變頻調(diào)速技術(shù)及其在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用探析

武海濤

石橫特鋼集團(tuán)有限公司 山東 泰安271612

在工業(yè)生產(chǎn)中,使用先進(jìn)技術(shù),對(duì)生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本降低具有積極作用,降低生產(chǎn)過程中的能源消耗,節(jié)能效果也具有重要意義。變頻調(diào)速技術(shù)使用意義顯著,功率因素較高,調(diào)速性能具備相應(yīng)優(yōu)勢,節(jié)能效果也較高,工業(yè)電氣自動(dòng)化控制需求得以滿足,實(shí)際使用過程中生產(chǎn)效果較好。起重機(jī)中使用變頻調(diào)速技術(shù),效果較好,有效避免工頻技術(shù)中的劣勢,提高生產(chǎn)作業(yè)效率以及質(zhì)量。變頻調(diào)速技術(shù)的使用需要工作人員掌握基礎(chǔ)情況,結(jié)合電氣自動(dòng)化控制實(shí)際工作,有效應(yīng)用,符合生產(chǎn)要求,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

一、關(guān)于變頻調(diào)速技術(shù)概述分析

這一技術(shù)應(yīng)用歷史并不長,但是其發(fā)展速度較迅速,應(yīng)用領(lǐng)域逐漸廣闊,范圍擴(kuò)大的同時(shí),技術(shù)自身實(shí)現(xiàn)不斷優(yōu)化,性能也有了十分客觀的改進(jìn),技術(shù)更好的發(fā)揮性能,相關(guān)工作人員需要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需求,針對(duì)技術(shù)深入性的研究,成績斐然[1]。這一技術(shù)的使用需要幾個(gè)部件構(gòu)成,部件功能不同,實(shí)現(xiàn)互相結(jié)合,不同部件的作用都要重視,首先是自適應(yīng)電動(dòng)機(jī)模型單元,這一部件在變頻調(diào)速技術(shù)中占據(jù)重要位置,部件的功能是觀察電動(dòng)機(jī)中電壓與電流參數(shù)是否處于正常狀態(tài),以此更加全面的掌握電動(dòng)機(jī)參數(shù),為之后工作開展提供相應(yīng)參數(shù)依據(jù)。部件作用價(jià)值重要性顯著,能夠直接對(duì)轉(zhuǎn)矩實(shí)施控制,在轉(zhuǎn)速精度出現(xiàn)異常,超出規(guī)定范圍,需要及時(shí)反映到工作人員,提高部件的使用效果。其次是轉(zhuǎn)矩以及磁通比較器,這兩種部件的作用是將反饋值與參考值進(jìn)行分別比較,在比較結(jié)束之后,需要將滯環(huán)調(diào)節(jié)器輸出轉(zhuǎn)矩,或者是轉(zhuǎn)化為磁場狀態(tài),通過這種方式了解轉(zhuǎn)矩狀態(tài)以及磁場狀態(tài),采取更加有效措施,為其提供依據(jù)。最后一種部件是脈沖優(yōu)化選擇器,在實(shí)際應(yīng)用中可以選擇相應(yīng)芯片處理信息,結(jié)束后,設(shè)置調(diào)制信號(hào)源,實(shí)現(xiàn)其不同功能,為技術(shù)實(shí)際使用提供支持[2]。

二、關(guān)于變頻調(diào)速技術(shù)特征分析

這一技術(shù)的使用實(shí)際價(jià)值是滿足工業(yè)生產(chǎn)需求,結(jié)合長時(shí)間的研究成果,技術(shù)形成具有顯著特性,對(duì)工業(yè)領(lǐng)域整體發(fā)展具有積極意義,技術(shù)設(shè)備制造過程中使用的工藝技術(shù),提高制造速度,在一定程度上降低生產(chǎn)成本,實(shí)現(xiàn)造價(jià)降低目的。變頻調(diào)速的主要元器件是變頻器,異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速傳動(dòng)時(shí),變頻器根據(jù)電動(dòng)機(jī)的特性對(duì)供電電壓、電流、頻率進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?不同的控制方式所得到的調(diào)速性能、特性以及用途是不同的,按系統(tǒng)調(diào)速規(guī)律來分,變頻調(diào)速主要有恒壓頻比(v/f)控制,轉(zhuǎn)差頻率控制,矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制四種結(jié)構(gòu)形式。變頻器能在很寬范圍內(nèi)的無級(jí)調(diào)速,可以根據(jù)需要自由設(shè)定加減速時(shí)間;基頻以下可實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速,基頻以上可實(shí)現(xiàn)恒功率調(diào)速;良好的低速力矩特性使電機(jī)在起動(dòng)和加速時(shí)可獲得足夠大且平滑的加速度;制動(dòng)單元采用能耗電阻的接入使電機(jī)在減速和停車時(shí)能夠獲得足夠的制動(dòng)力矩和實(shí)現(xiàn)零速抱閘。變頻器的上述特性保證了變頻調(diào)速系統(tǒng)具有很好的速度響應(yīng)性能。

三、關(guān)于變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化生產(chǎn)中應(yīng)用分析

變頻調(diào)速技術(shù)使用優(yōu)勢了解后,獲得電氣自動(dòng)化控制工作人員的認(rèn)可,在實(shí)際生產(chǎn)中加以利用,凸顯使用價(jià)值,實(shí)際應(yīng)用中,需要對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化,保證電氣自動(dòng)化控制的質(zhì)量。

(一)關(guān)于工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用分析

在這一工程中的應(yīng)用選擇的為變頻調(diào)速技術(shù)在QD40/10t橋式起重機(jī)改造中的應(yīng)用,本工程橋式起重機(jī)主起升電機(jī)YZR280S-10/37 K W,副起升電機(jī)YZR200L-6/22 K W,小車電機(jī)YZR160 M1-6/5.5 KW,大車電機(jī)YZR160L-6/2×11 KW,原控制方式均為轉(zhuǎn)子串電阻方式進(jìn)行有級(jí)調(diào)速,整機(jī)的沖擊大,尤其在起、制動(dòng)時(shí)震動(dòng)較為厲害,加速了金屬結(jié)構(gòu)磨損,隨著使用年限的增加,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)嚴(yán)重老化,它們的可靠性也變的越來越差,各種故障頻繁出現(xiàn),使得工人的維修量大大增加,影響了工作效率。為克服傳統(tǒng)交流繞線式電機(jī)串電阻調(diào)速系統(tǒng)的缺點(diǎn),采用變頻調(diào)速技術(shù)改造起重機(jī)電控系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)全頻率(0～50 Hz)范圍內(nèi)的恒轉(zhuǎn)矩控制,降低對(duì)機(jī)械傳動(dòng)的沖擊,以改善其操作性能、降低故障率和能耗率。

(二)關(guān)于工業(yè)電氣自動(dòng)化控制效果分析。針對(duì)橋式起重機(jī)的改造,使用變頻調(diào)速技術(shù)效果良好,節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。經(jīng)過變頻調(diào)速技術(shù)改造之后,采用ABB-ACS880變頻器調(diào)速,為節(jié)省改造費(fèi)用不更換原電機(jī),僅把繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子回路短接。由于去掉了逐級(jí)切除電阻調(diào)速用的接觸器,實(shí)現(xiàn)了無級(jí)調(diào)速控制;又由于變頻器本身是高可靠性的通用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,故障率極低,因而大大降低了設(shè)備的故障率,減少了維護(hù)人員的工作量,間接提高了作業(yè)效率。通過邏輯判斷,真正保證了電機(jī)能夠在“零速”抱閘,實(shí)現(xiàn)了變頻器的平穩(wěn)的起、制動(dòng),從而減輕了各個(gè)機(jī)構(gòu)在機(jī)械起、制動(dòng)時(shí)對(duì)機(jī)械部分造成的沖擊,延長了機(jī)械部分的壽命。

總結(jié)

工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中使用變頻技術(shù),效果顯著,其應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中提高生產(chǎn)控制質(zhì)量,精度有所上升,控制結(jié)構(gòu)得到精簡,與此同時(shí),節(jié)能效果良好,降低使用設(shè)備的消耗程度,企業(yè)的成本支出大大降低,增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)階段這一技術(shù)的使用依然處于深度研究階段,經(jīng)過工作人員深入研究,這一技術(shù)的使用不斷擴(kuò)大,得到更加廣泛的發(fā)展,對(duì)工業(yè)電氣自動(dòng)化控制生產(chǎn)具有積極作用,提高生產(chǎn)效率,促進(jìn)我國工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)步。