摘要：本文给出了超级电容器应用在变频器中的一个实例。用超级电容器存储电动机再生能量，该法在矿山提升机变频器上使用效果良好。已有多台这样的设备在矿山正常运行。
关键词：超级电容器再生能量变频器矿山提升机
一．引言
国产超级电容器已有多个品牌推向市场，不失时机地把这种新型优异无源储能元件应用到电子、电器设备中去是整机厂商责无旁贷的任务。
超级电容器（Supercapacitor或Ultra-capacitor）商业应用在国外已有20多年的历史。它功率密度极高、充电时间极短、使用寿命极长等优异特性是常规电容器所无法比拟的，其应用前景十分广阔，尤其在电源业将会有上佳的表现。
我公司是变频器专业生产厂商，对处理电动机再生能量进行过深入研究，研究的目的是把变频器推广到矿山提升机上去。
变频调速系统已在泵类、风机类负载上广泛应用，并且普及势头强劲，这是因为大家对变频器调速性能之优良、节能效果之明显有了深刻认识。变频调速系统在提升类负载上的推广不象以上两类负载那么顺利，那么广泛。其原因却很简单，那就是提升机，特别是大容量提升机对变频器要求太高，使得在这个领域推广变频器风险很大，例如矿山提升机，它是24小时连续作业，哪怕是十分钟的故障停机，也会打乱操作秩序，给生产带来麻烦和损失。从技术上讲，它要求变频器有两倍于额定转矩以上的启动转矩、1.6倍额定转矩以上的低频转矩、大于额定转矩的制动转矩，有时还对加速转矩有很高的要求。更有甚之，还要求四象限运行。因为重物下放时，在重力的作用下，转子的转速可能大于定子旋转磁场的转速，电动机变成了发电机，再生能量使母线电压升高，此时必须把这部分能量迅速转移，或回馈电网或用耗能电阻消耗掉。还有，矿山电网波动大、空气中粉尘含量高，这给变频器的可靠性带来很大威胁。以上这些因素使得提升机变频调速化困难较大,进展缓慢.
不管矿山提升机提出了怎样的要求,变频器生产厂家都必须想法克服,因为这是一块非常大的市场,如果问题解决的好,将对我国矿山开采业的发展有非常大的影响。当前矿用提升机多用机械变速或用线绕式异步电动机调速。线绕式异步电动机调速方法是转子串电阻，这种系统属于有级调速，转差功率大、启动电流和换档电流冲击大、中高速运行震动大、制动不安全不可靠、对再生能量处理不力、运行中调速不连续容易掉道，故障率高。总之变频器配套提升机十分必要，原提升机进行变频改造，任务繁重又迫切。
2000年山东风光电子公司已经把变频器推广到了矿山提升机[1]，已经正常运行两年多，用户们反映良好。当时对再生能量的处理办法是回馈电网，这当然是个好办法，但由于电网波动大，再生能量回馈时对电网有冲击，或者说对电网有一定程度的污染，处理再生能量的原始办法是耗能电阻，这部分能量被白白浪费掉，该电阻容易烧坏且要求很大的散热空间。对再生能量还有更好的处理办法吗？本文提出用超级电容器储能的办法来处理再生能量，实用效果不错，已有多台这种设备正在矿山正常运行。
二、处理再生能量的新思路
现在市场上，有一种新型大容量储能元件——超级电容器。据文献介绍，超级电容器的技术参数可达：
容量0.2～600F
耐压14～400V
寿命十年以上，而且免维护
若用1F、400V的电容器C，充满电时所储的能量为
WC=（1/2）CUC2=1/2（400）2=80000=80（KJ）
式中UC为电容上的电压。
由此可见，所储能量十分可观。我们拟将这种器件用来处理再生能量。选用合适容量、合适耐压的超级电容器作为再生能量的存储器，电机进入发电状态后，母线电压上升，这时为电容充电，使母线电压下降。当再生发电过程结束、母线电压回落到安全值时，让大电容向母线放电，将存储在电容上的电能再回馈到母线上去，我们认为这种思路是可行的。
