淺談關(guān)于工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中變頻調(diào)速技術(shù)的運(yùn)用

李剛

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中，應(yīng)使用更加先進(jìn)更加可靠的技術(shù)使得能耗降低，所以提升節(jié)能降耗的效果成為發(fā)展的重要任務(wù)，而安裝工業(yè)實(shí)施自動(dòng)化的設(shè)備可以進(jìn)一步的產(chǎn)生更好的經(jīng)濟(jì)利益。變頻調(diào)速技術(shù)擁有調(diào)速性能好，功率因數(shù)高，節(jié)能效果明顯等特點(diǎn)，此技術(shù)的正確應(yīng)用滿(mǎn)足工業(yè)電氣自動(dòng)化控制的需求，事實(shí)證明此技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的運(yùn)用取得不錯(cuò)的效果，為更多的工業(yè)生產(chǎn)節(jié)省更多的人力資源，提高生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速技術(shù);工業(yè)電氣自動(dòng)化;運(yùn)用

一、變頻調(diào)速技術(shù)概述

1.變頻調(diào)速技術(shù)的產(chǎn)生及發(fā)展

對(duì)于變頻調(diào)速技術(shù)來(lái)說(shuō)，最早是出現(xiàn)在二十世紀(jì)的八十年代。自變頻調(diào)速技術(shù)出現(xiàn)，就一直受到了工業(yè)領(lǐng)域的高度重視，并且，隨著該項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展以及完善，如今，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，其性能也有了很大程度的提升。如今，在實(shí)際的工業(yè)行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)占據(jù)了不可取代的重要地位。變頻調(diào)速技術(shù)造價(jià)低廉、生產(chǎn)效率高。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的努力研發(fā)與改進(jìn)，現(xiàn)如今變頻調(diào)速器的所有零部件大都采用高生產(chǎn)效率較的工藝制造而成，引入了新型生產(chǎn)技術(shù)，使得設(shè)備的生產(chǎn)能夠在更短的時(shí)間內(nèi)完成，降低了生產(chǎn)成本，更好的滿(mǎn)足不同工業(yè)領(lǐng)域需求，變頻調(diào)速器的出現(xiàn)，使得生產(chǎn)過(guò)程中的通用性得以實(shí)現(xiàn)，避免了不同領(lǐng)域、不同地區(qū)必須使用不同變頻設(shè)備的麻煩，同時(shí)極大的提高了變頻調(diào)速技術(shù)的可推廣性。目前市面上比較為常見(jiàn)的幾類(lèi)變頻調(diào)速器的性能仍處于不斷的優(yōu)化之中。以獨(dú)立式變頻調(diào)速器為例，獨(dú)立式變頻調(diào)速器可以實(shí)現(xiàn)整流單元與逆變單元的一體化安置，極大的提升了設(shè)備使用的便捷性，因此獨(dú)立式變頻調(diào)速器的應(yīng)用受到了工業(yè)電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域的廣泛認(rèn)可。

2.變頻調(diào)速技術(shù)的主要組成部件

對(duì)于變頻調(diào)速技術(shù)來(lái)說(shuō)，其多個(gè)組成部件，正因?yàn)槊總€(gè)不同的小部件發(fā)揮著其最大的效用，因此，才能夠促使工業(yè)生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。其中，變頻調(diào)速技術(shù)主要具有以下主要組成部件。第一，自適應(yīng)電動(dòng)機(jī)模型單元。在變頻調(diào)速技術(shù)中，自適應(yīng)電動(dòng)機(jī)模型單元是不可忽視的重要組成部件，該單元部件的主要作用，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，就是對(duì)其輸入電動(dòng)機(jī)的電壓以及電流做好及時(shí)的檢測(cè)，從而促使電動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)能夠被掌握識(shí)別。自適應(yīng)電動(dòng)機(jī)模型單元是能夠直接進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制的重要單元。將變頻調(diào)速技術(shù)更好的應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，一般情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)速控制在大于0.5%時(shí)，可運(yùn)用閉環(huán)轉(zhuǎn)速進(jìn)行反饋，從而達(dá)到更好的應(yīng)用效果。第二，轉(zhuǎn)矩和磁通比較器。這兩種比較器，其作用簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是將兩者出現(xiàn)的反饋值與參考值，這兩種數(shù)值分別進(jìn)行比對(duì)，之后在每隔20ms的時(shí)間范圍內(nèi)在進(jìn)行比對(duì)。同一系列的比對(duì)事項(xiàng)完成后，將轉(zhuǎn)矩和磁場(chǎng)情況借助滯環(huán)調(diào)節(jié)器有效的將其輸出，從而促使工作人員能夠及時(shí)的掌握轉(zhuǎn)矩情況以及磁場(chǎng)狀態(tài)，一旦出現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，也能夠及時(shí)的做出相應(yīng)的解決措施。

二、變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值分析

1.維護(hù)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用水平

在工業(yè)自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)的實(shí)施中，通過(guò)對(duì)變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用能夠進(jìn)一步提升工業(yè)電氣自動(dòng)化的整體水平。同時(shí)，變頻技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用中所積累的工作技巧與成功經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)檎麄€(gè)工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)水平加強(qiáng)提供保障。由此可見(jiàn)，變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用是促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)能力持續(xù)提升的重要途徑之一，并且可依托與其在節(jié)能減耗方面的優(yōu)勢(shì)，為環(huán)保事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

2.促進(jìn)變頻調(diào)速技術(shù)的進(jìn)一步完善

在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，電動(dòng)機(jī)是否能夠正常運(yùn)行以及電能消耗是否能夠得到有效的控制，這兩個(gè)方面的問(wèn)題在工業(yè)生產(chǎn)建設(shè)中占據(jù)著非常重要的地位。在電氣自動(dòng)化控制中，通過(guò)對(duì)變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，能夠真正意義上的達(dá)到維護(hù)工業(yè)生產(chǎn)建設(shè)的目的，結(jié)合實(shí)際電機(jī)的工作情況，對(duì)變頻技術(shù)進(jìn)行合理的改進(jìn)，從而促進(jìn)變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用效果的進(jìn)一步完善。

三、變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

1.深度指示器保護(hù)失效

關(guān)于工業(yè)設(shè)備的一系列保護(hù)裝置，對(duì)其進(jìn)行多重保護(hù)主要是依靠相關(guān)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行為參考依據(jù)。其中，深度指示器所產(chǎn)生的一系列作用是非常重要的。如果深度指示器無(wú)法正常運(yùn)行，則大部分保護(hù)裝置會(huì)失去保護(hù)能力。所以，在設(shè)計(jì)和研發(fā)深度指示器時(shí)，需要設(shè)置一個(gè)失效保護(hù)模式，對(duì)深度指示器的正常運(yùn)行起到有效的保障作用。利用變頻調(diào)速技術(shù)，在電機(jī)正常開(kāi)啟時(shí)累加起編碼器所收集的全部脈沖數(shù)信號(hào)，將采樣前后的數(shù)值獨(dú)臂，如果數(shù)據(jù)沒(méi)有產(chǎn)生任何變化，此時(shí)深度指示器沒(méi)有進(jìn)行工作，也就是失去了效力。如果確定深度指示器已經(jīng)失效，此時(shí)需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行有效的檢測(cè)，驗(yàn)證其是否開(kāi)始進(jìn)入爬行區(qū)狀態(tài)，如果答案肯定，就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)并進(jìn)行處理。如果答案否定，就會(huì)即刻采取制動(dòng)措施并進(jìn)行報(bào)警。

2.自動(dòng)化適應(yīng)電機(jī)模型單元

自適應(yīng)電動(dòng)機(jī)模型單元的功能在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的主要表現(xiàn)為：可以有效檢測(cè)電動(dòng)機(jī)所輸入電壓參數(shù)，從而判定電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。同時(shí)，電動(dòng)機(jī)模型可以連接至變頻器上，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)矩的控制。同時(shí)，對(duì)于正常的工業(yè)生產(chǎn)工作而言，還可以通過(guò)電動(dòng)機(jī)模型單元實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)機(jī)電一體化系統(tǒng)工作狀況的有效掌控，最終完成對(duì)閉環(huán)轉(zhuǎn)速的最佳選擇。

3.變頻器節(jié)能應(yīng)用

從工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益方面進(jìn)行綜合的考慮，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)投入高但實(shí)際產(chǎn)出卻比較低的現(xiàn)象，所以為了盡可能的減少工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)成本消耗，就需要做好電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的節(jié)能減耗工作。利用變頻調(diào)速技術(shù)可以有效解決這一問(wèn)題。變頻器是對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)車(chē)間而言是其工作得以有效運(yùn)行的根本基礎(chǔ)，所以需要合理利用變頻調(diào)速技術(shù)有效保障電機(jī)工作的正常運(yùn)行，變頻器與電動(dòng)機(jī)之間互相對(duì)應(yīng)，在進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中需要對(duì)高負(fù)荷電壓進(jìn)行有效耐受。為了促使變頻調(diào)速達(dá)到最佳效果，在選擇配置電路時(shí)需要切實(shí)考慮電機(jī)的正常運(yùn)行，同時(shí)為了完成自動(dòng)化控制的一系列功能需要保證運(yùn)行系統(tǒng)編程的一致性，保證工作模式的高效化。

4.變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

下面將以實(shí)際的工程案例，研究在數(shù)控機(jī)床節(jié)能改造工程中變頻技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。首先，該項(xiàng)數(shù)控機(jī)床技能改造項(xiàng)目的機(jī)床驅(qū)動(dòng)功率為50kW，其速度為16000r/min。在傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床工程中，因?yàn)槠漤?xiàng)目需要消耗過(guò)多的電能，而為了解決能源、提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，一般情況都是采用的工頻運(yùn)行的方式，盡管一定程度上達(dá)到了節(jié)約能源、降低成本的目的，但是始終存在著很多的不足?；诖耍跀?shù)控機(jī)床節(jié)能改造工程中決定應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，以不斷的降低該項(xiàng)工程的投入成本，提高經(jīng)濟(jì)效益、達(dá)到節(jié)約能源消耗的最終目的。其次，確定傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床工程中的具體方案，齒輪變速式主軸速度有三十多段可以供其選擇，對(duì)橫線(xiàn)速度很難達(dá)到準(zhǔn)確的控制，而且在系統(tǒng)內(nèi)部，容易出現(xiàn)各種故障，需要對(duì)離合器進(jìn)行定時(shí)的檢修。最后，對(duì)于直流型的主軸來(lái)說(shuō)，雖然可以對(duì)其無(wú)級(jí)調(diào)速，但是需要極為復(fù)雜的檢修過(guò)程，其最高轉(zhuǎn)速也會(huì)受到不同程度的制約，最終很難達(dá)到令人滿(mǎn)意的結(jié)果。而如果應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，不僅不會(huì)存在這些問(wèn)題，其工作效率也會(huì)大大提高。

四、結(jié)語(yǔ)

社會(huì)發(fā)展和現(xiàn)代化的生產(chǎn)需求促進(jìn)變頻調(diào)速的發(fā)展，集成電路的發(fā)展及微機(jī)控制技術(shù)為交流調(diào)速變頻技術(shù)的發(fā)展提供良好的物資條件和技術(shù)條件。變頻技術(shù)具有功率因素高、調(diào)速性能好、可以實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)等優(yōu)勢(shì)，其速度控制和節(jié)能的應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

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