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

鄭杰

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和進步，工業(yè)電氣自動化控制技術(shù)水平也在不斷提高。由于人們物質(zhì)需求變化對社會生產(chǎn)力的快速增長有直接的影響，因此，自動化控制技術(shù)中的變頻調(diào)速技術(shù)隨之產(chǎn)生，并被逐漸運用到各個生產(chǎn)領(lǐng)域中。變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)電氣生產(chǎn)中不僅能夠幫助企業(yè)節(jié)約資源，還能迅速提高生產(chǎn)效率，促使企業(yè)生產(chǎn)效益達到最優(yōu)化狀態(tài)，推動工業(yè)行業(yè)的發(fā)展。本文就變頻調(diào)速技術(shù)的原理特點和對工業(yè)電氣自動化控制的意義及應(yīng)用方面進行研究分析，希望能為促進工業(yè)電氣發(fā)展做出貢獻。

關(guān)鍵詞：工業(yè)電氣;自動化控制;變頻調(diào)速技術(shù)

隨著我國工業(yè)電氣自動化控制技術(shù)與社會實踐生產(chǎn)發(fā)展的需求，變頻調(diào)速技術(shù)被眾多工業(yè)企業(yè)廣泛應(yīng)用，與此同時，不斷發(fā)展的集成電路和微機控制技術(shù)，也在不斷推動著交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，并為其提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)與技術(shù)條件，由于變頻調(diào)速技術(shù)功率因數(shù)相對較高，因此，調(diào)速性能比也相對較好，在未來的發(fā)展前景良好。工業(yè)電氣使用的電動機在進行工業(yè)生產(chǎn)的過程中，由于正反向工作頻繁的、長時間的切換，極易導(dǎo)致電動機處在超負荷狀態(tài)中。而變頻調(diào)速技術(shù)可確保工業(yè)電氣電動機系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行。因此，自動化控制中變頻調(diào)速技術(shù)對于工業(yè)電氣發(fā)展具有重大意義。

1 變頻調(diào)速技術(shù)的原理及特點

1.1 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方面：比較器、脈沖優(yōu)化選擇器以及自適應(yīng)電機模型。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，進而控制整個電氣設(shè)備的變頻調(diào)速。而脈沖優(yōu)化選擇器則是將電機的工作范圍作為判斷工作信號是否適合的基礎(chǔ)，同時緩沖工作狀態(tài)中的脈沖信號，確保不同范圍的功能模塊正常運行，最后，對電動機在正常工作情況下的電壓和電流分別進行控制的是自適應(yīng)電機模型，通過正確的識別電機工作的性質(zhì)，達到有效控制電機轉(zhuǎn)速的目的。

1.2 變頻調(diào)速技術(shù)的特點

交流電動是變頻調(diào)速技術(shù)實施的主要特點，交流電動技術(shù)的使用可以直接彌補直流電動機在工業(yè)電氣生產(chǎn)中的不足，由于變頻調(diào)速控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)置安全簡單，且電氣設(shè)備在結(jié)合變頻技術(shù)的使用后，不僅數(shù)據(jù)動態(tài)頻率顯示良好，而且工作強度也相對來說更為耐用。除此之外，變頻調(diào)速技術(shù)還對電壓工作模式做出了改變，確保電壓在不足220V的情況下，依然保持正常運行的狀態(tài)，為工業(yè)電氣企業(yè)節(jié)省電能資源的同時，有效的提高生產(chǎn)效率。

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

2.1 礦井指示器保護中的應(yīng)用

礦井下的電氣提升設(shè)備在正常情況下，為確保工作狀態(tài)的穩(wěn)定需要采用多重保護機制。電氣提升設(shè)備的深度指示器功能對于系統(tǒng)的正常工作至關(guān)重要，在電氣提升設(shè)備運行過程中，一旦發(fā)生功能失效的情況，會直接影響整個設(shè)備系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，致使設(shè)備無法正常工作。而變頻調(diào)速設(shè)備可以對深度指示器起到檢測的作用，相關(guān)操作人員首先將電機開啟到工作狀態(tài)中，與此同時，做好周期內(nèi)編碼脈沖的疊加處理工作，然后記錄并比較編碼器與比較器的脈沖數(shù)值，最后根據(jù)比較結(jié)果來判斷整個電氣提升設(shè)備是否處在正常運行的工作狀態(tài)中，如果前后數(shù)據(jù)沒有發(fā)生改變，那么深度指示器就存在出現(xiàn)異常的情況，從而導(dǎo)致為設(shè)備留下隱患的可能。

2.2 等速區(qū)間的超速控制保護

電機拉動設(shè)備一般情況下是在等速區(qū)間運行，且被工業(yè)電氣企業(yè)廣泛應(yīng)用。變頻調(diào)速技術(shù)的使用則可以有效地對設(shè)備系統(tǒng)的異常情況包括過載和超速等現(xiàn)象進行預(yù)警通報。作為提升設(shè)備運行速度的監(jiān)控依據(jù)，其正常工作速率應(yīng)當(dāng)確保不高于系統(tǒng)運行既定速率的百分之十五，如果速率顯示超過既定速率，那么變頻調(diào)速系統(tǒng)的運行速度會直線緩慢，并且隔開設(shè)備的安全回路架構(gòu)，與此同時，采用緊急制動設(shè)備，以此來達到減少系統(tǒng)設(shè)備運行速度、進行預(yù)警控制的目的。工業(yè)電氣企業(yè)相關(guān)操作人員為了有效的控制系統(tǒng)設(shè)備運行時區(qū)間的超速或者過載行為，應(yīng)在注意控制電機拉動設(shè)備運行過程中時刻注意速率的大小，為此，可將調(diào)速控制保護分成兩個步驟，首先，速度不能超過設(shè)備既定速率的10%;其次，在電機拉動設(shè)備正常運行的情況下，確保系統(tǒng)整體工作處于正常狀態(tài)，保持系統(tǒng)穩(wěn)定性。

2.3 減速區(qū)段的低速保護

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)備運行過程中，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)減速，且到達了設(shè)備限定的標準，那么設(shè)備運行系統(tǒng)就需要進行變頻調(diào)速控制保護，相關(guān)操作人員應(yīng)當(dāng)在采用變頻設(shè)備的同時，結(jié)合PLC 設(shè)備進行監(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)備將自動對系統(tǒng)中心發(fā)表安全警告，進而達到實時控制設(shè)備安全運行的目的，有效控制并對系統(tǒng)減速進行調(diào)節(jié)。

3 結(jié)語

綜上所述，工業(yè)電氣是推動我國經(jīng)濟發(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，還能減少企業(yè)成本。自動化控制中的變頻調(diào)速技術(shù)不僅能幫助企業(yè)在進行工業(yè)生產(chǎn)相關(guān)工作時提高安全高效性，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)的社會責(zé)任。工業(yè)電氣使用的電動機在進行工業(yè)生產(chǎn)的過程中，由于正反向工作頻繁地、長時間地切換，極易導(dǎo)致電動機處在超負荷狀態(tài)中。而變頻調(diào)速技術(shù)可確保工業(yè)電氣電動機系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行。因此，自動化控制中變頻調(diào)速技術(shù)對于工業(yè)電氣發(fā)展具有重大意義。

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