電力電氣拖動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)化控制的設(shè)計(jì)任務(wù)分析

劉衛(wèi)東

摘 要：現(xiàn)如今，不論是人們的日常工作還是生活都離不開電力的支撐，電力已經(jīng)成為人們賴以生存的能源之一。為了更好的滿足人們的用電需求，完善電氣系統(tǒng)，提升供電穩(wěn)定性與安全性是必不可少的。本文就電力電氣拖動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)化控制的設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行了相關(guān)的探討和分析。

關(guān)鍵詞：電力電氣；拖動(dòng)系統(tǒng)；自動(dòng)化控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.167

電力電氣拖動(dòng)系統(tǒng)主要由電動(dòng)機(jī)、自動(dòng)控制等裝置組成，其能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為機(jī)械能。自動(dòng)控制裝置能夠控制電動(dòng)機(jī)，從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、起動(dòng)等功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化控制。電力電氣拖動(dòng)系統(tǒng)在很大程度上提升了電氣系統(tǒng)的工作效率和供電安全，減少了人力成本的投入，對(duì)我國電力事業(yè)的發(fā)展有很大的幫助。

1 電氣控制系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)任務(wù)

電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要以生產(chǎn)機(jī)械的使用要求為基礎(chǔ)，制定相關(guān)的圖紙并收集各項(xiàng)資料，其中包括電氣原理圖、接線安裝圖等。在該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初期，不論是技術(shù)還是產(chǎn)品其設(shè)計(jì)過程都與整體質(zhì)量和消耗成本息息相關(guān)，所以設(shè)計(jì)人員要建立有效的設(shè)計(jì)方案，保障電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿足應(yīng)用要求。通常，在設(shè)計(jì)時(shí)要完成以下任務(wù)：第一，掌握設(shè)備相關(guān)技術(shù)和使用時(shí)設(shè)備的工作流程，為電氣設(shè)計(jì)提供足夠的理論依據(jù)，掌握生產(chǎn)機(jī)械的需求內(nèi)容，確保設(shè)計(jì)與需求相符；第二，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行反復(fù)的優(yōu)化和改善，不僅要滿足生產(chǎn)機(jī)械的使用要求，還要做好經(jīng)濟(jì)分析，選擇性價(jià)比最高的方案，盡可能采用簡單、先進(jìn)、便于維修的電路；第三，科學(xué)篩選電器元器件，盡可能統(tǒng)一品種和規(guī)格；第四，統(tǒng)一平均無故障時(shí)間指標(biāo)，保障系統(tǒng)具有安全性和可靠性；第五，選擇可靠的新設(shè)計(jì)技術(shù)和生產(chǎn)工藝；第六，嚴(yán)格遵守相關(guān)的國家規(guī)定和規(guī)范。

2 電力拖動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)原理

2.1 制動(dòng)原理

在該系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)能夠自主反饋各項(xiàng)信息。如電流、電壓、頻率等等。該系統(tǒng)主要通過電氣設(shè)備來實(shí)現(xiàn)控制功能。所以，控制部分主要就是電器保護(hù)，其中包括多個(gè)方面，如短路、電流、欠電壓等方面的保護(hù)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)則可以用于連鎖啟動(dòng)、信息顯示等方面。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，可以利用編程、畫面操作等形式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。受到工藝條件的影響，電力拖動(dòng)系統(tǒng)的要求并不統(tǒng)一，但大體相似。將信號(hào)在計(jì)算機(jī)中輸入或者輸出，再利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中控制。

2.2 電動(dòng)機(jī)選擇

明確電力拖動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案的下一步就是電動(dòng)機(jī)選擇，在選擇的過程中，要考慮多個(gè)方面的內(nèi)容，如數(shù)量、型號(hào)、功率、電流等等。具體選擇原則如下：在功率方面，電動(dòng)機(jī)要滿足生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)作要求，符合機(jī)械負(fù)載能力，進(jìn)而保障運(yùn)行的穩(wěn)定性。通常要考慮三個(gè)方面，分別是：電動(dòng)機(jī)發(fā)熱、啟動(dòng)、過載三項(xiàng)能力。要選擇恰當(dāng)容量的發(fā)動(dòng)機(jī)，并做好額定功率的校驗(yàn)工作；在直流和交流電動(dòng)機(jī)類型選擇方面，要以機(jī)械技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益為基礎(chǔ)，以價(jià)格、結(jié)構(gòu)、維護(hù)方式為選擇標(biāo)準(zhǔn)，盡可能擇優(yōu)而選。如果選擇直流電動(dòng)機(jī)，還要考慮其調(diào)速性；在額定轉(zhuǎn)速方面，要以機(jī)械的使用和經(jīng)濟(jì)效益為基礎(chǔ)。如果電動(dòng)機(jī)需要長時(shí)間工作，但啟動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)的次數(shù)較少?？梢愿鶕?jù)投資情況、設(shè)備大小、檢修水平等因素進(jìn)行選擇。如果電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)次數(shù)較多，要以動(dòng)能存儲(chǔ)量為首要選擇條件。除此之外，其他功能、性能的選擇也要從多個(gè)方面考慮和著手，要保障電動(dòng)機(jī)能夠符合應(yīng)用要求并且具有良好的工作能力和經(jīng)濟(jì)效益，從而提升整個(gè)拖動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量，并且減少成本的投入。

2.3 設(shè)計(jì)電器控制線

控制線路的設(shè)計(jì)要以生產(chǎn)要求、性質(zhì)、作業(yè)環(huán)境等因素為基準(zhǔn)，根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行線路的匹配。要盡可能保障控制線路的安全性和經(jīng)濟(jì)性，選擇操作簡單、維修方便的線路設(shè)計(jì)方案。在線路設(shè)計(jì)時(shí)，通常要遵守以下原則：第一，設(shè)計(jì)人員要對(duì)生產(chǎn)要求有所了解，因?yàn)榭刂凭€路對(duì)設(shè)備使用質(zhì)量有直接影響，所以一定要按照實(shí)際要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。盡可能滿足機(jī)械生產(chǎn)和工藝技術(shù)的需求；第二，以滿足生產(chǎn)條件為基礎(chǔ)，選擇最經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案。盡可能減少觸頭、電器等部件的數(shù)量，選擇標(biāo)準(zhǔn)、常用且質(zhì)量過關(guān)的線路，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，要避免導(dǎo)線的浪費(fèi)，將導(dǎo)線的使用長度控制在最小，并且控制通電電路，從多個(gè)方面入手，節(jié)省電器控制線的設(shè)計(jì)成本；第三，以安全性和可靠性為主要設(shè)計(jì)目標(biāo)。為此，要選擇高質(zhì)量的元器件，確保電器觸頭、線圈的正確連接。避免電器的多次動(dòng)作，避免電路出現(xiàn)過壓、短路、欠壓等問題，針對(duì)這些問題設(shè)計(jì)相應(yīng)的保護(hù)環(huán)節(jié)；第四，盡可能簡化控制機(jī)構(gòu)的操作步驟，并制定簡單的維修方案，從而提升控制方式的轉(zhuǎn)換速度。即使電路具有復(fù)雜性，其基本組成單元依舊沒變，設(shè)計(jì)人員在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行方案和設(shè)備的選擇，保障各個(gè)環(huán)節(jié)的銜接，進(jìn)而提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。

3 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的安全保護(hù)措施

拖動(dòng)系統(tǒng)的安全保護(hù)措施包括多個(gè)方面，如短路保護(hù)、過流保護(hù)、欠壓保護(hù)、計(jì)算機(jī)保護(hù)系統(tǒng)等等，這些保護(hù)措施能夠保障拖動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，所以一定要保障設(shè)計(jì)的質(zhì)量和合理性。在短路保護(hù)方面，短路電流很容易損壞設(shè)備，大電流對(duì)產(chǎn)生設(shè)備影響也比較大，進(jìn)而會(huì)對(duì)繞組和電器設(shè)備產(chǎn)生沖擊，造成機(jī)械性受損；在過流保護(hù)方面，電動(dòng)機(jī)的錯(cuò)誤啟動(dòng)可能引發(fā)過電流加大，約為普通電流的3-7倍，其會(huì)損壞機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件；在欠壓保護(hù)方面，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行良好，如果電源電壓大幅度降低，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也會(huì)隨之降低，此時(shí)負(fù)載固定則電流增加；在計(jì)算機(jī)保護(hù)系統(tǒng)方面，其不僅保障了信息處理的效率和安全，還利用硬件和軟件設(shè)施提升了自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率和運(yùn)行安全。

4 結(jié)語

綜上所述，在電力電氣拖動(dòng)系統(tǒng)中，為了確保系統(tǒng)的有效運(yùn)行，就要做好系統(tǒng)自動(dòng)化控制的設(shè)計(jì)，掌握各部分的設(shè)計(jì)任務(wù)，根據(jù)實(shí)際需求確保設(shè)計(jì)內(nèi)容的科學(xué)性和合理性。

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