探究變頻調(diào)速技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

劉新

摘? 要：變頻調(diào)速技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用非常關(guān)鍵，對于工業(yè)生產(chǎn)效率提升起到關(guān)鍵作用，并且有利于工業(yè)生產(chǎn)資源節(jié)約。當(dāng)前，變頻調(diào)速技術(shù)開始應(yīng)用于電氣自動(dòng)化當(dāng)中。文章作者對變頻調(diào)速技術(shù)在電氣自動(dòng)化技術(shù)當(dāng)中應(yīng)用進(jìn)行分析研究，文章闡述變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理和主要優(yōu)點(diǎn)，并提出變頻調(diào)速技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制當(dāng)中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速技術(shù);電氣自動(dòng)化技術(shù);控制技術(shù)

中圖分類號：TM921.51 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）36-0169-02

Abstract： The application of frequency conversion speed regulation technology in modern industrial production is very critical， plays a key role in improving industrial production efficiency， and is conducive to the conservation of industrial production resources. At present， frequency conversion speed regulation technology is beginning to be applied to electrical automation. In this paper， the author analyzes and studies the application of variable frequency speed control technology in electrical automation technology. This paper explains the basic principles and main advantages of frequency conversion speed control technology， and proposes the specific application of frequency conversion speed control technology in electrical automation control.

Keywords： frequency conversion speed regulation technology; electrical automation technology; control technology

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)過程中非常重要的技術(shù)，其提升工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的自動(dòng)化控制水平，并對工業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)效率提升起到促進(jìn)作用。當(dāng)前，為了進(jìn)一步提升工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的自動(dòng)化控制水平以及節(jié)能發(fā)展，在工業(yè)設(shè)備電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中還應(yīng)用了變頻調(diào)速技術(shù)，變頻調(diào)速技術(shù)與電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠良好的結(jié)合應(yīng)用，提升工業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)效率。

1 變頻調(diào)速技術(shù)的簡要闡述

1.1 變頻調(diào)速技術(shù)工作原理

變頻調(diào)速技術(shù)具體是指通過電機(jī)轉(zhuǎn)速以及電源的調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對電機(jī)頻率進(jìn)行控制的目的。在電機(jī)正常工作的過程中，電源因素、電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速以及磁極對數(shù)之間存在非常緊密的聯(lián)系，其中電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與電源的輸出頻率之間呈現(xiàn)正比例的關(guān)系，其公式為n=60f（1-s）/p，公式中;n-電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速;f-電源頻率;s-轉(zhuǎn)差率;p-電動(dòng)機(jī)磁極對數(shù)。

從公式可以看出，將電動(dòng)機(jī)的電源頻率進(jìn)行改革可以有效的調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)工作效率的變化[1]。所以，變頻調(diào)速技術(shù)正是根據(jù)這一原理進(jìn)行工作，變頻調(diào)速技術(shù)是可以根據(jù)不同的工作需求，對電機(jī)的工作頻率進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)工作效率的提升。另外，將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于電氣自動(dòng)化控制技術(shù)當(dāng)中，就實(shí)現(xiàn)了對電機(jī)的自動(dòng)化控制，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化控制效率。

1.2 變頻調(diào)速技術(shù)的主要優(yōu)勢

變頻調(diào)速技術(shù)在當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛，是因其有獨(dú)特的優(yōu)勢，具體包括以下幾方面內(nèi)容;首先，應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)有效的調(diào)整了電機(jī)啟動(dòng)的沖擊。傳統(tǒng)的電機(jī)啟動(dòng)為直接啟動(dòng)方式，直接啟動(dòng)方式在開機(jī)的瞬間會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電流和電壓，從而對電機(jī)的電力系統(tǒng)以及電源造成損害，長此以往也會(huì)影響到電機(jī)的使用效率。而采用到變頻調(diào)速技術(shù)之后，電機(jī)的啟動(dòng)方式發(fā)生轉(zhuǎn)變?yōu)檐泦?dòng)方式，電機(jī)開啟的過程中，對自身電源系統(tǒng)的損害相對比較小，對于電機(jī)而言也是一種保護(hù)。其次，變頻調(diào)速技術(shù)的調(diào)速范圍比較寬，使電機(jī)的使用性能更高。不同的電氣系統(tǒng)以及機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)用到的電機(jī)結(jié)構(gòu)也不相同，所以在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，應(yīng)該調(diào)整轉(zhuǎn)機(jī)轉(zhuǎn)速，其能夠有效的提升電機(jī)應(yīng)用性。而應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)頻率0Hz到幾百Hz的調(diào)整，使一種電機(jī)適用于更多的應(yīng)用場景。最后，應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)之后，還可以實(shí)現(xiàn)電力資源的有效解決，根據(jù)不同的情況進(jìn)行電機(jī)頻率調(diào)整，電機(jī)的電力能耗也有所調(diào)整，所以根本上實(shí)現(xiàn)了電力資源節(jié)約。

2 變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)當(dāng)中的具體應(yīng)用

2.1 V-F控制技術(shù)的主要應(yīng)用

V-F控制技術(shù)是現(xiàn)代變頻調(diào)速技術(shù)當(dāng)中非常重要的一種，其具有非常良好的變頻調(diào)速功能，在具體的調(diào)速工作中，V-F控制技術(shù)是通過控制電機(jī)電壓來完成電機(jī)轉(zhuǎn)速控制的。V-F控制技術(shù)也是一種壓控振蕩裝置，在實(shí)際的電機(jī)工作中，電壓決定了電源的工作效率，電源由于電機(jī)轉(zhuǎn)速之間有十分緊密的聯(lián)系，所以適當(dāng)?shù)膶﹄妷哼M(jìn)行有效的調(diào)整，就能夠保證電壓發(fā)生變化，電壓發(fā)生變化也會(huì)引起電機(jī)振蕩頻率發(fā)生變化，最終控制到電機(jī)的轉(zhuǎn)速。在電氣自動(dòng)化控制過程中，與V-F控制技術(shù)能夠有效的結(jié)合，自動(dòng)化控制技術(shù)如PLC技術(shù)完全可以對電壓進(jìn)行有效的控制，從而實(shí)現(xiàn)V-F的精準(zhǔn)控制，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整。

2.2 自適應(yīng)電機(jī)模型模塊的應(yīng)用

自適應(yīng)電機(jī)模型模塊是當(dāng)前電力系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用常見的變頻系統(tǒng)，其應(yīng)用的主要功能是為了對電機(jī)的輸入和輸出電流和電壓進(jìn)行有效的檢測，從而保證電機(jī)輸入輸出電流與電機(jī)的工作性能參數(shù)互相匹配。自適應(yīng)電機(jī)模型模塊是一種電氣自動(dòng)化控制模塊，不僅能夠?qū)﹄姍C(jī)電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測，更是能夠?qū)崿F(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整轉(zhuǎn)機(jī)轉(zhuǎn)矩就能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速功能。自適應(yīng)電機(jī)模型模塊是當(dāng)前變頻調(diào)速技術(shù)與現(xiàn)代化電氣控制系統(tǒng)的集成引用，在自適應(yīng)電機(jī)模型模塊具體應(yīng)用的過程中，其可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)的變頻調(diào)速精度在0.5%以上，不僅做到了變頻調(diào)速的效率性，更是直接提升變頻調(diào)速的精度。

2.3 減速區(qū)段的低速保護(hù)

在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中，變調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用還體現(xiàn)在減速區(qū)間控制方面上[2]。在電氣自動(dòng)化控制設(shè)備正常工作的過程中，設(shè)備工作運(yùn)行的穩(wěn)定性是設(shè)備運(yùn)行評價(jià)的重要指標(biāo)，保證設(shè)備工作運(yùn)行穩(wěn)定才能夠根本上保證設(shè)備運(yùn)行更加高效。而為了保證設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，在自動(dòng)化控制設(shè)備正常工作的過程中，對設(shè)備電機(jī)進(jìn)行減速區(qū)間控制是合理的對策，設(shè)備實(shí)現(xiàn)減速運(yùn)動(dòng)，合理的控制好電機(jī)轉(zhuǎn)速就會(huì)在一定程度上優(yōu)化設(shè)備的穩(wěn)定性。在實(shí)際的變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用過程中，變頻設(shè)備與PLC設(shè)備結(jié)合監(jiān)控速度取樣，并對設(shè)備的運(yùn)行速度安全值進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控對比，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備在實(shí)際的工作中，將要達(dá)到轉(zhuǎn)速臨界值或者已經(jīng)超過轉(zhuǎn)速臨界值的情況，要立即采用PLC智能電氣自動(dòng)控制技術(shù)對變頻調(diào)速系統(tǒng)的工作進(jìn)行調(diào)整，使整個(gè)電力設(shè)備呈減速區(qū)段趨勢，通過有效減速的方法，來完成電氣設(shè)備的保護(hù)。在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，不僅可以對電氣設(shè)備的工作運(yùn)行效率進(jìn)行一定的調(diào)整，更是可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)電氣設(shè)備的保護(hù)，保證電氣設(shè)備能夠高效穩(wěn)定運(yùn)行。

2.4 等速區(qū)間的超速控制保護(hù)

在變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制當(dāng)中應(yīng)用時(shí)，電機(jī)拉動(dòng)設(shè)備以及等速區(qū)間保護(hù)也是非常重要的應(yīng)用內(nèi)容，等速區(qū)間保護(hù)與減速區(qū)間保護(hù)應(yīng)用原理相同，都是應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)對變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)工作運(yùn)行速度的有效控制，從而實(shí)現(xiàn)對電機(jī)系統(tǒng)的保護(hù)。在電氣設(shè)備長期使用的過程中，很有可能會(huì)出現(xiàn)電機(jī)拉動(dòng)設(shè)備超載使用的情況，電機(jī)拉動(dòng)設(shè)備超載使用情況下，電機(jī)自身的轉(zhuǎn)速已經(jīng)超過實(shí)際的界定轉(zhuǎn)速值，在長期超速工作狀態(tài)下，電機(jī)不僅會(huì)發(fā)生故障，電機(jī)的使用效率也會(huì)造成一定程度的影響[3]。同時(shí)，電機(jī)拉動(dòng)設(shè)備也會(huì)出現(xiàn)工作故障問題，而采用變頻調(diào)速技術(shù)與電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)等速區(qū)間的超速控制，在實(shí)際的系統(tǒng)中設(shè)計(jì)電機(jī)和設(shè)備的運(yùn)行速度不能超過最大工作速度的10%，一旦出現(xiàn)電機(jī)工作速度超過最大工作速度10%的情況，等速區(qū)間保護(hù)系統(tǒng)就開始自動(dòng)實(shí)施保護(hù)措施，自動(dòng)控制系統(tǒng)催動(dòng)變速調(diào)整系統(tǒng)進(jìn)行電機(jī)運(yùn)行速度調(diào)整，保證電機(jī)在安全的運(yùn)行速度之內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)對電機(jī)以及電機(jī)拉動(dòng)設(shè)備的保護(hù)。

3 結(jié)束語

本文筆者從等區(qū)間超速控制保護(hù)、減速區(qū)段低速保護(hù)、自適應(yīng)電機(jī)模型模塊應(yīng)用以及V-F控制技術(shù)應(yīng)用四個(gè)方面闡述變頻調(diào)速技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制技術(shù)當(dāng)中的具體應(yīng)用，希望能夠?qū)﹄姎庾詣?dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展有所幫助。

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