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

隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)自動化設(shè)備得到了越來越廣泛的應(yīng)用，通過電氣自動化的逐步推廣可以確保相關(guān)領(lǐng)域生產(chǎn)效率得到有效提升，進(jìn)而節(jié)省大量人力財(cái)力。而變頻調(diào)速技術(shù)的引入更加推動了工業(yè)電氣自動化的性能革新。相比于傳統(tǒng)的支流調(diào)速，變頻調(diào)速技術(shù)穩(wěn)定性更好，實(shí)用性也更強(qiáng)，得到電氣自動化的廣泛應(yīng)用。

電氣自動化;變頻調(diào)速技術(shù);應(yīng)用

變頻調(diào)速技術(shù)的工作原理是通過調(diào)整電源的輸出頻率，從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到自動變頻調(diào)速的目的。這項(xiàng)技術(shù)是由20世紀(jì)末的一位外國學(xué)者提出的，解決了電機(jī)的耦合問題。而隨著科技的不斷發(fā)展，這項(xiàng)變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用到更多的領(lǐng)域，它造價低廉、卻能產(chǎn)生極高的工作效率。

1.1變頻調(diào)速技術(shù)的原理

變頻技術(shù)是一項(xiàng)比較復(fù)雜的技術(shù)，根據(jù)其工作的具體要求，主要運(yùn)用了磁極對數(shù)、電機(jī)轉(zhuǎn)速與電源之間的關(guān)系，可以將其定義概括為，式中的n代表電動機(jī)運(yùn)作的速度，f代表電機(jī)輸出的頻率，p為電動機(jī)的磁極對數(shù)，電動機(jī)在工作過程中，主要通過編寫程序控制它的轉(zhuǎn)速與電源，以達(dá)到改變工作頻率，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的目標(biāo)。變頻調(diào)速技術(shù)主要包括自適應(yīng)電機(jī)模型、脈沖優(yōu)化選擇器以及比較器等三部分構(gòu)成，自適應(yīng)電機(jī)的模型主要功能是對電動機(jī)工作的電壓、電流進(jìn)行控制，以達(dá)到識別電機(jī)工作性質(zhì)的目的，從而能夠有效控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，脈沖優(yōu)化選擇器是根據(jù)電機(jī)工作范圍來選擇合適的工作信號，并在工作時對脈沖信號進(jìn)行緩沖，使得在不同范圍的功能模塊能夠按照既定的功能工作，比較器模型主要是對轉(zhuǎn)矩與磁通的功能數(shù)值與正常情況進(jìn)行比較，一般情況下，每隔20s比較一次，然后，通過比較的結(jié)果來判斷調(diào)節(jié)器的輸出或者磁場的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)整個電氣設(shè)備的變頻調(diào)速控制。

1.2工業(yè)電氣自動化控制中變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)勢地位

1.2.1 工業(yè)電氣自動化控制中變頻調(diào)速技術(shù)能夠保證施工安全

從古代開始，工業(yè)生產(chǎn)一直可以說是一項(xiàng)高危的行業(yè)，工人在地下處于高壓狀態(tài)，再加上工作任務(wù)繁重，極易產(chǎn)生工作事故。但工業(yè)電氣自動化控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，降低了工業(yè)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)事故的幾率。在很多地方工業(yè)電氣自動化控制系統(tǒng)得到了應(yīng)用，它能夠代替人工完成一部分工作，大大節(jié)省了工作的時間，提升了工作的準(zhǔn)確精度，從而在極大程度上保證了施工的安全性。

1.2.2 工業(yè)電氣自動化控制中變頻調(diào)速技術(shù)的引入極大地提高了工作效率

當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)的過程中，單位時間的工作量雖然有所提升，工業(yè)生產(chǎn)事故發(fā)生的幾率在減小，但是當(dāng)前仍然存在著。為解決這種現(xiàn)象，各種自動化控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。通過高度機(jī)械化的設(shè)備以及先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)，大大的解決了這種現(xiàn)象，提高了工業(yè)生產(chǎn)的安全性，也大大降低了由于人工操作而造成的錯誤發(fā)生幾率，可謂是在當(dāng)代工業(yè)快速發(fā)展的過程中起到了很重要的作用。此外，工人們的生命安全以及工作的環(huán)境都得到了提升，同時也可以保障工業(yè)生產(chǎn)的利潤，大

大的提升了工廠的經(jīng)濟(jì)效益。

2.1變頻調(diào)速技術(shù)的特征

變頻調(diào)速技術(shù)之所以能夠在工業(yè)電氣自動化控制中得到日益廣泛的應(yīng)用，這與其自身的優(yōu)越性能是分不開的。首先，變頻調(diào)速技術(shù)具有造價低廉、生產(chǎn)效率較高的特點(diǎn)。這是由于通過相當(dāng)長時期的不斷研發(fā)與改進(jìn)，如今的變頻調(diào)速器所使用的所有零部件大都采用生產(chǎn)效率較高的工藝制造而成，例如低K制造工藝等。新型生產(chǎn)技術(shù)的引入能夠在更短的時間內(nèi)完成設(shè)備生產(chǎn)，同時降低了其原有的生產(chǎn)成本。第二，為更好的滿足不能工業(yè)領(lǐng)域需求，變頻調(diào)速器實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程中的通用性，避免了不同地區(qū)、不同領(lǐng)域必須使用不同型號變頻設(shè)備的繁瑣，同時提高了變頻調(diào)速技術(shù)的可推廣性。第三，目前市面上較為常見的幾類變頻調(diào)速器性能仍處于逐步優(yōu)化之中，以獨(dú)立式變頻調(diào)速器為例，其可以實(shí)現(xiàn)整流單元與逆變單元的一體化安置，大大提升了設(shè)備使用的便捷性，因而也得到了工業(yè)電氣自動化控制領(lǐng)域的廣泛認(rèn)可。

2.2變頻調(diào)速自動化的適應(yīng)電機(jī)模型單元

變頻調(diào)速對電機(jī)的自動化適應(yīng)也即自適應(yīng)電動機(jī)模型單元。在實(shí)際使用過程中，自適應(yīng)電動機(jī)模型單元能夠?qū)﹄妱訖C(jī)的實(shí)時輸入電流（Ii）及實(shí)時輸入電壓（Ui）進(jìn)行監(jiān)測，所獲得的數(shù)值可用來確定相應(yīng)電動機(jī)的設(shè)備參數(shù)。這些參數(shù)的獲得對于后期的轉(zhuǎn)矩控制發(fā)揮著十分重要的作用。通常情況下，變頻調(diào)速器能夠與其所控制的電動機(jī)實(shí)現(xiàn)直接關(guān)聯(lián)，從而實(shí)施轉(zhuǎn)矩控制。除此之外，還可通過工業(yè)電動機(jī)的運(yùn)行過程中不同的精度采取相應(yīng)的控制措施，并依據(jù)具體情況實(shí)施轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。

2.3變頻技術(shù)在主要發(fā)電機(jī)組節(jié)能系統(tǒng)中的應(yīng)用

節(jié)能生產(chǎn)是目前各生產(chǎn)商十分重視的一項(xiàng)設(shè)備性能，特別是對于部分高投入產(chǎn)出比的項(xiàng)目而言，通過變頻調(diào)速技術(shù)的使用，提高能源利用率、降低生產(chǎn)成本是十分重要的一項(xiàng)措施。通常情況下，在主要發(fā)電機(jī)組節(jié)能系統(tǒng)中引入變頻調(diào)速技術(shù)往往能夠取得較為理想的結(jié)果。獨(dú)立變頻器的使用能夠?yàn)樯a(chǎn)車間的全面調(diào)控提供基礎(chǔ)保障，實(shí)際應(yīng)用過程中，每臺電動機(jī)應(yīng)配備獨(dú)立的一臺變頻器設(shè)備，對電動機(jī)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。

2.4變頻器正常運(yùn)行的保障措施

變頻器在工業(yè)電氣自動化控制中若得不到合理的使用，則容易導(dǎo)致各種故障的發(fā)生，因此，必須采取科學(xué)的保障措施，方能確保變頻器的正常運(yùn)行。例如，當(dāng)變頻器受到其他設(shè)備電磁感應(yīng)的影響而無法正常運(yùn)行時，建議采取設(shè)備回路配線與主線分隔開的方式進(jìn)行緩解;對于外界光線過強(qiáng)、震動劇烈等因素造成的變頻器運(yùn)行異?，F(xiàn)象，可以采取增設(shè)適當(dāng)?shù)恼诠庠O(shè)施，以及安裝橡膠墊以減輕震動的方法降低外界環(huán)境對于變頻器運(yùn)行的干擾。除此之外，不科學(xué)的人為操作也是導(dǎo)致變頻器異常運(yùn)行的又一常見因素，因此，各生產(chǎn)企業(yè)還應(yīng)注意提升設(shè)備操控人員及維護(hù)人員的業(yè)務(wù)水平，科學(xué)管理變頻設(shè)備，避免由于不合理操作而導(dǎo)致的設(shè)備運(yùn)行異常等現(xiàn)象。

隨著現(xiàn)代控制技術(shù)與生產(chǎn)需求的發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，而集成電路技術(shù)與微機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，為交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)與技術(shù)條件，變頻技術(shù)的功率因數(shù)高，調(diào)速性能也比較良好，在未來的工業(yè)自動化設(shè)備中應(yīng)用會越來越廣泛。

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姓名：許天陽（1989.6.24），男，河北定州人，漢族，碩士，助理工程師，技術(shù)員，電氣自動化方向。