今年年初，國家科學技術獎勵大會上，由中國礦業大學電氣與動力工程學院譚國俊教授等參與完成的“礦山超大功率提升機全系列變頻智能控制技術與裝備”獲國家科學技術進步獎二等獎。

升級勢在必行

我國礦山主要采用井工開采方式，礦井井筒是礦山生產的咽喉，提升機擔負著礦井人員物資礦產品提升運輸的大型關鍵機電裝備，提升機調速控制系統安全可靠性高、調速性能好、能耗低對礦山的安全生產與經濟運行具有極其重要的意義。

過去我國大功率提升機變頻控制設備全部采購國外產品，存在振動大、諧波重、功率因素低、采購及后期維護費用高等問題，為改變這種狀況，項目團隊歷經多年努力，研制開發出具有自主知識產權的，礦山超大功率提升機全系列變頻智能控制系統。設備性能超越國外同類產品，迫使國外產品大幅降價，降低礦山提升機控制系統采購成本，振興和發展了民族工業，成果符合中國制造2025互聯網加的發展戰略。

產學研科技創新

礦井提升機是礦山生產的核心技術裝備，大功率、大載荷、自動化、智能化是礦井提升設備的發展方向。中國礦業大學、中國平煤神馬能源化工集團有限責任公司、開灤（集團）有限責任公司等7家單位針對國內礦井提升設備電力驅動和控制系統存在的功率小、效率低、振動大、諧波重和自動化水平低等問題，產學研結合研發了“礦山超大功率提升機全系列變頻智能控制技術與裝備”。

項目取得的主要創新研究成果：

1、提出了變頻驅動的大功率同步電機、鼠籠電機、繞線電機模型預測、非線性控制等關鍵控制算法，提高了電機控制的動、靜態性能，提升機全系列電機重載平穩啟動、寬范圍精確調速調整，控制精度、定位精度、噪聲和振動抑制優于國外同類產品。

2、提出了整流器無網側電動勢傳感器電網優化接入，低開關頻率整流器柔性啟動、無損耗抑制諧波最優控制等關鍵控制算法，解決了系統智能電網回饋和快速電器問題，具有網側高功率因素、低諧波的優良性能，消除了系統對電網的無功沖擊，滿足綠色變頻要求。

3、提出了超大功率多電平變換器本體安全架構，研究了變流器全局熱源均衡控制、疊層母線設計、電磁兼容設計和電氣閉鎖保護及單元化、模塊化功率增容方案，研制出中壓超大功率三電平高功率密度系列變頻器，并聯容量可達24MW。

4、提出了提升機容器懸停及鋼絲繩張力控制算法，解決了起停車的沖擊蠕動、重載倒轉和鋼絲繩彈性變形引起的容器回彈等安全隱患。

5、研發了基于物聯網的4M遠程故障預測診斷系統，形成了一整套提升機控制系統安全保護及解決方案，為智能礦山和提升機無人化運行提供了技術保障。

該項成果核心技術為自主研發，擁有完全自主知識產權，已獲得國家發明專利29件(含PCT專利3件)，獲軟件著作權10件，各項技術指標均達到國際先進水平，部分指標處于國際領先。

推廣應用，引領潮流

項目成果綜合技術水平，引領當今礦山提升機控制領域發展潮流，成果為我國未來進軍礦山的開采提供重要技術儲備，大功率變頻智能控制技術可廣泛應用于軋機轉動，艦船推進、機車牽引，新能源發電、風洞驅動和國防領域，有助于提高工業和國防現代化水平，是“中國制造”在礦山大型機電裝備領域的典型代表。

該項成果已推廣應用到河南、河北、山東、山西、寧夏、安徽、貴州、黑龍江等產煤大省的數十個礦區，裝備于數百臺提升機，取得了顯著的經濟和社會效益，具有廣闊的推廣應用前景。