基于工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中變頻調(diào)速技術(shù)分析

孫佳興

摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，工業(yè)領(lǐng)域也在不斷革新。在工業(yè)領(lǐng)域中，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中非常重要的技術(shù)，其提升工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的自動(dòng)化控制水平，并對(duì)工業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)效率提升起到促進(jìn)作用。當(dāng)前，為了進(jìn)一步提升工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的自動(dòng)化控制水平以及節(jié)能發(fā)展，在工業(yè)設(shè)備電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中還應(yīng)用了變頻調(diào)速技術(shù)，變頻調(diào)速技術(shù)與電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠良好的結(jié)合應(yīng)用，提升工業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)效率。

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

引言

變頻調(diào)速技術(shù)在社會(huì)很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用不僅讓生產(chǎn)效率得以提升，還讓電氣設(shè)備的能源消耗大大降低了。變頻調(diào)速技術(shù)在能源節(jié)約、工藝流程的改善、控制精度提升等方面發(fā)揮了重要的作用。文章設(shè)計(jì)了應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)的電氣自動(dòng)化控制方法，通過(guò)對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)采集，利用相關(guān)的設(shè)備及模塊對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行交換，將電氣自動(dòng)化控制的比例計(jì)算出來(lái)，利用變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)控制比例內(nèi)的設(shè)備參數(shù)進(jìn)行有效的控制。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，該方法的控制性能好，且可以有效的節(jié)約電力能源。

1基于工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中變頻調(diào)速技術(shù)的重要性

在工業(yè)生產(chǎn)中，設(shè)備的穩(wěn)定性是影響生產(chǎn)安全和效率的重要因素。工業(yè)用的電動(dòng)機(jī)功率大，而且通常是直接啟動(dòng)的，在電機(jī)啟動(dòng)的瞬間會(huì)產(chǎn)生很大的啟動(dòng)電流，啟動(dòng)電流遠(yuǎn)大于電機(jī)的額定電流，會(huì)影響電機(jī)的使用壽命，也會(huì)讓電源電壓出現(xiàn)較大的波動(dòng)。利用變頻調(diào)速技術(shù)，可以更好的控制電機(jī)的啟動(dòng)電源頻率，讓電機(jī)的轉(zhuǎn)速在一個(gè)穩(wěn)定的區(qū)間內(nèi)，保證了電機(jī)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。變頻調(diào)速技術(shù)的不斷完善，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，自動(dòng)化水平也得到了大幅的提高。對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，電氣自動(dòng)化設(shè)備的能源消耗會(huì)提高其生產(chǎn)成本，因?yàn)樵O(shè)備的運(yùn)行會(huì)增加線(xiàn)路損耗，就會(huì)降低有效電能，在這個(gè)過(guò)程中，能源就被消耗掉了。變頻調(diào)速技術(shù)可以根據(jù)電機(jī)設(shè)備的運(yùn)行情況，補(bǔ)償功率因數(shù)，很好的降低能源消耗。變頻調(diào)速技術(shù)中的轉(zhuǎn)矩比較器和磁通比較器是其主要的組成部分，它們的主要任務(wù)是對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊采集到的設(shè)備運(yùn)行的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行高頻率的對(duì)比，通過(guò)快速對(duì)比，對(duì)控制目標(biāo)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全方位監(jiān)控，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，及時(shí)的調(diào)整控制目標(biāo)的運(yùn)行狀態(tài)，確?？刂颇繕?biāo)在最優(yōu)狀態(tài)下運(yùn)行。

2基于工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中變頻調(diào)速技術(shù)分析

2.1自適應(yīng)電機(jī)模型模塊的應(yīng)用

自適應(yīng)電機(jī)模型模塊是當(dāng)前電力系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用常見(jiàn)的變頻系統(tǒng)，其應(yīng)用的主要功能是為了對(duì)電機(jī)的輸入和輸出電流和電壓進(jìn)行有效的檢測(cè)，從而保證電機(jī)輸入輸出電流與電機(jī)的工作性能參數(shù)互相匹配。自適應(yīng)電機(jī)模型模塊是一種電氣自動(dòng)化控制模塊，不僅能夠?qū)﹄姍C(jī)電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，更是能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整轉(zhuǎn)機(jī)轉(zhuǎn)矩就能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速功能。自適應(yīng)電機(jī)模型模塊是當(dāng)前變頻調(diào)速技術(shù)與現(xiàn)代化電氣控制系統(tǒng)的集成引用，在自適應(yīng)電機(jī)模型模塊具體應(yīng)用的過(guò)程中，其可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)的變頻調(diào)速精度在0.5%以上，不僅做到了變頻調(diào)速的效率性，更是直接提升變頻調(diào)速的精度。

2.2在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行方面的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床運(yùn)行當(dāng)中，變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用是節(jié)約資源及能源使用量的有效途徑。通常數(shù)控機(jī)床運(yùn)行中，電能的消耗量較大，高能耗會(huì)限制機(jī)床應(yīng)用效率的提升。在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行中應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)之后，可對(duì)傳統(tǒng)的工頻控制方式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，可將機(jī)床齒輪主軸速度控制在相應(yīng)范圍之內(nèi)，可在不影響機(jī)床運(yùn)行的基礎(chǔ)上更加準(zhǔn)確與科學(xué)的完成機(jī)床的養(yǎng)護(hù)與維修。除了能夠降低數(shù)控機(jī)床運(yùn)行中的能源及資源消耗之外，變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用還可有效節(jié)約工業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，實(shí)現(xiàn)更加高效的機(jī)床工作，應(yīng)用效果十分顯著。此外，在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用變頻調(diào)速控制技術(shù)之后，可進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)性能，可節(jié)約金屬耗材的應(yīng)用量。

2.3在等速區(qū)間超速控制保護(hù)方面的應(yīng)用

工業(yè)生產(chǎn)中電機(jī)拉動(dòng)設(shè)備應(yīng)用率較高，且此設(shè)備需于等速區(qū)間運(yùn)行，在此區(qū)間中應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)可強(qiáng)化對(duì)等速區(qū)間超速控制的保障效果，可在出現(xiàn)過(guò)載運(yùn)行或超速運(yùn)行時(shí)及時(shí)做出警示，可在監(jiān)控設(shè)備的輔助下實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行的有效監(jiān)督與控制。通常而言，電機(jī)拉動(dòng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)，應(yīng)將運(yùn)作速率控制在設(shè)備運(yùn)作既定設(shè)備的15%以下，否則可能會(huì)導(dǎo)致變頻系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)低效運(yùn)行現(xiàn)象。在變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用下，在電機(jī)拉動(dòng)設(shè)備運(yùn)作速度超出限定時(shí)，會(huì)對(duì)系統(tǒng)的安全回路進(jìn)行隔離，并啟動(dòng)緊急制動(dòng)裝置，從而下調(diào)設(shè)備的運(yùn)行速率，并在發(fā)現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象出現(xiàn)后發(fā)出警報(bào)。速度控制是保障變頻系統(tǒng)安全運(yùn)行，避免其速度超限或出現(xiàn)過(guò)載問(wèn)題的重要舉措?？刂票Ｗo(hù)過(guò)程中，第一要將速度控制在合理范圍內(nèi)，一旦超速便立即發(fā)出警報(bào)。第二應(yīng)確保以正常速度運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)可具備良好的穩(wěn)定性，可于系統(tǒng)異常情況發(fā)生時(shí)第一時(shí)間給予報(bào)警提示。

2.4脈沖優(yōu)化選擇器中的應(yīng)用

變頻調(diào)速技術(shù)在脈沖優(yōu)化選擇器中的應(yīng)用主要是根據(jù)集成的IC對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析求解，然后針對(duì)OFDM部署信號(hào)源制定相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案;同時(shí)也可以編寫(xiě)五個(gè)控制模塊的精簡(jiǎn)行來(lái)完成各個(gè)控制模塊的相應(yīng)功能。但要注意，該方式很容易出現(xiàn)電解電容體積過(guò)于離散，導(dǎo)致工作電壓不一樣的情況。這種情況發(fā)生后，會(huì)危及整個(gè)系統(tǒng)的合理運(yùn)行。此時(shí)就需要采取對(duì)策來(lái)緩解，最有效的方法是在電容旁邊串聯(lián)一個(gè)阻值相同的均壓電阻。為了更好地保證整個(gè)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，通常會(huì)抑制浪涌電壓，以確保在電源電路運(yùn)行時(shí)逆變電路不會(huì)被燒毀。

2.5發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用

工業(yè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)能源有著較高要求，單純地依靠外接電源供應(yīng)，難以保證供電質(zhì)量，還會(huì)造成資源上的浪費(fèi)，不利于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。因此，很多企業(yè)都會(huì)設(shè)置獨(dú)立的發(fā)電系統(tǒng)，為電氣自動(dòng)化系統(tǒng)及設(shè)備提供充足的電能供應(yīng)，但因發(fā)電系統(tǒng)的復(fù)雜性較強(qiáng)，在實(shí)際應(yīng)用中，容易出現(xiàn)電流輸出與實(shí)際需求不符的現(xiàn)象，這就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備因電壓供應(yīng)不穩(wěn)而出現(xiàn)短路、斷路等故障問(wèn)題，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)帶來(lái)影響。設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行使用變頻調(diào)速技術(shù)后，首先，上述存在的問(wèn)題能得到很好的約束和控制，加大工業(yè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行安全系數(shù)，改進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)效率，促進(jìn)企業(yè)的健康發(fā)展。其次，變頻調(diào)速技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，做到了電力資源的科學(xué)劃分，加大資源利用率，在保證電氣自動(dòng)化系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，達(dá)到資源和能源節(jié)約目標(biāo)，推動(dòng)企業(yè)的環(huán)保發(fā)展。再者，有關(guān)變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用配件，成本相對(duì)比較低廉，電氣自動(dòng)化控制生產(chǎn)過(guò)程中能夠有效縮減成本，增加經(jīng)濟(jì)收益。同時(shí)，通過(guò)該技術(shù)在發(fā)電系統(tǒng)中的合理應(yīng)用，還能增強(qiáng)系統(tǒng)發(fā)電過(guò)程中的穩(wěn)定性。

結(jié)語(yǔ)

經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)及科技發(fā)展推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展，并且生產(chǎn)中應(yīng)用了大量先進(jìn)的技術(shù)手段，利用自動(dòng)化系統(tǒng)控制工業(yè)電氣設(shè)備得以實(shí)現(xiàn)。利用變頻調(diào)速技術(shù)可以在自動(dòng)化控制過(guò)程中，更好的對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)，也讓能源消耗大幅下降。傳統(tǒng)的工業(yè)電氣控制系統(tǒng)具有資金、人力及物力損耗量較大的弊端，且環(huán)境污染破壞程度較高。因而需要應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性更佳、通用性更強(qiáng)、優(yōu)化性更好的變頻調(diào)速技術(shù)，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)工業(yè)電氣控制系統(tǒng)的缺陷與不足，從而保障工業(yè)電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的高效化開(kāi)展。

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