電氣自動化控制中變頻調(diào)速技術(shù)控制分析

雷軍鋒

摘要：近年來，我國電氣行業(yè)取得了較大的進步與發(fā)展，很多電氣設(shè)備以及系統(tǒng)都得到了優(yōu)化與創(chuàng)新。尤其電氣自動化控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中更是起著關(guān)鍵的作用，可以進一步提高生產(chǎn)質(zhì)量，同時降低生產(chǎn)耗能，滿足基本生產(chǎn)要求。因此，電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用就顯得極為關(guān)鍵。為發(fā)揮出電氣自動化控制系統(tǒng)的真正功能效用，有關(guān)技術(shù)人員就不得不加強變頻調(diào)速技術(shù)的研究和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電氣自動化控制;變頻調(diào)速;控制運用

引言

電氣自動化控制技術(shù)正在不斷地進步和發(fā)展，運用在人們生活中的方方面面，為生活和生產(chǎn)帶來很多便利，但是電氣自動化控制設(shè)備普遍耗電量都比較高，消耗的資源也相對較大。為了解決這一高能耗的問題，就需要借助變頻調(diào)速技術(shù)，在提高整體效率和質(zhì)量的同時又能夠降低整體的能耗，做到雙贏。變頻調(diào)速技術(shù)的運用還能夠避免一些傳統(tǒng)工頻技術(shù)的缺陷。

1變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用必要性

①推動行業(yè)發(fā)展、提高工業(yè)電氣設(shè)備自動化程度。近年來我國工業(yè)領(lǐng)域得到長足發(fā)展，社會總體生產(chǎn)力逐年穩(wěn)步提升，其主要影響因素為，工業(yè)電氣設(shè)備的自動化程度不斷提升，替代人力開展二十四小時全天候的高強度、高精度、高效率生產(chǎn)作業(yè)。在一定意義上來講，電氣設(shè)備自動化程度的高低代表著我國工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展情況、發(fā)展?jié)摿?。而對變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，則通過調(diào)節(jié)設(shè)備電源接入頻率來控制電機轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)電氣設(shè)備的運行模式與效率，大幅提高了設(shè)備的自動化程度，推動了我國工業(yè)領(lǐng)域的進一步發(fā)展，以及社會總體生產(chǎn)力的持續(xù)提高。②積累應(yīng)用經(jīng)驗、優(yōu)化技術(shù)總體體系。在變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用過程中，也在不斷積累技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗，并對技術(shù)的應(yīng)用模式進行分類總結(jié)、完善技術(shù)功能模塊。從長遠(yuǎn)角度來看，隨著技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗的不斷積累，以及技術(shù)應(yīng)用模式、功能模塊的不斷調(diào)節(jié)補充，都實現(xiàn)了對技術(shù)總體理論體系的優(yōu)化完善，提高技術(shù)應(yīng)用價值。③實時監(jiān)測設(shè)備，降低能耗。在工業(yè)電氣設(shè)備運行中，如若無法根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的實時運行情況加以自動化調(diào)節(jié)電氣設(shè)備運行效率，企業(yè)則需要將各類電氣設(shè)備的運行負(fù)荷調(diào)至較高區(qū)間范圍內(nèi)。這雖然保障了整體系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性、企業(yè)生產(chǎn)效率，但也消耗了大量額外電能、提高生產(chǎn)成本。而對變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，則從根本上解決這一問題。在充分保障生產(chǎn)效率、系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的同時，最大程度降低設(shè)備運行能耗。

2電氣自動化控制中變頻調(diào)速技術(shù)運用分析

2.1變頻器節(jié)能

在工業(yè)電氣自動化控制過程中經(jīng)常出現(xiàn)高水平低產(chǎn)出的情況，導(dǎo)致生產(chǎn)過程消耗大量的經(jīng)濟資源，使生產(chǎn)效率逐漸下降，所以提高工業(yè)電器自動控制體系的節(jié)能水平具有重要意義。運用變頻調(diào)速技術(shù)可以提高體系的節(jié)能水平，在一定意義上，變頻器是整個生產(chǎn)制造過程中的調(diào)節(jié)機制，所以一定要運用變頻調(diào)速技術(shù)來保證電動機的運行狀態(tài)，變頻器與電動機一直處于相互對應(yīng)的關(guān)系，從而確保科學(xué)合理運行，使生產(chǎn)制造過程中復(fù)合電壓的耐受性不斷提高。這一過程中為了使變頻調(diào)速的應(yīng)用效果越來越好，需要選擇能夠滿足電機正常運行狀態(tài)的配置電路，使自動化控制的功能逐漸完善，對運行體系做出統(tǒng)一的編程和控制，協(xié)調(diào)好二者的工作，形成高效率的工作體系。另一方面，為了實現(xiàn)自動化控制功能，還要在控制電路主板的基礎(chǔ)上選擇一致性的變壓型逆變電路，配合好工業(yè)車間電路，實現(xiàn)故障全面保護的目標(biāo)，確保工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備與變頻器之間靈活切換穩(wěn)定運行。

2.2在電機單元模型中的應(yīng)用

變頻調(diào)速技術(shù)在電機單元模型中有著較好的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在以下幾點：首先，由于變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，變頻調(diào)速系統(tǒng)的作用得以發(fā)揮，具體而言，變頻調(diào)速系統(tǒng)可以依照電動機電壓、電流等參數(shù)進行有效判斷，利用數(shù)據(jù)采集方式進行電氣自動化裝置運行基本參數(shù)的檢測，保證自動化裝置的穩(wěn)定運行。其次，變頻調(diào)速系統(tǒng)數(shù)據(jù)報送與反饋效率較高，這也源于變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用。技術(shù)人員使用該技術(shù)，通過變頻調(diào)速系統(tǒng)對數(shù)據(jù)信息及時報送到客戶終端，與此同時，結(jié)合電流值還能進行細(xì)致規(guī)劃，利用電機中磁體與軸承的轉(zhuǎn)換方向加以對應(yīng)數(shù)值的高效反饋，而且技術(shù)人員還能借此系統(tǒng)設(shè)定調(diào)頻的時間以及速率，體現(xiàn)一定的高效性。最后，在電機單元模型中，變頻器的選擇是關(guān)鍵點，一般都會考察芯片功能。如果功能過關(guān)，結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)的變頻器就可以應(yīng)用在系統(tǒng)中，通過傳感信號進行數(shù)據(jù)編碼，并與相應(yīng)電路模塊對應(yīng)。另外，當(dāng)處于電阻并聯(lián)情況時，變頻調(diào)速技術(shù)也有著較為重要的應(yīng)用效果，關(guān)鍵在于變頻器能夠集合離散的部分，并向客戶終端傳送數(shù)據(jù)結(jié)果，實現(xiàn)阻值的均等，滿足節(jié)能要求。

2.3脈沖優(yōu)化選擇器

變頻調(diào)速技術(shù)在脈沖優(yōu)化選擇器中的運用主要是通過芯片對信息進行一定的分析和處理，再對OFDM調(diào)制信號源進行相應(yīng)的設(shè)計。同時，也能夠?qū)ξ宕竽K縮成的電路進行編寫，從而實現(xiàn)各大模塊所對應(yīng)的相應(yīng)功能。在進行相關(guān)操作的時候，很容易出現(xiàn)電解電容器容量離散性過高的情況，導(dǎo)致承受電壓不相等的情況。這種情況發(fā)生后會影響整個系統(tǒng)的有效運行，這時必須采取一些措施來緩解，最有效的就是在電容旁分別并聯(lián)阻值相同的均壓電阻。為了進一步保證整個系統(tǒng)的安全運行，往往還會對浪涌電流進行抑制，保證電路運行的時候能避免整流電路被燒壞。

2.4煤礦提升機變頻調(diào)速控制應(yīng)用

很多工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備在實際運行過程中具有多種保護裝置，設(shè)計師結(jié)合工業(yè)設(shè)備的使用環(huán)境和運作原理，在設(shè)備中加裝了多重保護裝置。例如礦井提升機中的光電編碼器就是其中之一，對于變頻調(diào)速的速度反饋具有重要作用，光電編碼器采用數(shù)字脈沖技術(shù)，其中1024幀脈沖數(shù)字信號設(shè)定為一個圓周，根據(jù)單位時間的脈沖接收量，可以通過單片機計算出提升機的鋼絲繩線速度，并與提升機的給定速度進行比對：

○1若 V < ?Vset ? ? ? ? ?V=鋼絲繩運行線速度，Vset=提升機給定速度

○2若 V ≥ ?Vset ? ? ? ? V=鋼絲繩運行線速度，Vset=提升機給定速度

若符合○1的比對結(jié)果，變頻器按照給定頻率運行。若符合○2的比對結(jié)果，變頻器按照OFDM調(diào)制信號控制輸出電壓頻率，實現(xiàn)提升機調(diào)速。如果光電編碼器處于非正常運行狀態(tài)，就會使得保護模式發(fā)生改變，可使提升機失速，造成提升事故，所以設(shè)計編碼器時一定要安裝失效保護模式。在變頻調(diào)速技術(shù)的支持下，首先啟動電機帶動編碼器，累加編碼器對應(yīng)采集周期內(nèi)采集到的脈沖數(shù)信號，對比信號采集前與采集后的數(shù)值，如果數(shù)值沒有發(fā)生任何變化，就意味著編碼器已經(jīng)處于失效狀態(tài)。在失效狀態(tài)下，對設(shè)備的狀態(tài)進行判斷，如果設(shè)備已經(jīng)進入爬行區(qū)狀態(tài)，那么立即發(fā)送對應(yīng)的報警信號發(fā)出強烈預(yù)警，引起工作人員的高度注意，如果沒有進入爬行區(qū)狀態(tài)，那么自動采取安全制動措施，發(fā)出報警提示。工作人員可以根據(jù)預(yù)警信息，實現(xiàn)提升機的變頻技術(shù)的安全控制，通過以上變頻技術(shù)的應(yīng)用，降低了提升電機的能耗，大大提高了煤礦提升機的運行效率及安全系數(shù)。

結(jié)語

伴隨人們對于科學(xué)技術(shù)思想認(rèn)識的提高，越來越重視電氣技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。電氣自動化控制系統(tǒng)就是再這種背景下應(yīng)運而生，而變頻調(diào)速技術(shù)在其中扮演著重要的角色，能夠起到一定的交流變頻效果，從而保障工業(yè)生產(chǎn)效率提高。所以，在未來發(fā)展過程中，有關(guān)企業(yè)應(yīng)該重視變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，掌握該技術(shù)在電機單元模型、深度指示器保護、電機組系統(tǒng)、工業(yè)節(jié)能等環(huán)節(jié)的應(yīng)用要點，實現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用水平的提升。另外，有關(guān)企業(yè)仍需要加強該技術(shù)的研究與改進，進而促進該技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用的真正價值。

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