變頻調(diào)速技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用

董鵬

摘 要：變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展速度很快。近年來，這項(xiàng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電子自動控制領(lǐng)域。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，使大部分電動自動控制機(jī)械裝置達(dá)到節(jié)能減排的目的，以數(shù)控機(jī)床機(jī)床為例，利用這項(xiàng)技術(shù)簡化數(shù)控機(jī)床機(jī)床的結(jié)構(gòu)，從而減少使用金屬材料。首先介紹了變頻調(diào)速技術(shù)。其次，闡述了變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。 最后，通過對數(shù)控機(jī)床機(jī)床的研究，探討了該技術(shù)在電氣控制中的應(yīng)用，以期為變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展提供參考。

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

前言：

工業(yè)電動自動控制設(shè)備大部分用于耗電量大，而且耗材也較多，以數(shù)控機(jī)床為例，相關(guān)人員為了有效解決這一問題，往往采用工頻法，雖然這種方法有一定的效果，但由于其弊端明顯，所以不提倡使用，通過研究，相關(guān)人員在數(shù)控機(jī)床機(jī)床上采用變頻調(diào)速技術(shù)，其效果非常好，不僅避免了工頻技術(shù)的弊端，而且還提高了操作效率和質(zhì)量。

一.變頻調(diào)速技術(shù)的特征

變頻調(diào)速技術(shù)是為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，并且通過多年的研發(fā)而成，因而具有自身顯著的特征，對整個工業(yè)領(lǐng)域的運(yùn)行發(fā)展有著重要意義（變頻調(diào)速器所有的CycloneII器件都運(yùn)用300mm晶圓，制造的時候采用TSM C90nm、低K 工藝，從而不僅制造速度快，還能夠達(dá)到節(jié)約成本，降低造價的目的（該技術(shù)在設(shè)計(jì)的時候，還使用了最小化的硅區(qū)，在支持復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)當(dāng)中，只需要用一個芯片即可。這樣既能夠滿足使用要求，還可以降低成本，成本僅相當(dāng)于使用一個專用集成電路的成本。對高性能通用變頻器來說，它的主要目的是為了滿足不同工程的需要，其中，硬件結(jié)構(gòu)主要包括：獨(dú)立式變頻器、公共直流母線式變頻器、帶能量回饋單元變頻器。而在獨(dú)立式變頻器中，能夠?qū)⒄鲉卧湍孀儐卧旁谝粋€機(jī)殼內(nèi)，該技術(shù)在具體應(yīng)用中較為廣泛，并且效果良好。

二.變頻調(diào)速技術(shù)概述

使用該技術(shù)需要幾大部件，這幾個部件的功能不同，但是相互結(jié)合，所以每一個部件的作用都不能忽視。其主要部件如下：

第一，自適應(yīng)電動機(jī)模型單元。這是變頻調(diào)速技術(shù)中最重要的部件，其主要功能就是查看電動機(jī)中的電壓以及電流等參數(shù)是否正常，進(jìn)而全面掌握電動機(jī)的所有參數(shù)，為后續(xù)工作提供參數(shù)依據(jù)。這個部件的作用十分重要，它能夠直接進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制，如果轉(zhuǎn)速精度超出規(guī)定的范圍，它會反饋給相關(guān)人員，從而提高其應(yīng)用效果。

第二，轉(zhuǎn)矩和磁通比較器（這兩類比較器的作用是將反饋值與參考值分別進(jìn)行對比，并且每20ms比較一次（比較完成后，通過滯環(huán)調(diào)節(jié)器輸出轉(zhuǎn)矩或者磁場狀態(tài)，從而能夠及時掌握轉(zhuǎn)矩狀態(tài)和磁場狀態(tài)，為采取相應(yīng)的措施提供依據(jù)。

第三，脈沖優(yōu)化選擇器（具體應(yīng)用時可選用CycloneIIEP2C5Q 208C8芯片處理信息，選擇完成之后，設(shè)計(jì)O FDM調(diào)制方式的信號源，并編寫5個模塊組成的電路，分別實(shí)現(xiàn)不同的功能，主要包括星座映射*FFT*插入循環(huán)前綴*緩沖模塊*D/A功能。

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

變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)勢我們已經(jīng)有所了解，也正是因?yàn)樗羞@些優(yōu)勢，才得到了電氣自動化控制人員的青睞，將其應(yīng)用在其中，其優(yōu)勢也更加的凸顯出現(xiàn)，但是在實(shí)際的應(yīng)用過程中，發(fā)現(xiàn)也需要對其進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，這樣才能確保電氣自動化控制的質(zhì)量，接下來，筆者就詳細(xì)的介紹其具體的應(yīng)用。

1.應(yīng)用案例。本文選擇是該技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用案例，在這個案例中應(yīng)用該技術(shù)的主要目的就是為了完成節(jié)能改造，因?yàn)閿?shù)控機(jī)床傳統(tǒng)的技術(shù)需要耗費(fèi)很多的電能，無論是對企業(yè)，還是數(shù)控機(jī)床自身都是一種損失，為了減少這種損失，提高企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益，數(shù)控機(jī)床人員經(jīng)常使用的方式是工頻運(yùn)行，雖然這種方式有一定效果，但是其劣勢也比較明顯，比如齒輪主軸速度可供選擇的范圍過大，這樣就不能對其進(jìn)行精細(xì)控制，特別是恒線速度，再加之，在使用該技術(shù)的過程中，也不能完全保證機(jī)械從始至終都能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行，因此要時時對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維修，尤其是離合器;另外雖然使用的主軸屬于直流型，這種類型的注重最大的優(yōu)勢就是可以進(jìn)行無級調(diào)速，但是卻為后期維護(hù)工作帶來了問題，而且在運(yùn)行的過程中，主軸的最高轉(zhuǎn)速，根本不能達(dá)到，所以其總體效果并不好。因此相關(guān)人員決定使用變頻調(diào)速技術(shù)，希望能夠取得預(yù)期的效果，達(dá)到降低電能損耗的目標(biāo)，進(jìn)而減少企業(yè)成本支出。決定使用該技術(shù)之后，數(shù)控機(jī)床人員經(jīng)過商討確定了使用方案。

2.應(yīng)用效果。使用該技術(shù)不僅避免了使用工頻技術(shù)的劣勢，還提高了機(jī)械工作的速度，另外機(jī)械消耗的能源也有明顯的下降，減少了企業(yè)成本的支出，其使用效果非常好。變頻調(diào)速技術(shù)主要針對數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)、功能等多方面，所以效果比較好。因?yàn)槭褂迷摷夹g(shù)，數(shù)控機(jī)床自身的結(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化，所以能夠節(jié)省大量的金屬材料，再加之，使用該技術(shù)之后，機(jī)械操作與原來相比比較簡單，這就降低了機(jī)械損耗的程度，也減少了機(jī)械維修的次數(shù);而且使用該技術(shù)之后，數(shù)控機(jī)床控制范圍有所擴(kuò)展，無論是控制精度，還是控制效率都得到了有效的提高，最關(guān)鍵的是，該技術(shù)的使用提高了數(shù)控機(jī)床加工質(zhì)量，其生產(chǎn)效率與傳統(tǒng)的方法相比，有所提高，這對企業(yè)，甚至是整個數(shù)控機(jī)床行業(yè)來說，都有積極的意義。

四.結(jié)語

綜上所述，可知在工業(yè)電氣自動化控制級中應(yīng)用變頻技術(shù)，其效果非常好，不僅提高了控制質(zhì)量，還提高了控制精度，在精簡控制結(jié)構(gòu)的同時，也做到了節(jié)能，不僅降低了相關(guān)設(shè)備的耗損程度，也降低了企業(yè)成本支出，也就提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，目前該技術(shù)還處在深度研究階段，經(jīng)過相關(guān)研究人員的努力，相信該技術(shù)會得到更加廣泛的應(yīng)用。

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