探討變頻調(diào)速在工業(yè)電氣自動化控制中的運行

劉明賢

【摘要】現(xiàn)如今，從社會主義市場經(jīng)濟高速發(fā)展的形態(tài)來講，國內(nèi)工業(yè)在電氣自動化發(fā)展中收獲巨大，怎樣才可將工業(yè)化安全平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，且降低技術(shù)人員的壓力，當前，電氣自動化功能已普及到工業(yè)化當中，給工業(yè)化帶來了巨大的變革。電氣自動化為新時期創(chuàng)新技術(shù)，也逐漸出現(xiàn)在大家日常生活中，其在電氣工程中使用電氣自動化技術(shù)，不但有利于提升電氣工程品質(zhì)與安全，也可將工業(yè)進行自動化設(shè)施，最終極大的節(jié)約資源投入，例如：節(jié)約人力的投入，進而更加高效的提升生產(chǎn)率。采取變頻調(diào)速，不僅能縮減投入費用，也可依據(jù)交流電動機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)方法，實現(xiàn)電氣自動化的把控，此外，也能提升工人的工作環(huán)境，從而提升工業(yè)領(lǐng)域的運營成效。因此，文章重點探討在工業(yè)電氣自動化控制中變頻調(diào)速的運行思路，希望能給大家?guī)韼椭?/p>

【關(guān)鍵詞】變頻調(diào)速;工業(yè)電氣自動化;運行;探討

伴隨著科學(xué)水平持續(xù)提升，電氣自動化技術(shù)已逐漸在大家日常生活中發(fā)揮了巨大的作用，已然成為當下電氣工程當中非常常見的技術(shù)之一，可把多種自動控制與檢測裝置實施結(jié)合，進一步針對實際狀況進行調(diào)控與管理。并且，也可高效確保工程進程中，電氣體系趨于平穩(wěn)的安全運轉(zhuǎn)。所以，在工業(yè)電氣自動化控制當中，加入變頻調(diào)速是未來發(fā)展的趨勢。經(jīng)過變頻器調(diào)動電機，已成了國內(nèi)工業(yè)發(fā)展的主要調(diào)控方法，其主要思路就是經(jīng)過頻率調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)電機的調(diào)速與控制。實踐使用進程中，變頻器具備優(yōu)良的變速和節(jié)能優(yōu)點，且也可極大程度上整體提升安全性與可靠性。基于此，想要高效達成針對電氣自動化做好全方位把控，就務(wù)必持續(xù)完備變頻調(diào)速技術(shù)的使用方法，同時科學(xué)的借助變頻調(diào)速器的調(diào)動電動機，進一步將會更加無縫銜接的對接國內(nèi)市場發(fā)展趨勢。

1、變頻調(diào)速技術(shù)特性解析

變頻器的變頻調(diào)速作用是將三相工頻（50Hz）交流電源（或任意電源）變換成三相電壓可調(diào)、頻率可調(diào)的交流電源，有時又將變頻調(diào)速器稱為變壓變頻裝置。主要用于交流電動機（異步機或同步機）轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。一個交流電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)由變頻調(diào)速器驅(qū)動器交流電動機和控制器三大部分組成。其中關(guān)鍵核心設(shè)備是變頻調(diào)速器，由它來實現(xiàn)電動機電壓和頻率的平滑變化。變頻調(diào)速在調(diào)頻范圍、靜態(tài)精度、動態(tài)品質(zhì)、系統(tǒng)效率、完善的保護功能、容易實現(xiàn)自動控制和過程控制等諸方面是以往的調(diào)壓調(diào)速、變極調(diào)速、串級調(diào)速、滑差調(diào)速和液力耦合器調(diào)速等無法比擬的。它是公認的交流電動機最理想最有前途的調(diào)速方案，代表今后電氣傳動的發(fā)展方向。

2、使用變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)中的重要性

近三十多年來變頻器調(diào)速已在鋼鐵、冶金、石油、化工、紡織、化纖、輕工、造紙、橡膠、塑料、電力、水務(wù)等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。低壓電動機變頻調(diào)速應(yīng)用已非常普及和成熟。高壓電動機變頻調(diào)速也正在被人們關(guān)注和逐步應(yīng)用。交流電動機變頻調(diào)速除了有卓越的調(diào)速性能之外，還有顯著的節(jié)約電能和保護環(huán)境等重大作用，是企業(yè)技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代的理想調(diào)速裝置。我國電動機約消耗全國一半以上的發(fā)電量。因此如何實現(xiàn)電動機節(jié)電就非常重要。一般電機節(jié)能有二個途徑：一是提高電機本身效率達到長期高效運行，主要用于恒速機械;另一個是提高電機轉(zhuǎn)速的控制精度，使電機在最節(jié)能的轉(zhuǎn)速下運行。風(fēng)機水泵和壓縮機是國民經(jīng)濟生產(chǎn)中量大面廣的電動機驅(qū)動設(shè)備，變頻器調(diào)速是風(fēng)機水泵節(jié)能的最佳方案。根據(jù)流體理論，離心式風(fēng)機水泵的軸功率是轉(zhuǎn)速的三次方函數(shù)關(guān)系。當轉(zhuǎn)速降低后，其消耗功率會大幅下降，例如50%轉(zhuǎn)速時，軸機械功率僅為12.5%。當然不同調(diào)速方案的效率相差很大，滑差后液力調(diào)速裝置效率不高，η≈（1-S），在50%轉(zhuǎn)速時，ηvs≈50%，而變頻調(diào)速器效率，效率因數(shù)高，ηvvvF≈95%～98%，而且近似不變。所以在諸多調(diào)速方案中變頻調(diào)速節(jié)能效益最佳，理應(yīng)為首選方案。

3、變頻器在工業(yè)電氣設(shè)計中的應(yīng)用

3.1變頻器的選用

變頻器功率的選用 必須注意變頻器負載率及效率的關(guān)系，系統(tǒng)效率等于變頻器效率與電動機效率的乘積從效率角度出發(fā)，在選用變頻器功率時，要注意以下幾點：變頻器功率與電動機功率相當時為最合適，以利于變頻器在高效率狀態(tài)下運轉(zhuǎn)。在變頻器的功率分級與電動機功率分級不相同時，則變頻器的功率要盡可能接近電動機的功率'并且應(yīng)略大于電動機的功率。當電動機屬頻繁啟動，制動工作或處于重載啟動且較頻繁時，可選取大一級的變頻器，以利于變頻器長期安全地運行。經(jīng)測試，電動機實際功率確有富余，可以考慮選用功率小于電動機功率的變頻器，但要注意瞬時峰值電流是否會造成過電流保護動作。當變頻器與電動機功率不相同時，則必須相應(yīng)調(diào)整變頻器參數(shù)的設(shè)置，以利于達到較高的節(jié)能效果。

3.2變頻器主電路

變頻器主電路劃分為四部分，即為輸入、整流、逆變及其濾波，三相交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷?，則需經(jīng)過濾波與整流方法，隨后直流經(jīng)過逆變，變成調(diào)節(jié)電壓與頻率三相交流電，其直流步驟重點關(guān)注為將電容并聯(lián)，其電容實際非常大，主電路直流電壓平穩(wěn)性與內(nèi)阻相比非常小，具備電壓源特性，可作為電壓型逆變器，畢竟電機在調(diào)速系統(tǒng)中為感性負責(zé)原因，同樣可將電容當作儲存能量組件。而橋臂的逆變器部分為絕緣柵雙極型晶體管與二級管構(gòu)成，關(guān)鍵是支持負載滯后電流的通道。此外，想要最大程度的減少諧波的干擾，且想要提升電機性能，電機電源是三相交流電機，而電源是三相正弦波電源，且對稱性非常好，變頻器使用正弦波脈寬調(diào)制方法實施把控，其整流器的整流部分則為直接應(yīng)用，則會極大提升電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)與波形。

3.3變頻器應(yīng)用中的抗干擾措施

變頻器在應(yīng)用中的抗干擾主要表現(xiàn)在：高次諧波，噪聲與振動、負載匹配，發(fā)熱等問題，這些干擾是不可避免的，因為變頻器的輸入部分為整流電路，輸出部分為逆變電路，它們都是由起開關(guān)作用的非線性元件組成的，而在開、斷電路的過程中，都要產(chǎn)生高次諧波，從而使其輸入電源和輸出的電壓波形和電流波形產(chǎn)生畸變。鑒于以上情況在工業(yè)現(xiàn)場，必須采取措施降低干擾，把干擾抑制在允許范圍內(nèi)。1.切斷干擾的傳播途徑，信號線靠近有干擾的導(dǎo)線時，干擾會被誘導(dǎo)到信號線上使信號受到干擾，布線分離對消除這種干擾行之有效，實際電纜鋪設(shè)中需把高壓電纜、動力電纜、控制電纜與儀表電纜、計算機電纜分開布線，分開走不同的橋架。2.抑制高次諧波 在變頻器前側(cè)安裝線路電抗器，可抑制電源側(cè)過電壓，并降低變頻器產(chǎn)生的電流畸變，避免使主電源受到嚴重干擾。當電機與變頻器電纜長度大于50米或80米（非屏蔽）時，為了防止電機啟動時的瞬時過電壓，減少電機對地的泄漏電流和噪聲，保護電動機，在變頻器與電機之間安裝電抗器。

總結(jié)：

總而言之，變頻調(diào)速是電氣設(shè)備的關(guān)鍵構(gòu)成，其數(shù)據(jù)能夠經(jīng)過收集與分析傳送信號，同時達成頻率調(diào)整，且變頻技術(shù)能夠針對問題實施監(jiān)控，同時開啟對應(yīng)制動系統(tǒng)來完善電氣自動化可循環(huán)發(fā)展。由此得出結(jié)論為，變頻調(diào)速技術(shù)在實踐中的優(yōu)點非常明顯，其在電氣自動化控制當中的平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，不但可全方位控制電氣自動化運轉(zhuǎn)，并且也可以針對客戶終端電機功能實施正常維護，進而降低系統(tǒng)的損壞，同時促進工業(yè)電氣自動化控制運轉(zhuǎn)的進步發(fā)展。

參考文獻：

[1]劉英秀.電氣自動化交流傳動控制系統(tǒng)分析[J].科學(xué)與信息化.2020，（21）.94，96.

[2]張紅梅.電氣自動化的改進方法實施策略研究[J].煤.2015，（1）.69-70，76.

[3]閆雨，王浩宇.淺電氣自動化的改進方法實施策略研究[J].商品與質(zhì)量.2015，（16）.180-180，181.