系统的难题，延长了设备的应用寿命。电铲（挖掘机）的工作条件恶劣，尤其是爆破不好时，挖根底作业更加困难，大载荷和堵转难题常常出现，采用变频技术也可行缓解了过大的载荷。
四、结束语
我国具有数量巨大的煤矿及其相关的机电设备，在煤炭生产企业当中应用变频技术具有非常大的潜力和非常好的发展前景。倡导节能化发展，应用变频技术来实现煤炭生产企业的节能是今后煤炭企业必然会采取的节能办法之一。
变频节能技术拥有着优秀的变频调节功能和显著的节能减排效果，以上长处也增加了我国煤炭生产企业采用变频节能技术的动力。展望未来，随着变频节能技术的稳定性越来越好、成熟度越来越高，其应用范围和领域必将继续扩大。
参考文献：
［1］ 温玉婷. 变频节能技术在煤矿的应用［J］. 电气开关，2011，（02）：156－157.
［2］ 栗广亮. PLC和高压变频器在矿井提升机中的应用［J］. 中国设备工程，2009，（03）：100－102.
关键词：变频器，控制技术，应用
1.变频调速技术的现状
电气传动控制系统通常由电动机、控制装置和信息装置三部分组成。电气传动可分为调速和不调速两大类,调速又分为交流调速和直流调速两种方式。免费论文。不调速电动机直接由电网供电。但是,随着电力电子技术的发展,原本不调速的机械越来越多地改用调速传动以节约电能,改善产品质量,提高产量。以我国为例,60%的发电量是通过电动机消耗的。因此,调速传动有着巨大的节能潜力,变频调速是交流调速的基础和主干内容,变频调速技术的出现使频率变为可以充分利用的资源。近年来。变频调速技术已成为交流调速中最活跃、发展最快的技术。
1.1国外现状
采用变频的方法,实现对电机转速的控制,大约已有40年的历史,但变频调速技术的高速发展,则是近十年的事情,主要是由下面几个因素决定:
1.1.1市场有大量需求
随着工业自动化程度的不断提高和能源全球性短缺,变频器越来越广泛地应用在冶金、机械、石油、化工、纺织、造纸、食品等各个行业以及风机、水泵等节能场合,并取得了显著的经济效益。
1.1.2功率器件发展迅速
变频调速技术是建立在电力电子技术基础之上的。近年来高电压、大电流的SCR,GTO,IGBT,IG-GT以及智能模块IPM等器件的生产以及并联、串联技术的发展应用,使高电压、大功率变频器产品的生产及应用成为现实。在大功率交―交变频(循环交流器)调速技术方面,法国阿尔斯通已能提供单机容量达30000kW的电器传动设备用于船舶推进系统。
IPM投入应用比IGBT约晚二年,由于IPM包含了1GBT芯片及的驱动和保护电路,有的甚至还把光耦也集成于一体,是一种更为适用的集成型功率器件。目前,在模块额定电流10-600A范围内,通用变频器均有采用IPM的趋向。IPM除了在工业变频器中被大量采用之外,经济型的IPM在近年内也开始在一些民用品,如家用空调变频器,冰箱变频器,洗衣机变频器中得到应用。IPM也在向更高的水平发展,日本三菱电机最近开发的专用智能模块ASIPM将不需要外接光耦,通过内部自举电路可单电源供电,并采用了低电感的封装技术,在实现系统小型化、专用化、高性能、低成本方面又推近了一步。
1.1.3控制理论和微电子技术的支持
在现代自动化控制领域中,以现代控制论为基础,融入模糊控制、专家控制、神经控制等新的控制理论,为高性能变频调速提供了理论基础;16位、32位高速微处理器以及信号处理器(DSP)和专用集成电路(ASIC)技术的快速发展,则为实现变频调速的高精度、多功能提供了硬件手段。
1.2国内现状
从整体上看我国电气传动系统制造技术水平较国际先进水平差距10-15年。免费论文。在大功率交-交,无换向器电动机等变频技术方面,国内只有少数科研单位有能力制造,但在数字化及系统可靠性方面与国外还有相当差距。而这方面产品在诸如抽水蓄能电站机组启动及运行、大容量风机、压缩机和轧机传动、矿井卷扬机方面有很大需求。免费论文。在中小频率技术方面,国内学者做了大量变频理论的基础研究。早在80年代,已成功引入矢量控制的理论,针对交流电机具有多变量、强耦合、非线性的特点,采用了线性解耦和非线性解耦的方法,探讨交流电机变频调速的控制策略。国内学者一直致力于变频调速新型控制策略的研究,但由于半导体功率器件和DSP等器件依赖进口,使得变频器的制造成本较高,无法形成产业化,与国外的知名品牌相抗衡。国内几乎所有的产品都是普通的V/f控制,仅有少量的样机采用矢量控制,品种与质量还不能满足市场需要,每年需大量进口高性能的变频器。
因此,国内交流变频调速技术产业状况表现如下:(1)变频器控制策略的基础研究与国外差距不大。(2)变频器的整机技术落后,国内虽有很多单位投入了一定的人力、物力,但由于力量分散,并没形成一定的技术和生产规模。(3)变频器产品所用半导体功率器件的制造业几乎是空白。(4)相关配套产业及行业落后。(5)产销量少,可靠性及工艺水平不高。
2.变频调速技术未来发展的方向
变频调速技术主要向着两个方向发展:一是实现高功率因数、高效率、无谐波干扰,研制具有良好电磁兼容性能的“绿色电器”;二是向变频器应用的深度和广度发展。随着变频器应用领域深度和广度的不断开拓,变频调速技术将越来越清楚地展示它在一个国家国民经济中的重要性。可以预料,现代控制理论和人工智能技术在变频调速技术的应用和推广,将赋予它更强的生命力和更高的技术含量。其发展方向具有如下几项:(1)实现高水平的控制;(2)开发清洁电能的变频器;(3)缩小装置的尺寸;(4)高速度的数字控制;(5)模拟与计算机辅助设计(CAD)技术。
3.变频调速技术的应用
纵观我国变频调速技术的应用,总的说来走的是一个由试验到实用,由零星到大范围,由辅助系统到生产装置,由单纯考虑节能到全面改善工艺水平,由手动控制到自动控制,由低压中小容量到高压大容量,一句话,由低级到高级的过程。我国是一个能耗大国,60%的发电量被电动机消耗掉,据有关资料统计,我国大约有风机、水泵、空气压缩机4200万台,装机容量约1.1亿万千瓦,然而实际工作效率只有40%-60%,损耗电能占总发电量的40%,已有经验表明,应用变频调速技术,节电率一般可达10%-30%,有的甚至高达40%,节能潜力巨大。
有关资料表明,我国火力发电厂有八种泵与风机配套电动机的总容量为12829MW,年总用电量为450.2亿千瓦小时。还有总容量约为3913MW的泵与风机需要进行节能改造,完成改造后,估计年节电量可达25.69亿千瓦小时;冶金企业也是我国的能耗大户,单位产品能耗高出日本3倍,法国4.9倍,印度1.9倍,冶金企业使用的风机泵类非常多,实施变频改造,不仅可以大幅度节约电能,还可改善产品质量。
我国变频调速技术的应用已取得显著成绩,主要表现在下面二个方面:
3.1变频调速技术的应用范围已发展到新阶段,以石油、石化、冶金、机械等行业为例,都经过了单系统试用、大量使用和整套装置系统使用3个发展阶段。如广东茂名石化公司和九江石油化工厂现已发展到引用常减压和催裂化变频装置,取得了节能、增产的显著效果。
3.2变频调速技术已成为节约能源及提高产品质量的有效措施,很多用户实践结果证明,节电率一般在10%-30%,有的高达40%,更重要的是生产中一些技术难点也得到解决。例如包钢1150轧机采用变频装置后,年平均事故时间达到工作时间的0.1%以下,大幅度提高了产品质量和产量,且年节约电费约50万元。
4.结束语
变频调速技术作为高新技术、基础技术、节能技术,已经渗透经济领域的所有技术部门中。今后我国在变频调速技术方面应积极作好如下工作。
4.1应用变频调速技术来改造传统产业,节约能源及提高产品质量,获得较好的经济效益和社会效益。
4.2大力发展变频调速技术,必须把我国变频调速技术提高到一个新水平,缩小与世界先进水平的差距,提高自主开发能力,满足重点工程建设和市场的需求。
4.3规范我国变频调速技术方面的标准,提高产品可靠性工艺水平,实现规模化、标准化生产。
关键词 PHP；Smarty；播客
中图分类号TN948 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）42-0211-01
0 引言
播客系统主要是一种利用互联网音、视频文件，允许用户自主订阅、自动下载、同步播放的全新技术，也是Web2.0体系中的典型传媒形态[1]。
传统的点播技术在网络教育及远程教育中运用比较成熟，但这种点播视频比较单一，内容不够丰富，只能由专门人员收集和视频，很难满足一些渴望学习的教师和学生。播客的迅速发展，得到许多教育机构的重视，都纷纷尝试引入到教学中去， 播客可以让更多的学生和教师上传或下载视频进行分享，通过播客去教学和交流，受到很多师生的认可。
鉴于播客目前的广泛应用，本文基于PHP技术完成了一个视频共享的校园播客系统。
1 播客系统的分析与设计
本系统包括前台功能模块和后台管理模块，前台功能模块提供了在线播放播放、针对视频发表评论、播客的个人主页等功能，同时也为后台管理人员提供了对应的信息维护及管理的功能，包括上传视频管理、注册会员管理、评论内容管理、视频类型管理等。
1）在前台模块中，有两种角色，分别为注册会员和未注册会员。
未注册会员可以浏览视频、查看视频分类、对视频进行匿名评价、查看最新推出及热播视频、站点搜索等相关功能。
注册会员不但拥有未注册会员的所有权限，而且还有更多的操作权限，如拥有播客个人主页，可以上传视频、删除视频、修改个人信息、订阅节目等功能。功能结构如图1。
2）在本系统的后台模块中，后台管理员可以对学生或教师上传的视频进行浏览、审核和删除，只有通过审核的视频文件才能在前台播放或下载；也可以对视频的相关评价进行管理；还可以添加、修改、删除视频类型，并浏览及删除注册会员信息等功能。功能结构如图2。
2 播客系统的关键技术
2.1 Smarty模板技术
Smarty模板采用MVC模式把Web应用程序的逻辑层和显示层分开，提高后期的可维护性和可重用性，克服了传统模式缺点。
在视频点击超级链接的栏目识别时，默认是以视频文件名传输，这样暴露了实际的内容，为了隐藏实际内容，使用Smarty模板的变量调节器中的escape技术对URL进行编码。
escape用于html转码，url转码，在没有转码的变量上转换单引号，十六进制转码，十六进制美化，或者javascript转码。默认是html转码[2]。
2.2 Ajax技术的无刷新评论及分页
在线视频的评论是不可缺少的，传统情况下，如果在视频播放过程中发表评论，就会出现刷新整个页面，正在播放的视频会重新加载播放，这样就会影响用户的观看效果。为了解决这个问题，我们采用Ajax无刷新技术来实现，视频播放与评论同步进行，在用户观看的同时对视频作出评论不会影响视频播放，如果用户评论有很多页，查看其他页时也采用了Ajax技术来实现，给用户带来更好的体验。
3 结论
本文使用PHP的Smarty模板技术实现了校园播客系统，利用escape对URL进行编码，并对视频的评论采用目前流行的Ajax无刷新技术，同时体验了Smarty模板实现MVC模式把Web应用程序的逻辑层和表示层分开，所带来的开发效率及可用性。
参考文献
[1]张强.中国播客发展现状及前景探析[D].大连理工大学学位论文，2007.
[关键词]认知无线电 信号 调制识别
中图分类号：TN925 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0390-01
认知无线电系统能够连续地对外部环境的调制方式、传输功率等多种传输参数进行感知，并进行分析、学习以及判断，然后再通过重新配置选择科学合理的工作频率、调制方式等等。伴随着现代通信技术水平的不断提升，为了使大部分用户的需求都能够得到满足，当前的无线电系统充分地应用了信道容量，通信信号采用了不同的调制方式，以为之后的信号处理提供依据。
1 认知无线电的简介
当今时代，无线电用户日益增加，这就导致了无线通信业务量的急速增长，使可用频谱资源变得愈发匮乏。为了解决这个问题，认知无线电技术应运而生。认知无线电技术的基本理论是：非授权用户在感知无线电环境发现频谱空洞之后，通过对信道环境的分析来调整一部分传输参数，在不对授权用户造成干扰的前提下接入频谱，以提升频谱利用率。
1.1 认知无线电的特点
认知能力，即无线电技术能够通过对周围环境的了解来捕捉并感知信息，换句话说，就是认知无线电能够在对频带信息进行检测的基础上发现频谱空穴，并对可用频谱空穴的特点进行分析，最后依据频谱的特征以及用户的需求选择合适的频段。无线电环境是伴随着时间和空间不断发生变化的，授权用户的出现及离开都可能会造成可用频带的变化，因此认知无线电系统必须实时跟踪监测并分析频带占用的变化，保证授权用户的正常操作。认知无线电的重新配置能力指的是能够不变更任何硬件部分而改变传输功率、调制方式等发射参数来与无线环境的变化相适应，保证正常的通信能力。不论是认知无线电的感知能力还是重新配置能力，都必须要了解信号的每一项参数并作出科学合理的判断，实现智能通信。认知无线电的自动调制解调能力能够促使系统依据可用频谱来变更各项参数，完成频谱的动态接入，提升频谱的利用率。
1.2 认知无线电的其他关键技术
认知无线电的概念自从被提出之后就收到了社会各界的广泛关注，国内外许多研究机构都在通过多种手段努力研究。在我国，当前在研究无线电时主要涉及到的领域是可用频谱资源的检测、动态频谱感知以及分配机制及系统和协议框架。
通常来说，认知无线电的关键技术包括频谱检测、动态频谱管理、传输功率控制以及原始用户检测。对于认知无线电技术来说，频谱检测占有着基础的地位，为了避免对授权用户产生干扰，认知用户必须要能够检测到授权用户的出现，要求认知用户能够随时侦听频谱来提升检测的可靠性，可靠检测概率必须在99%以上。动态频谱管理是以频谱检测为基础来对频谱进行分析及决策，依据每个用户的不同需求来选择最优的信道来提升利用率。传输功率控制能够在很大程度上解决授权用户和非授权用户共享频谱时可能会发生的冲突问题，达到授权用户在不扰的情况下尽可能接入较多的非授权用户。原始用户检测的作用时是尽最大能力避免非授权用户强行占用一部分因信号较为微弱而不能够被认知无线电系统及时检测到的授权用户的频谱。这也能够在很大程度上保证授权用户能够进行正常的通信。
2 认知无线电的应用趋势
依据认知无线电技术的主要作用，该技术通常应用在授权频段的电视广播频段以及蜂窝移动通信频段。特别是在广播频段中应用时，认知无线电系统能够较好地利用频谱中空闲的部分以提升频谱利用率。应用在蜂窝移动通信系统时能够促使移动用户科学合理地共享频谱，解决空闲时段频谱浪费问题。
因为超宽带系统的应用面临着周围窄带无线通信系统的干扰，同时也会对周围的环境造成干扰威胁。同时其自身拥有着较宽的工作频谱，又能够进行测频，因此将UWB系统同认知无线电相结合是未来无线通信的发展方向之一。
3 调制识别的基本理论
通信的目的是保证通信系统能够较为科学准确地传输信息。伴随着当代的人对通信提出的越来越多的要求，通信技术有了较大的提升，无线环境也变得更加复杂，信号的调制方式也慢慢增多。当前的局面是多体制通信并存，因为在不同的体制下调节方式存在着一定的差异，这就需要科学地分辨不同调制方式的信号。通信信号调制识别技术能够自动分辨出不同调制方式的信号，这对于研究无线电接收机和调制解调器就有着十分重要的作用。
在通信系统中，调制是一个重点环节，因为从消息变换过来的原始信号有着频率较低的频谱分量，在大部分信道中不能够直接进行传输。而调制是在处理了信号源的信息之后并将其加到载波之上，使其变成能够在信道中进行传输的形式的过程，总的来说就是使载波随着信号的变化而进行改变的技术。实际上，调制就是通过改变信号的载波即所传输消息的载体信号的某个或是几个参量，促使其伴随着基带信号幅度的变化而进行更改来实现的。而解调则是在载波中提取出基带信号信息来促进预定的接受者的理解并进行深入的处理的过程。
调制识别是在先验知识缺乏或是前提条件较少的情况下，通过分析研究接收到的各种信号来准确地判断信号应用的调制方式及其他的调制参数，给深入的信号处理提供必要的信息。
当代的调制识别手法通常分为两种：一是判决论方法，而是统计模式识别方法。判决论方法需要得到一定的先验信息的支持，通过概率论以及假设检验理论完成调制方式识别这一过程，这种方法计算的过程比较复杂但是在分类的方面则较为容易。模式识别不需要统计先验概率，而是通过提取特征来表示出不同调制方法之间存在的差异，通过设计一个科学合理的分类器在对所提取的特征参数进行应用实现调制识别。因为实际中的信号调制识别通常是盲识别问题，因此一般来说应用模式识别方法。
认知无线电技术是为了解决当前频谱资源利用率较低的问题，通过较为科学合理的手段来寻找可用频谱来提升频谱利用率以达到完成智能通信的目标的新技术。认知无线电系统想要实现智能通信，就必须了解周围环境中的各项参数，通过一系列的手段配置较为合理的调制方式等参数完成建立连接，这样才能在社会各个领域发挥认知无线电的实际作用。
参考文献
[1] 谢勇.无线电信号的调制识别研究[J].中国新通信，2014，（8）：100-101.