工業(yè)電氣自動化控制中變頻調(diào)速技術(shù)分析

陳 剛

江蘇省水利機(jī)械制造有限公司 江蘇 揚(yáng)州 225006

正文：

前言：在工業(yè)生產(chǎn)中，若是可以在生產(chǎn)中引入一些先進(jìn)技術(shù)，可以讓能耗降低，同時讓節(jié)能的效果更加顯著。國內(nèi)的工業(yè)電氣化進(jìn)入到高速發(fā)展的階段，而不斷有新技術(shù)在工業(yè)自動化領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用，現(xiàn)階段在工業(yè)電氣化中廣泛應(yīng)用的技術(shù)中，變頻調(diào)速是非常重要的一種。

一、變頻調(diào)速技術(shù)概述

（一）變頻調(diào)速技術(shù)產(chǎn)生與發(fā)展

在二十世紀(jì)的八十年代，變頻調(diào)速技術(shù)開始出現(xiàn)。變頻調(diào)速出現(xiàn)后直接受到了工業(yè)領(lǐng)域的認(rèn)可和重視，后來變頻調(diào)速不斷完善并在工業(yè)中應(yīng)用。現(xiàn)階段變頻調(diào)速在國內(nèi)的工業(yè)領(lǐng)域不斷擴(kuò)大應(yīng)用的范圍，性能在不斷提升，在工業(yè)行業(yè)變頻調(diào)速已經(jīng)是不可取代的一種技術(shù)手段，其發(fā)揮出的作用是不可忽視的。

（二）變頻調(diào)速技術(shù)的組成

從組成上看，變頻調(diào)速涉及到諸多的部件，每個部件都有不同的作用。在工業(yè)生產(chǎn)中變頻調(diào)速因?yàn)檫@些不同部件，得到持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展[1]。

首先是電動機(jī)自適應(yīng)模塊，這個部分是非常重要的，主要的作用，是在工業(yè)生產(chǎn)中，檢測輸入電機(jī)的電壓以及電流，同時可以促進(jìn)電機(jī)的各方面參數(shù)得到及時控制，該部件可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩控制。通常將變頻調(diào)速應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，若是轉(zhuǎn)速超過0.5%。借助閉環(huán)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)反饋，從而取得不錯的應(yīng)用效果[2]。

其次是轉(zhuǎn)矩以及磁通比較器。這兩個部件，二者出現(xiàn)的數(shù)據(jù)反饋值以及參考值可以進(jìn)行對比，然后在每20ms的時間內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)的比對，同系列的比對完成后，將轉(zhuǎn)矩和磁場狀態(tài)，通過調(diào)節(jié)器輸出，讓工作人員對轉(zhuǎn)矩以及磁通技術(shù)掌握，從而若是工業(yè)生產(chǎn)中有問題出現(xiàn)，及時進(jìn)行解決。

（三）變頻調(diào)速技術(shù)的特征

變頻調(diào)速被應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，迎合工業(yè)生產(chǎn)的各類需求。如今技術(shù)在不斷更新，變頻調(diào)速也是展現(xiàn)出自身的諸多優(yōu)勢，在變頻調(diào)速的實(shí)際應(yīng)用中，整個的工業(yè)領(lǐng)域受到非常大的影響。通常變頻調(diào)速的器件應(yīng)用300mm晶圓[3]。對變頻調(diào)速展開應(yīng)用，可以讓企業(yè)節(jié)約諸多的成本，制造的效率也會有明顯的提升，另外是變頻調(diào)速在實(shí)際設(shè)計(jì)中，可以用最小化硅區(qū)，在一些復(fù)雜系統(tǒng)中，用一個芯片就會達(dá)到不錯的效果，另外是投入成本，相當(dāng)于一個專用集成電路非常低廉的成本?？梢詽M足諸多的生產(chǎn)需求，讓工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際成本得到有效控制[4]。

為了讓各類項(xiàng)目的工業(yè)生產(chǎn)得到滿足，隨之出現(xiàn)了一些高性能變頻調(diào)速器。一些包括獨(dú)立變頻器以及公共直流變頻器等，對于工業(yè)生產(chǎn)都有一定的促進(jìn)作用。

二、工業(yè)電氣自動化控制中變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用

（一）自適應(yīng)電動機(jī)模型單元

該部分的應(yīng)用，對輸入電動機(jī)的電壓以及電流展開檢測，從而對電動機(jī)的各類參數(shù)展開自動識別，從而可以對實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)速的控制，現(xiàn)階段來看在工業(yè)生產(chǎn)中，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速控制是非常重要的部分，在多數(shù)的生產(chǎn)場所，都是可以得到應(yīng)用。

（二）等速區(qū)間超速控制保護(hù)

在工業(yè)生產(chǎn)中，電機(jī)拉動有著非常廣泛的應(yīng)用，在等速區(qū)間不斷運(yùn)行，可以用變頻調(diào)速對其展開適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。這樣可以讓設(shè)備的過載行為以及超速運(yùn)行情況得到緩解，也是對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控的一種應(yīng)用，讓設(shè)備的運(yùn)行得到有效控制。在正常的情況下，電機(jī)拉動設(shè)備的運(yùn)行速率不會超過既定速率的15%，若是超過這個標(biāo)準(zhǔn)，那么變頻調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行就會轉(zhuǎn)變?yōu)榫徛臓顟B(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對安全回路的隔離，可以采用緊急制動的方式，讓設(shè)備的速度得到有效控制。這樣可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備過載的有效控制，為了控制區(qū)間過載以及超速的行為，在設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行中，需要注意對速度大小展開合理控制，從而將控制保護(hù)分成兩個主要的階段，要求是速度控制低于10%，超過則是要進(jìn)行預(yù)警，另外是在速度正常的情況下，系統(tǒng)可以保持穩(wěn)定的運(yùn)行。

（三）減速區(qū)段的低速保護(hù)

通常對減速區(qū)間進(jìn)行控制，也是對變頻調(diào)速的一種應(yīng)用，可以讓設(shè)備實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制，要注重對減速區(qū)間進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，這也是在控制設(shè)備穩(wěn)定中的重要環(huán)節(jié)。若是系統(tǒng)的減速達(dá)到了限定的位置，這個時候則是要展開控制保護(hù)，可以應(yīng)用變頻設(shè)備以及PLC設(shè)備，進(jìn)行結(jié)合然后對速度進(jìn)行取樣和監(jiān)控，將安全設(shè)定值以及數(shù)據(jù)值展開反復(fù)對比，明確在減速區(qū)間之內(nèi)，系統(tǒng)不會有問題出現(xiàn)，若是有超速的情況出現(xiàn)，就會對系統(tǒng)進(jìn)行警告，然后進(jìn)行及時的控制，讓系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。

（四）數(shù)控機(jī)床節(jié)能改造中的應(yīng)用

在某個工程案例中，數(shù)控機(jī)床的節(jié)能改造，在該工程中，機(jī)床驅(qū)動的功率是50kw，速度是16000r/min，在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)機(jī)床的項(xiàng)目中，電能的消耗是非常嚴(yán)重的，為了將能耗的問題解決，提升企業(yè)的實(shí)際效益，通常是采取工頻運(yùn)行，雖然在讓能耗在很大程度上減少，在一定程度上降低成本，節(jié)約了資源，但其實(shí)還是有諸多的不足，在工程中采取變頻調(diào)速，這樣可以降低工程投入的成本，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的提升。其次是確定傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的方案中，齒輪變速主軸速度中，三十多段是用來進(jìn)行選擇，橫線速度難以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制，內(nèi)部故障比較多，要對離合器展開必要的維修。最后是針對直流型主軸，可以無級調(diào)速，但檢修過程是非常復(fù)雜的。

（五）工業(yè)電氣自動化控制中變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用效果

通過對變頻調(diào)速展開投影儀，可以讓調(diào)速的范圍以及準(zhǔn)確性得到更好的保障，同時對機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化，讓能源得到有效節(jié)約，工程的機(jī)械化更加簡單和便捷。數(shù)控機(jī)床的實(shí)際操作過程也是更加便捷，讓企業(yè)在設(shè)備維修方面的成本得到降低，在數(shù)控機(jī)床中對變頻調(diào)速展開應(yīng)用，可以提升加工的精度，促進(jìn)生產(chǎn)效率全面的提升，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定開展，并且讓數(shù)控機(jī)床的性能實(shí)現(xiàn)全面的提升。

結(jié)論：總之，在現(xiàn)階段的工業(yè)生產(chǎn)中，變頻調(diào)速的應(yīng)用非常廣泛，從目前的趨勢上看，變頻調(diào)速在不斷更新和發(fā)展，性能不斷提升，這些對變頻調(diào)速在工業(yè)電氣化中的實(shí)際應(yīng)用是有一定促進(jìn)作用的，也有利于提升企業(yè)的效益。