淺談工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用

羅桂東

摘? ? 要：目前，我國的科技發(fā)展十分迅速，自動(dòng)化技術(shù)是社會(huì)發(fā)展的產(chǎn)物，工業(yè)領(lǐng)域電氣自動(dòng)化控制趨勢越來越明顯，其中變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用率較高，并取得了良好的使用效果，推動(dòng)了工業(yè)發(fā)展自動(dòng)化步伐。本文簡要介紹變頻調(diào)速技術(shù)，然后重點(diǎn)分析該技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中的運(yùn)用，希望能為相關(guān)學(xué)者提供理論支持，為行業(yè)工作者提供借鑒。

關(guān)鍵詞：工業(yè)電氣自動(dòng)化控制;變頻調(diào)速技術(shù);概述;優(yōu)勢地位;應(yīng)用方案

1? 引言

工業(yè)作為我國重要的經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)對國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)繁榮起到了重要的作用。提高工業(yè)生產(chǎn)效率，降低能源消耗會(huì)顯著提高工業(yè)企業(yè)的利潤和技術(shù)附加值，實(shí)現(xiàn)工業(yè)的健康綠色發(fā)展。利用變頻調(diào)速技術(shù)，能有效提高工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中電機(jī)驅(qū)動(dòng)效率，降低電能消耗，并提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電網(wǎng)適應(yīng)性，在整體上提升了工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的性能和可靠性。

2? 變頻調(diào)速技術(shù)的原理

變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用原理主要依賴以下三個(gè)方面：比較器、脈沖優(yōu)化選擇器以及自適應(yīng)電機(jī)模型。其中比較器的功能主要是每隔20秒將對轉(zhuǎn)矩與磁通的功能數(shù)值和正常工作狀態(tài)下的數(shù)值進(jìn)行一次比較，以對比得來的結(jié)果為檢測依據(jù)，判斷設(shè)備調(diào)節(jié)器的輸出或者磁場是否發(fā)生轉(zhuǎn)變，進(jìn)而控制整個(gè)電氣設(shè)備的變頻調(diào)速。而脈沖優(yōu)化選擇器則是將電機(jī)的工作范圍作為判斷工作信號(hào)是否適合的基礎(chǔ)，同時(shí)緩沖工作狀態(tài)中的脈沖信號(hào)，確保不同范圍的功能模塊正常運(yùn)行，最后，對電動(dòng)機(jī)在正常工作情況下的電壓和電流分別進(jìn)行控制的是自適應(yīng)電機(jī)模型，通過正確的識(shí)別電機(jī)工作的性質(zhì)，達(dá)到有效控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。

3? 工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中變頻調(diào)速技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1? V-F控制技術(shù)

V-F控制技術(shù)是指保證輸出電壓與控制頻率成正比，使電機(jī)的磁通量保持一定，避免出現(xiàn)弱磁場和磁飽和現(xiàn)象。V-F控制模式主要應(yīng)用于風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載節(jié)能變頻器，由壓控振蕩器實(shí)現(xiàn)。V-F控制的原理是產(chǎn)生一種振蕩頻率電路，稱為壓控振蕩器，它是一種受電壓變化而產(chǎn)生電容變化的壓敏電容器。當(dāng)電壓變化時(shí)，它的電容量就會(huì)發(fā)生改變。電容的變化會(huì)引起振蕩頻率的變化，產(chǎn)生頻率的變化，將此控制頻率用于輸出電壓的頻率，使被控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變。

3.2? 電氣自動(dòng)化控制方面

工業(yè)電氣自動(dòng)化控制需要工作人員與機(jī)械設(shè)備良好配合，如果配合默契度較低，那么極易出現(xiàn)混亂控制現(xiàn)象，并產(chǎn)生復(fù)雜問題。電氣運(yùn)行故障問題長時(shí)間得不到處理，極易影響工業(yè)安全性。有效運(yùn)用變頻調(diào)速技術(shù)，在噪音屏蔽方面發(fā)揮抵御作用。換言之，電氣系統(tǒng)能夠得到可靠保障，取得電氣自動(dòng)化控制的良好效果，最終能夠促進(jìn)工業(yè)穩(wěn)定生產(chǎn)。從變頻調(diào)速技術(shù)組成部分這一角度分析工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中技術(shù)具體應(yīng)用，其中自適應(yīng)電動(dòng)機(jī)模型單元合理控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，盡可能發(fā)揮電氣化主體優(yōu)勢，根據(jù)參數(shù)變化情況合理調(diào)節(jié)，促進(jìn)生產(chǎn)任務(wù)及時(shí)完成。磁通和轉(zhuǎn)矩比較器在兩點(diǎn)式滯環(huán)調(diào)節(jié)器輔助下對比分析參數(shù)值以及反饋值，針對機(jī)械問題以及安全隱患，制定可行的處理對策。脈沖優(yōu)化選擇器在信息處理方面發(fā)揮功能優(yōu)勢，并對模塊性能功能準(zhǔn)確驗(yàn)證，以免電力系統(tǒng)受到影響。

3.3? 重視傳感器以及人工智能技術(shù)的引入

提到自動(dòng)控制系統(tǒng)，那么便少不了傳感器這個(gè)概念。顧名思義，傳感器是檢測并且傳播信號(hào)等各項(xiàng)信息的一種物理裝置，工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中變頻調(diào)速技術(shù)也運(yùn)用到了相關(guān)的傳感器技術(shù)。傳感器水平能否提升以及傳感器的應(yīng)用是否合理，關(guān)系到工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中變頻調(diào)速設(shè)備能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，也關(guān)系到關(guān)于工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中變頻調(diào)速的各項(xiàng)技術(shù)能夠得到快速高效地發(fā)展。傳感器可以搜集周圍的機(jī)器相關(guān)的參數(shù)以及信息，提取出所需要的轉(zhuǎn)速等信息，并將這些數(shù)據(jù)及時(shí)的匯報(bào)給顯示器，送到工作人員的手中。在當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)過程中，稍有不注意將會(huì)產(chǎn)生許多的問題，從而造成不可避免的損失以及危險(xiǎn)。而傳感器利用搜集信息以及數(shù)據(jù)、傳遞數(shù)據(jù)的功能，并以它的準(zhǔn)確性以及及時(shí)性，大大的降低了工業(yè)生產(chǎn)中失誤以及各種危險(xiǎn)發(fā)生的幾率，也可以保證工業(yè)生產(chǎn)能夠更加順利地進(jìn)行。此外，傳感器的實(shí)時(shí)性，它能夠時(shí)刻的監(jiān)測并傳遞各種轉(zhuǎn)速等信息。這種功能對工業(yè)生產(chǎn)具有很重要的意義，畢竟在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，時(shí)間都是萬分寶貴的。

3.4? 減速區(qū)段的低速保護(hù)

對減速區(qū)間的控制技術(shù)也是變頻調(diào)速技術(shù)良好運(yùn)用不可忽視的組成部分。提升設(shè)備控制穩(wěn)定性能的關(guān)鍵內(nèi)容包括了對提減速區(qū)間的控制，在設(shè)備運(yùn)行過程中，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)減速，且到達(dá)了設(shè)備限定的標(biāo)準(zhǔn)，那么設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)就需要進(jìn)行變頻調(diào)速控制保護(hù)，相關(guān)操作人員應(yīng)當(dāng)在采用變頻設(shè)備的同時(shí)，結(jié)合PLC設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控速度取樣，反復(fù)對比所得數(shù)值和安全設(shè)定值，以此來確定系統(tǒng)在減速區(qū)段是否存在異常情況，如果速度發(fā)生超越現(xiàn)象，設(shè)備將自動(dòng)對系統(tǒng)中心發(fā)表安全警告，進(jìn)而達(dá)到實(shí)時(shí)控制設(shè)備安全運(yùn)行的目的，有效控制并對系統(tǒng)減速進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.5? 數(shù)字控制技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)和電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字控制技術(shù)成為了變頻調(diào)速技術(shù)未來發(fā)展的主流趨勢，數(shù)字控制技術(shù)計(jì)算速度快，控制精度高，能有效提升電機(jī)驅(qū)動(dòng)性能和效率，同時(shí)降低了運(yùn)行噪聲。此外，采用數(shù)字控制技術(shù)的變頻器體積會(huì)縮小很多，比傳統(tǒng)的矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制具有更明顯的優(yōu)勢。

3.6? 資源節(jié)約方面

工業(yè)生產(chǎn)以資源使用為條件，為生產(chǎn)活動(dòng)提供適量資源，不僅能夠促進(jìn)生產(chǎn)活動(dòng)順利推進(jìn)，而且還能避免資源浪費(fèi)，從整體上降低生產(chǎn)成本。生產(chǎn)過程中除了控制資源用量之外，還需要監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，了解各設(shè)備電能供應(yīng)情況。一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，應(yīng)及時(shí)處理，以免影響整體生產(chǎn)進(jìn)度，導(dǎo)致工業(yè)經(jīng)濟(jì)效益受到損失。變頻調(diào)速技術(shù)的及時(shí)運(yùn)用在電流配置方面發(fā)揮重要作用，在滿足電能需要的基礎(chǔ)上，提高電能資源利用率，以此降低生產(chǎn)成本。再加上變頻調(diào)速技術(shù)能夠全面監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況，并傳遞零件規(guī)模適用性信息，實(shí)現(xiàn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化，并提高設(shè)備利用率。

3.7? 在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

變頻調(diào)速技術(shù)當(dāng)前被廣泛應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床中，這項(xiàng)技術(shù)所帶來最大的優(yōu)勢是能夠節(jié)約數(shù)控機(jī)床的運(yùn)作所消耗的電能。數(shù)控機(jī)床的作用是對于各種復(fù)雜的零部件以及各種材料進(jìn)行精準(zhǔn)的加工工作，整個(gè)機(jī)床具有較大的工作量，在這項(xiàng)技術(shù)出現(xiàn)之前，數(shù)控機(jī)床運(yùn)用的是恒流電機(jī)，通過不斷調(diào)整電機(jī)的傳速達(dá)到對于不同材料的制作的目的，這不僅造成了較高的能源損耗，而且還不能夠保證對于電機(jī)轉(zhuǎn)速的精準(zhǔn)控制，此外對于加工的效率有很大程度上的影響。通過引入變頻調(diào)速技術(shù)，使得可供選擇的機(jī)床的齒輪主軸速度范圍減小，從而實(shí)現(xiàn)了對于轉(zhuǎn)速的精準(zhǔn)控制。再加上可以通過對于轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，還能夠在機(jī)床上切割不同的材料，大大的提高了機(jī)床的利用率。

4? 結(jié)語

綜上所述，工業(yè)電氣是推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成因素，它能提高工業(yè)電氣企業(yè)生產(chǎn)工作效率的同時(shí)，還能減少企業(yè)成本。自動(dòng)化控制中的變頻調(diào)速技術(shù)不僅能幫助企業(yè)在進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)相關(guān)工作時(shí)提高安全高效性，確保操作穩(wěn)定性，還可以降低能耗與污染，節(jié)省人力物力財(cái)力等各方面的成本，從一定程度上承擔(dān)工業(yè)電氣行業(yè)企業(yè)需要承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。工業(yè)電氣使用的電動(dòng)機(jī)在進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的過程中，由于正反向工作頻繁地、長時(shí)間地切換，極易導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)處在超負(fù)荷狀態(tài)中。而變頻調(diào)速技術(shù)可確保工業(yè)電氣電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。因此，自動(dòng)化控制中變頻調(diào)速技術(shù)對于工業(yè)電氣發(fā)展具有重大意義。

參考文獻(xiàn)：

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