變頻調(diào)速技術(shù)在電氣自動化控制中的運(yùn)用

張浩然

（齊齊哈爾工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾161000）

在如今電氣自動化控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，往往要求技術(shù)人員掌握先進(jìn)的技術(shù)手段，加強(qiáng)變頻調(diào)速技術(shù)的有效運(yùn)用。因?yàn)檫@關(guān)系著電氣自動化控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性，同時對于企業(yè)生產(chǎn)效益以及環(huán)境效益也具有較大的影響。為此，在實(shí)際生產(chǎn)階段，有關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該加強(qiáng)變頻調(diào)速技術(shù)知識的學(xué)習(xí)，明確該技術(shù)的應(yīng)用意義，同時還要結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)與實(shí)際情況，合理進(jìn)行操作與應(yīng)用，進(jìn)而滿足工業(yè)電氣自動化生產(chǎn)需求，取得較好的應(yīng)用效果。本文主要針對電氣自動化控制中的變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行以下探討。

1 變頻調(diào)速技術(shù)

1.1 變頻調(diào)速技術(shù)研究現(xiàn)狀。變頻調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)代關(guān)鍵技術(shù)之一，主要利用電源的輸入頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)速之間成正比的原理實(shí)現(xiàn)對于電機(jī)的調(diào)控。截至目前，針對該技術(shù)已經(jīng)有不少的研究課題。一般而言，要想改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，就先要改變電源輸出頻率。二十世紀(jì)末期，有關(guān)技術(shù)研究人員基于這種理論展開設(shè)計，變頻器由此誕生。而該技術(shù)的誕生以及控制理論的應(yīng)用，為當(dāng)時學(xué)者解決了交流電機(jī)的耦合問題。后來又有學(xué)者研究直流調(diào)速技術(shù)，該技術(shù)的調(diào)速原理為在直流條件下進(jìn)行矢量變換，以便提高交流調(diào)速能力。有研究人員在該技術(shù)應(yīng)用原理基礎(chǔ)上進(jìn)行了技術(shù)優(yōu)化，主要是在研究電壓逆變器時，一位外國學(xué)者加強(qiáng)了定子磁力鏈與轉(zhuǎn)子磁力鏈的角度控制，使其兩鏈間的夾角被加以控制，從而實(shí)現(xiàn)電動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制力的提升?，F(xiàn)階段，針對變頻調(diào)速技術(shù)的研究越來越多，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，與直流調(diào)速技術(shù)相比，該技術(shù)控制效果更佳，而且可靠性也有所提升。當(dāng)前在很多領(lǐng)域中都開始應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，特別在工業(yè)系統(tǒng)與計算機(jī)控制領(lǐng)域中有較強(qiáng)的實(shí)用性。未來變頻調(diào)速技術(shù)還會被改進(jìn)與研究，推進(jìn)電氣自動化領(lǐng)域的發(fā)展。

1.2 變頻調(diào)速技術(shù)的特點(diǎn)。由于變頻調(diào)速技術(shù)具有較強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢，在當(dāng)前各個領(lǐng)域都有較好的應(yīng)用與發(fā)展。具體而言，該技術(shù)的主要特點(diǎn)如下：一是造價低廉，生產(chǎn)效率高。這與工藝技術(shù)的不斷創(chuàng)新有關(guān)，變頻調(diào)速器中的很多構(gòu)件也是經(jīng)過精密加工制造生產(chǎn)出來的，同時還融入了現(xiàn)代科技技術(shù)，所以變頻調(diào)速器的功能、性能都有所完善，通過加強(qiáng)該技術(shù)的應(yīng)用，可以進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。二是應(yīng)用范圍廣。因?yàn)樽冾l調(diào)速器生產(chǎn)制造過程中具有通用性的優(yōu)勢，解決不同領(lǐng)域變頻設(shè)備之間的繁雜問題，有利于該技術(shù)的應(yīng)用與推廣，在各個領(lǐng)域以及地區(qū)都能加以應(yīng)用。三是便利性較高。結(jié)合獨(dú)立式的變頻調(diào)速器而言，由于其中變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了逆變單元和整理單元的一體化，便于加強(qiáng)電氣自動化控制，所以其便利性也有所增強(qiáng)。

2 電氣自動化控制中變頻調(diào)速技術(shù)的作用

2.1 保證設(shè)備的有效運(yùn)行。目前，我國正在加強(qiáng)電氣自動化控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用，為保證自動化系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量，有關(guān)技術(shù)人員必須明確其中技術(shù)的作用。作為其中的關(guān)鍵技術(shù)之一，變頻調(diào)速技術(shù)的主要作用為保障設(shè)備有效運(yùn)行。事實(shí)上，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，會使用很多的電氣設(shè)備，不同的電氣設(shè)備都具有不同的特點(diǎn)，為加強(qiáng)電氣設(shè)備的自動化控制，技術(shù)人員需要考慮設(shè)備運(yùn)行的質(zhì)量。這是影響生產(chǎn)質(zhì)量以及效率的主要影響因素。而變頻調(diào)速技術(shù)的合理應(yīng)用正好解決了這類問題，技術(shù)人員結(jié)合電動機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀況，同時利用變頻調(diào)速技術(shù)可以加強(qiáng)電氣設(shè)備的自動化控制，從而保障設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。另外，有關(guān)技術(shù)研究人員也能結(jié)合實(shí)際情況針對該技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整，從而推進(jìn)生產(chǎn)工作的順利開展。

2.2 提高自動化的技術(shù)水平。變頻調(diào)速技術(shù)在電氣自動化控制中還起著提高自動化技術(shù)水平的作用。近幾年，在技術(shù)時代背景下，變頻調(diào)速技術(shù)得到了較好的應(yīng)用，與此同時，該技術(shù)也在不斷改進(jìn)，以滿足實(shí)際技術(shù)應(yīng)用的需要，促進(jìn)我國現(xiàn)代工業(yè)的建設(shè)與發(fā)展。而通過應(yīng)用不但更新的變頻調(diào)速的技術(shù)，電氣自動化技術(shù)水平勢必會不斷提高，取得令人滿意的電氣自動化控制效果。除此之外，在應(yīng)用變頻調(diào)速的技術(shù)的過程中，電氣自動化控制系統(tǒng)能耗也有所降低，進(jìn)而達(dá)到預(yù)期節(jié)能減排的要求，響應(yīng)時代號召。

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

3.1 在電機(jī)單元模型中的應(yīng)用。變頻調(diào)速技術(shù)在電機(jī)單元模型中有著較好的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：首先，由于變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，變頻調(diào)速系統(tǒng)的作用得以發(fā)揮，具體而言，變頻調(diào)速系統(tǒng)可以依照電動機(jī)電壓、電流等參數(shù)進(jìn)行有效判斷，利用數(shù)據(jù)采集方式進(jìn)行電氣自動化裝置運(yùn)行基本參數(shù)的檢測，保證自動化裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。其次，變頻調(diào)速系統(tǒng)數(shù)據(jù)報送與反饋效率較高，這也源于變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用。技術(shù)人員使用該技術(shù)，通過變頻調(diào)速系統(tǒng)對數(shù)據(jù)信息及時報送到客戶終端，與此同時，結(jié)合電流值還能進(jìn)行細(xì)致規(guī)劃，利用電機(jī)中磁體與軸承的轉(zhuǎn)換方向加以對應(yīng)數(shù)值的高效反饋，而且技術(shù)人員還能借此系統(tǒng)設(shè)定調(diào)頻的時間以及速率，體現(xiàn)一定的高效性。最后，在電機(jī)單元模型中，變頻器的選擇是關(guān)鍵點(diǎn)，一般都會考察芯片功能。如果功能過關(guān)，結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)的變頻器就可以應(yīng)用在系統(tǒng)中，通過傳感信號進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼，并與相應(yīng)電路模塊對應(yīng)。另外，當(dāng)處于電阻并聯(lián)情況時，變頻調(diào)速技術(shù)也有著較為重要的應(yīng)用效果，關(guān)鍵在于變頻器能夠集合離散的部分，并向客戶終端傳送數(shù)據(jù)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)阻值的均等，滿足節(jié)能要求。

3.2 在深度指示器保護(hù)中的應(yīng)用分析。工業(yè)電氣自動化控制過程中，經(jīng)營者往往會引進(jìn)很多的工業(yè)設(shè)備，而深度指示器在工業(yè)設(shè)備運(yùn)行中就起著重要作用。一旦深度指示器難以正常運(yùn)行，很多設(shè)備的保護(hù)裝置將會失效，不具有基本的保護(hù)能力，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率以及質(zhì)量?；诖耍疃戎甘酒鞯膽?yīng)用極為關(guān)鍵。為發(fā)揮出深度指示器的功能效用，在深度指示器研發(fā)階段，設(shè)計人員需要設(shè)置一個失效保護(hù)模式，而其中變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用為重點(diǎn)。當(dāng)電機(jī)正常開機(jī)時，可以累積編碼器收集的脈沖信號，并讀取其中的數(shù)值。當(dāng)數(shù)據(jù)沒有產(chǎn)生任何變化時，該指示器就沒有運(yùn)行，說明不具有保護(hù)效力，這時應(yīng)該對設(shè)備進(jìn)行檢測。如果檢測設(shè)備開始進(jìn)入爬行區(qū)狀態(tài)，該指示器就會發(fā)出報警信號并進(jìn)行處理；反之，則會采取制動措施并進(jìn)行報警。

3.3 變頻技術(shù)在電機(jī)組系統(tǒng)的應(yīng)用。3.3.1 系統(tǒng)能夠根據(jù)聯(lián)動裝置的工作情況對整體線路進(jìn)行布局。在電機(jī)數(shù)量較少的情況下，變頻機(jī)可以與驅(qū)動裝置聯(lián)合，并對較高的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，避免高負(fù)荷的現(xiàn)象發(fā)生。3.3.2 在電路的配制方面，變頻系統(tǒng)內(nèi)部也可以參照標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)劃分運(yùn)行模塊，并將每個獨(dú)立的部分都集中到一個平臺上，以主電路作為電網(wǎng)的調(diào)控系統(tǒng)，采取電壓逆變的方式來傳遞能量。調(diào)頻器與自動化系統(tǒng)的結(jié)合能夠使電力參數(shù)在客戶終端顯示出來，并體現(xiàn)結(jié)構(gòu)的靈活性調(diào)整。在用電高峰期，系統(tǒng)也能夠根據(jù)設(shè)備的運(yùn)動頻率來達(dá)到模式切換的目的，并啟動檢測中心的仿真保護(hù)模式。

3.4 變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)節(jié)能方面的應(yīng)用。工業(yè)電氣自動化控制領(lǐng)域中，變頻調(diào)速技術(shù)在其節(jié)能方面也具有較強(qiáng)的應(yīng)用。有關(guān)研究表明，該技術(shù)在工業(yè)節(jié)能中具有較好的應(yīng)用效果，有助于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)保效益的增加。這主要是因?yàn)樽冾l器可以在電力系統(tǒng)中設(shè)定節(jié)點(diǎn)，以繼電器作為控制中心，對電壓回路進(jìn)行規(guī)劃。如果電壓或電流超出了標(biāo)準(zhǔn)額定值的20%，則說明自動化系統(tǒng)的啟動速率過高，出現(xiàn)了不必要的耗能情況。而且變頻器系統(tǒng)中的預(yù)警中心會進(jìn)行警報，指示燈也將由綠色變?yōu)榧t色，提示工作人員進(jìn)行重置。

4 結(jié)論

伴隨人們對于科學(xué)技術(shù)思想認(rèn)識的提高，越來越重視電氣技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。電氣自動化控制系統(tǒng)就是再這種背景下應(yīng)運(yùn)而生，而變頻調(diào)速技術(shù)在其中扮演著重要的角色，能夠起到一定的交流變頻效果，從而保障工業(yè)生產(chǎn)效率提高。所以，在未來發(fā)展過程中，有關(guān)企業(yè)應(yīng)該重視變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，掌握該技術(shù)在電機(jī)單元模型、深度指示器保護(hù)、電機(jī)組系統(tǒng)、工業(yè)節(jié)能等環(huán)節(jié)的應(yīng)用要點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用水平的提升。另外，有關(guān)企業(yè)仍需要加強(qiáng)該技術(shù)的研究與改進(jìn)，進(jìn)而促進(jìn)該技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用的真正價值。