變頻器在電機拖動及其控制領(lǐng)域的應(yīng)用

摘 要：作為人們的生產(chǎn)和生活中最常用的電力設(shè)備，變頻器能夠在符合出現(xiàn)差異的情況下實現(xiàn)無極調(diào)速，具有穩(wěn)定性強、精準度高等多方面的優(yōu)勢，受到工業(yè)生產(chǎn)中各個領(lǐng)域的青睞。基于此，本文首先針對變頻器各方面的理論知識進行了概述，之后重點分析了變頻器在電機拖動及其控制領(lǐng)域的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：變頻器;電機拖動;控制領(lǐng)域

在經(jīng)濟發(fā)展逐漸加速的過程中，一方面人們的生活水平不斷提高，另一方面我國工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了飛躍式的進步。在上述因素的作用下，我國對電力資源的需求逐漸增加，電力部門對各個領(lǐng)域的電力分配也變得日益困難。針對這種情況，電力部門可以借助變頻器對企業(yè)工廠的電源電壓進行調(diào)速，并利用其對電機的拖動進一步提高工作效率，進而達到維持電力系統(tǒng)安全運行的目的。

1 變頻器的概述

1.1 變頻器的基本功能

變頻器是當前工業(yè)領(lǐng)域最常用的一種電力設(shè)備，根據(jù)不同的標準可以將變頻器分為多個種類。值得注意的是，無論是哪一種變頻器，其在電力系統(tǒng)中都具備以下五方面的基本功能：

第一，變頻調(diào)速。變頻器能夠改變交流電動機的頻率和幅值以及其中的磁場周期，進而實現(xiàn)對電動機轉(zhuǎn)速的平滑控制，并且這種功能可以根據(jù)用戶的不同需求進行相應(yīng)的調(diào)整;

第二，變頻節(jié)能。變頻器在調(diào)速過程中能夠降低水泵或風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，進而實現(xiàn)降低能耗的目的;

第三，功率因數(shù)補償節(jié)能。變頻器內(nèi)部的濾波能夠發(fā)揮電容作用，并對其中的無功損耗進行補償，進而實現(xiàn)提高電網(wǎng)輸出功率的目的;

第四，軟起動功能。變頻器在作業(yè)過程中能夠?qū)﹄娏鬟M行一定的限制，還可以進一步擴充供電容量，進而實現(xiàn)延長設(shè)備使用壽命的目的;

第五，其他功能，包括過流保護、欠壓保護、瞬時停電保護等。

1.2 變頻器的作用及工作原理

變頻器的主要作業(yè)過程在于將工作頻率轉(zhuǎn)化為各種頻率的交感電源，這樣才能確保變速電機在后續(xù)工作過程中安全運行。變頻器在電力系統(tǒng)中的作用可以分為直接作用和間接作用兩個方面，就直接作用而言，變頻器可以調(diào)節(jié)電機的頻率和電壓，進而使電機在作業(yè)過程中能夠?qū)崿F(xiàn)一定范圍的無線調(diào)節(jié)，這對于穩(wěn)定電力供應(yīng)、減少資源浪費發(fā)揮著重要作用;就間接作用而言，變頻器能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能節(jié)電，并且提高工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的自動化水平。具體而言，變頻器能夠通過變頻調(diào)速實現(xiàn)對水泵、風(fēng)機等多種設(shè)備的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，這不僅能夠使電機在作業(yè)過程中滿足不同的需求，最重要的是無需提前預(yù)留電力富余量，能夠達到降低能耗的目的。另外，變頻器在電力系統(tǒng)中的工作原理在于改變交流電動機的頻率和幅值，并通過主電路將這些調(diào)頻調(diào)壓的電力輸送給各個次級電路。值得注意的是，在這一過程中會涉及到多個類型的變頻器，并且不同的變頻器在作業(yè)過程中的方式有所不同，電力部門需要根據(jù)具體情況和實際需求進行選擇，這樣才能使變頻器在電力系統(tǒng)中充分發(fā)揮作用。

1.3 變頻器的應(yīng)用技術(shù)與應(yīng)用范圍

變頻器在電力系統(tǒng)中發(fā)揮作用主要是借助變頻調(diào)速技術(shù)實現(xiàn)的，這種技術(shù)不僅能夠減少電力系統(tǒng)在作業(yè)過程中產(chǎn)生的各種污染，而且能夠通過調(diào)節(jié)相關(guān)設(shè)備的轉(zhuǎn)速達到降低能耗的目的。在具體的應(yīng)用過程中，變頻調(diào)速技術(shù)首先需要掌握不同電機的工作需求和輸入頻率，并據(jù)以調(diào)整不同電機的轉(zhuǎn)速，確保其在作業(yè)過程中具備充分的轉(zhuǎn)速。目前，變頻器在人們生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其中在日常生活中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在各種變頻家器以及電力驅(qū)動的交通工具上，而在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用涉及到礦業(yè)開采、化工、造紙、紡織等眾多領(lǐng)域。

2 變頻器在電機拖動及其控制領(lǐng)域中的應(yīng)用

無論是全壓啟動還是減壓啟動，電機的啟動電流都會遠大于額定電流，在這種因素的影響下，電機的功率損耗進一步增大，并且還會造成電壓波動，被電力系統(tǒng)中的設(shè)備造成巨大的沖擊。為了避免這種情況，電力部門一般會選擇加大變壓器的容量，但是這一做法容易導(dǎo)致資源浪費以及電機損耗，也具備多方面的局限性?；诖?，電力部門可以引入變頻器這一設(shè)備，并通過變頻器的軟啟動功能實現(xiàn)啟動電流自零開始的勻速緩慢增長，這種變頻調(diào)速技術(shù)能夠減少電機啟動時產(chǎn)生的功率損耗問題，還能延長電機的使用壽命。另外，傳統(tǒng)的通用變頻器為了建立準確的磁通觀測器和速度觀察器需要具備精確的模型，但是這一過程中需要涉及到對于眾多參數(shù)的預(yù)知工作，具有較大的不確定性?，F(xiàn)階段變頻器已經(jīng)得到了改進，能夠通過自動調(diào)整功能實現(xiàn)對于部分參數(shù)的設(shè)置，并且這種自動調(diào)整功能具有多個類型，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)不同部分的參數(shù)進行分析和計算，使整體模型更加具體準確，這對于維系電力系統(tǒng)的安全運行而言發(fā)揮了重要作用。

3 小結(jié)

綜上所述，作為電力系統(tǒng)中的中藥設(shè)備，變頻器具有變頻調(diào)速、降低能耗等多方面的功能，能夠維持電力系統(tǒng)的安全運行。目前，變頻器在電機拖動及其控制領(lǐng)域的應(yīng)用，使變頻器的各項功能體現(xiàn)的更加顯著?；诖?，電力部門應(yīng)該對變頻器進行不斷的探索和革新，使其應(yīng)用范圍進一步擴大。

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作者簡介：王秋杰（1993-），女，吉林松原人，本科，助教，研究方向：電氣工程自動在教學(xué)中的應(yīng)用。