電機拖動中變頻調(diào)速技術的實際應用分析

康彥婷++李柏霖

摘 要：本文主要對電機拖動中變頻調(diào)速技術的實際應用進行了分析，在了解了變頻調(diào)速技術以及電機拖動中變頻調(diào)速技術的應用的基礎上分析了變頻調(diào)速技術的合理性和可靠性。

關鍵詞：電機拖動；變頻調(diào)速技術；實際應用

中圖分類號：TM921 文獻標識碼：A

變頻調(diào)速技術即利用電動機工作的轉(zhuǎn)速和電源輸入頻率的關系，調(diào)整改變電機工作時產(chǎn)生的電源頻率從而使電機工作轉(zhuǎn)速發(fā)生改變。在科技日益發(fā)展的今天，變頻調(diào)速技術已經(jīng)出現(xiàn)在我們?nèi)粘Ｉ罨蚬ぷ鞯母鱾€領域。另外，變頻調(diào)速技術也出現(xiàn)了很多種的控制形式，主要分為智能控制方式和非智能控制方式，在這兩大類控制形式下，又分為轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制、模糊控制等多種具體操作形式。其中，矢量控制應用的范圍很廣，甚至滲透到高性能、專業(yè)驅(qū)動領域中，如我們所說的變頻冰箱和空調(diào)就是矢量控制的典型實例。變頻調(diào)速技術正日益融入我們的生活，使我們的生活朝著一個新的方向前進。

一、電機拖動中變頻調(diào)速技術的應用

一般來說電機拖動也包括很多方面，例如直流電機、電機系統(tǒng)的運動方程以及直流電機的靜態(tài)特點和動態(tài)特點再加上變壓器等方面。而我們從控制類別方面來分析，卸油泵電動機的變頻調(diào)速系統(tǒng)就是轉(zhuǎn)速開環(huán)，而電源變頻調(diào)速系統(tǒng)則是通過恒壓頻律比來進行控制的。在實際的操作當中我們?nèi)绻胍瓿蓪敵鲋绷麟妷旱目刂疲浜诵囊罁?jù)還是電壓。

通過速度給定可以得到在整個電力系統(tǒng)中的控制信號，即使在出現(xiàn)跳躍變化情況進行速度給定，也能夠控制調(diào)節(jié)逆變器的輸出電壓以及電流的規(guī)律變化。根據(jù)這種情況，我們應當對給定積分器進行設定，使用斜坡輸出信號替代跳躍輸入，通過這種方式實現(xiàn)對電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的有效控制。在實際操作中我們可以發(fā)現(xiàn)，整個電機拖動系統(tǒng)在運行的過程中可以利用正負電壓來進行有效的劃分速度給定和積分器的輸出數(shù)值。由于正值信號電壓主要是對變流器的輸出電壓和逆變器的輸出頻率進行控制，所以在對變換器的絕對值設置方面比較接近。而在實踐當中我們也可以發(fā)現(xiàn)，變頻器系統(tǒng)的調(diào)速范圍相對較廣，同時也具有較好的調(diào)速平滑性，這種特點對于電機在啟動的時候的性能具有良好的改善作用，在電機拖動當中也會起到很好的效果。

例如大慶油田電力拖動裝置改良成變頻調(diào)速技術。大慶油田作為大型油田，產(chǎn)油量非常之大，相應的，也就需要大量電能帶動各種機器運作。但又因為很多區(qū)域地質(zhì)條件屬于低滲透油田，所以很快就被開采殆盡，需要重新勘測采油地點，這樣，耗電量大但用電效率低的狀況時有發(fā)生，增加了很多成本，是對電力的巨大浪費。通過實踐，在大慶油田應用了變頻調(diào)速技術。每年較原來能夠節(jié)能50%以上。

二、變頻調(diào)速技術應用的合理性分析

（一）無功補償原理的作用

無功補償裝置主要是為了提高供電效率，改善供電環(huán)境而設置的。它運用了可以將兩種負荷之間能量交換的原理，對供電變壓器以及輸送線之間出現(xiàn)的損耗進行補償?？梢哉f無功耗補償裝置在供電系統(tǒng)中已經(jīng)成為了不可替代的重要部分之一，在電力系統(tǒng)中選擇了合適的補償裝置就可以對電網(wǎng)功率因數(shù)進行極為顯著的提高，最大程度地減少網(wǎng)絡損耗，幫助電網(wǎng)質(zhì)量產(chǎn)生一個質(zhì)的飛躍。

在選擇無功補償裝置進行使用的過程中，一般來說會將分組投切的電容器以及電抗器進行使用，同時也經(jīng)常會用到跳線機以及靜止無功補償裝置。此外，我們也常將調(diào)壓裝置引用過來以滿足無功平衡的要求，保證符合電壓質(zhì)量標準。不僅如此，還需要對變電站中的無功率調(diào)節(jié)能力進行考量，根據(jù)實際情況將電壓優(yōu)化以及功率因數(shù)給進行廣泛的應用，在實際的操作過程中應當積極使用更為先進的技術，例如電網(wǎng)無功管理系統(tǒng)軟件等技術含量較高的內(nèi)容，通過這種方式推動電網(wǎng)質(zhì)量得到更加全面而迅速的提升，使得電網(wǎng)的運行更加安全可靠。

（二）變頻器負載標準

與變壓器和電動機等運行相比，半導體類型的發(fā)熱時間較短，在計算發(fā)熱時間時通常采用分鐘來計時，一旦出現(xiàn)溫度過高，那么將會帶來很大的機器運行問題，這些都要求對電機變流的負載規(guī)定出嚴格的界限劃分。

目前市場情況下主要包括幾級形式，第一級負載輸出即是電流的完全輸出，這一級不會出現(xiàn)過載的情況。第二級可分層輸出基本負載電流，在一定時間里的負載可達一半。第三到第六級的過載時間遠遠超過前兩級，故目前一般是對前兩級的銷售。另外，在對變頻器的選擇中，還要正確把握機器的負載性和調(diào)速范圍等情況。

三、變頻器運行的可靠性分析

眾所周知，機器在工作過程中，會隨功率的大小產(chǎn)生相對應的熱量。而通過實驗調(diào)查發(fā)現(xiàn)，變頻器的工作運行也會受到溫度的很大影響，若功率較大，就要采取降溫措施來保證機器的正常運轉(zhuǎn)，一般采用在頂部安裝換氣扇的方法來達到排放熱空氣，換來合理溫度的空氣，以改善變頻器內(nèi)部的工作環(huán)境。而對于特殊情況就要有相應的措施來應對，如在位于我國南部的地區(qū)，夏季溫度較高，若想保持電機內(nèi)部溫度在50攝氏度以下，一般的換氣扇方法就并不適用，如果安裝更迅速的降溫設備，如空調(diào)，雖然可以在短時間內(nèi)起到降溫效果，但卻會影響正常的通風，再加時空調(diào)運作時的噪音，可能還會對變頻器的工作起到反作用。

因此，我們要將散熱系統(tǒng)做到科學合理：將排氣通風管道安置在柜頂距離室外距離近的地方，結合具體情況，找到最合適的排放熱氣的通道。另外，在對變頻器的選擇和定期維修上，也要做到科學準確，這樣才能保證變頻器的工作壽命和工作效率發(fā)揮到最大化。

結語

隨著時代的發(fā)展和社會的進步，社會生產(chǎn)與生活中的各個地方對電力的需求都在增加，所以電力系統(tǒng)運行是否穩(wěn)定安全對社會生活能否健康而長久的發(fā)展起到了至關重要的作用。面對這種情況，我們必須不斷地改善電力系統(tǒng)，為社會生產(chǎn)生活中提供便利和保障。本次分析研究對電機拖動中變頻調(diào)速技術的實踐應用進行了分析，認為將變頻調(diào)速技術應用到電機拖動當中將會使電力系統(tǒng)更加安全穩(wěn)定，也更加高效。而在未來的電力系統(tǒng)更新當中，我們也應該不斷總結經(jīng)驗，自我完善和提高，使電力系統(tǒng)產(chǎn)生一個質(zhì)的飛躍。

參考文獻

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