變頻器在電機(jī)拖動及其控制中的應(yīng)用

張鵬振

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會的進(jìn)步，人們的生活水平有了很大程度上的提高，我國的工業(yè)化，城鎮(zhèn)化發(fā)展迅猛。電力需求的日益增長給我國電力生產(chǎn)及供應(yīng)帶來了新挑戰(zhàn)，發(fā)電的效率和數(shù)量也要隨之不斷增加，因此對電力電器設(shè)備和技術(shù)也有新的更高要求。電子自動化技術(shù)及其控制領(lǐng)域的發(fā)展促使各種新型的電力電氣原件和處理器的更新?lián)Q代，使變頻器在電機(jī)拖動中的應(yīng)用也變得更加廣泛。變頻器是電力系統(tǒng)常用設(shè)備，該設(shè)備能夠通過變頻調(diào)技術(shù)對電機(jī)進(jìn)行拖動，在工作工程中以其能夠拖動多組電機(jī)的優(yōu)勢產(chǎn)生巨大的應(yīng)用價值與發(fā)展空間。本文對變頻器的主要工作原理進(jìn)行分析，并對變頻器的工作現(xiàn)狀進(jìn)行探討，總結(jié)如下。

關(guān)鍵詞：變頻器;電機(jī)拖動;控制應(yīng)用

引言

在新時代背景下，電子自動化技術(shù)及其控制領(lǐng)域的發(fā)展促使各種新型的電力電氣原件和處理器的更新?lián)Q代，使變頻器在電機(jī)拖動中的應(yīng)用也變得更加廣泛。同時，在電力行業(yè)中，變頻器的需求也在日益增加。變頻器主要是基于電力半導(dǎo)體器件的通斷作用，將工頻電源變成另一頻率的電能控制裝置。通過變頻技術(shù)和微電子技術(shù)的應(yīng)用，將電機(jī)工作電源頻率方式進(jìn)行改變，然后對電動機(jī)的電力控制設(shè)備進(jìn)行控制。變頻調(diào)速技術(shù)的目的是為了通過對電動機(jī)工作電源頻率的改變進(jìn)而將電機(jī)轉(zhuǎn)速改變有效實現(xiàn)。經(jīng)過各種實踐證明，在電機(jī)拖動及其控制中變頻器可以得到良好應(yīng)用，變頻調(diào)速技術(shù)在電機(jī)拖動中的應(yīng)用優(yōu)勢及價值非常高，同時在電力系統(tǒng)的完全運(yùn)行方面同樣有非常重要的應(yīng)用意義。

1變頻器的作用

在新時代電氣自動化技術(shù)以及其控制領(lǐng)域快速發(fā)展的新形勢下，變頻器的作用在電力系統(tǒng)發(fā)揮著更加重要的作用，其可實現(xiàn)工作頻率的轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換為各種頻率的交感電流。其作用主要集中在兩方面：直接作用是調(diào)節(jié)電機(jī)的電壓和頻率，從而可有效調(diào)節(jié)在一定范圍內(nèi)電機(jī)的運(yùn)行速度;間接作用往往應(yīng)用于節(jié)能節(jié)電上，從而進(jìn)一步促進(jìn)電力自動化。節(jié)能節(jié)電具體表現(xiàn)在利用變頻器進(jìn)行調(diào)速，適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)泵類等的傳入流量，這樣做可從兩方面進(jìn)行，一是可達(dá)到電機(jī)的多個基本要求，另一方面就是降低電耗，從而達(dá)到節(jié)能環(huán)保目的。變頻器工作原理較簡單，只需通過主電路給各個次級的電路提供調(diào)壓后的電力，其應(yīng)用類型主要有變壓型變頻器和電流型變頻器。

2變頻調(diào)速技術(shù)在電機(jī)拖動中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在人們的日常生產(chǎn)生活中，變頻調(diào)速技術(shù)得到了廣泛，普遍的應(yīng)用，到目前為止，變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)了多種控制方式。變頻調(diào)速技術(shù)在電機(jī)拖動中的應(yīng)用電力資源的廣泛應(yīng)用和家用電器數(shù)量的顯著增加使得變頻調(diào)速技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)前變頻調(diào)速技術(shù)已衍生出各種控制方式，如直接轉(zhuǎn)矩控制是一種利用變頻器控制三相馬達(dá)、從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的方式。直接轉(zhuǎn)矩控制往往是用轉(zhuǎn)矩為中心進(jìn)行綜合控制以及矢量控制。所謂矢量控制所指的是將磁鏈和轉(zhuǎn)矩解耦，從而可分別設(shè)計兩種不同的調(diào)節(jié)器，實現(xiàn)交流電流的高性能調(diào)速。當(dāng)前這兩種變頻技術(shù)是最為常見的，而在實際進(jìn)行生產(chǎn)時，這種變頻調(diào)速技術(shù)主要兩方面取得較廣泛的應(yīng)用：首先是利用這種變頻調(diào)速技術(shù)可有效發(fā)揮無功補(bǔ)償原理的作用，第二是設(shè)置變頻器負(fù)載的標(biāo)準(zhǔn)，從而保障安全生產(chǎn)，保障變頻器可安全有效發(fā)揮作用。如對這兩個概念進(jìn)一步延伸，可從具體的概念入手。所謂的無功補(bǔ)償指的是在電網(wǎng)系統(tǒng)中安裝無功補(bǔ)償?shù)南鄳?yīng)設(shè)備，利用這種設(shè)備可減少電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷的提供。這種模式下無功功率的傳輸依靠的是線路運(yùn)輸，從而降低由于無功功率運(yùn)輸對變壓器和線路造成的損耗。變頻器嚴(yán)格來說屬于半導(dǎo)體，具有半導(dǎo)體普遍的個性，即發(fā)熱時間較短，如發(fā)熱的熱量高于額定熱量將使電路運(yùn)行帶來問題，因此在變頻器應(yīng)用過程中須嚴(yán)格按照變頻器自身規(guī)定的負(fù)載條件以及標(biāo)準(zhǔn)。具體就變頻器在電機(jī)拖動中的應(yīng)用進(jìn)行分析可延伸出以下概念：電機(jī)拖動是一種現(xiàn)代機(jī)械的有效生產(chǎn)方式，具體工作原理是利用電動機(jī)作為原動機(jī)拖動生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行生產(chǎn)的方式。這種生產(chǎn)方式的組成主要有四個部分，即電動機(jī)、工作機(jī)構(gòu)、控制設(shè)備以及電源。

3電機(jī)拖動及其控制現(xiàn)狀

3.1過分選用價格低廉的變頻器

變頻器雖然具有極高的應(yīng)用優(yōu)勢與節(jié)能優(yōu)勢，但不同生產(chǎn)工藝與技術(shù)能力所生產(chǎn)的變頻器也具有極大的不同，許多廠家在選擇變頻器時過分關(guān)注其價格，選擇價格低廉的低質(zhì)變頻器甚至是未達(dá)到國家相應(yīng)指標(biāo)的“山寨”變頻器進(jìn)行生產(chǎn)，其主要缺陷在于，變頻器的使用污染與使用風(fēng)險極大的增加，無法有效開展變頻器的使用優(yōu)勢，造成生產(chǎn)延誤或生產(chǎn)設(shè)備損壞。某水泥廠購買一臺無質(zhì)量保障的“變頻器”，該變頻器在使用過程中導(dǎo)致袋收塵器的脈沖反吹系統(tǒng)失靈，無法工作，直到該廠家更換另一款價格相對昂貴的變頻器，該問題才得到解決?？梢姽I(yè)生產(chǎn)廠家在進(jìn)行變頻器的選擇時，首先要關(guān)注變頻器的質(zhì)量與功能，其次才是價格差異，才能夠保證變頻器的使用效果與使用壽命。

3.2控制線路問題

在當(dāng)前的機(jī)電產(chǎn)品當(dāng)中，關(guān)于電力拖動控制線路所產(chǎn)生的故障問題也是極為常見，但是在詳細(xì)查明原因以后，我們可以將其分為三種類型。其中第一種是屬于突發(fā)型，其原因就在于使用時間過長，其內(nèi)部的電子元件或者是導(dǎo)線由于長期使用導(dǎo)致升溫或者是熱量過多，進(jìn)而出現(xiàn)冒煙等問題。產(chǎn)生的原因就在于長期使用并沒有進(jìn)行及時檢修以致于導(dǎo)致線路出現(xiàn)短路，因此這也就告訴我們，在平時也需要及時加強(qiáng)檢修不可“帶病”工作。第二種為漸變型，它的故障主要還是在于接線口之間線路接觸不良或者是部分配件出現(xiàn)老化的現(xiàn)象。最后就是間接型故障，但是該類型的故障在平時也是難以進(jìn)行預(yù)測的，并且在檢修時難度相對而言比較大。

3.3同步電機(jī)問題

首先由于該電機(jī)的結(jié)構(gòu)相對而言比較簡單，但是當(dāng)啟動處于正常狀態(tài)時，旋轉(zhuǎn)磁場就處于相對靜止的狀態(tài)，此時就能夠產(chǎn)生較為穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩。因此我們就可以發(fā)現(xiàn)在同步速度下能夠穩(wěn)定運(yùn)行，但是主要使用的是50赫茲的交流電源，在啟動的同時有可能會對其機(jī)械性造成一定的影響，此外由于轉(zhuǎn)子慣性較大，那么就會很容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)動困難的情況。對此在保持循環(huán)狀態(tài)時作為轉(zhuǎn)子就只能夠出現(xiàn)原地擺動的情況，其結(jié)果就會導(dǎo)致在啟動的時候會出現(xiàn)諸多問題。另外還有一點(diǎn)需要注意該電源頻率轉(zhuǎn)速在保持同步運(yùn)行的狀態(tài)時，與負(fù)載是沒有任何關(guān)聯(lián)，對此我們要改變其轉(zhuǎn)速只有使用變頻調(diào)速。

結(jié)束語

綜上所述，隨著電機(jī)的發(fā)展，電氣設(shè)備種類逐漸多樣化，使用電力拖動方式控制電機(jī)轉(zhuǎn)定，便于控制，電機(jī)運(yùn)行效率高，同時，對于環(huán)境產(chǎn)生的污染較小。使用電力拖動方式控制電機(jī)傳定，不僅便于控制同時也能夠提高節(jié)能效率，同時還能減少對環(huán)境的污染。此外由于完全符合節(jié)能減排的目標(biāo)，對環(huán)境的污染相對比較少該方案已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。變頻器是目前工業(yè)生產(chǎn)與生活當(dāng)中最為常見的電力設(shè)備，具有穩(wěn)定性強(qiáng)、啟動平穩(wěn)、調(diào)速能力強(qiáng)、精準(zhǔn)度高等優(yōu)勢，作為節(jié)能調(diào)速設(shè)備活躍與應(yīng)用。變頻器良好的調(diào)速性能給電力維護(hù)提供了優(yōu)質(zhì)服務(wù)，同時顯著的節(jié)能效果使電力系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的要求得到了滿足，在電力行業(yè)中也得了超高的認(rèn)可度。工作人員需從此方面研究著手，基于微控制器相關(guān)理論，促進(jìn)變頻器相關(guān)技術(shù)能夠得到更加良好的持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]晏勛，肖磊，鄭達(dá)標(biāo).節(jié)能電機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀與電力拖動存在的問題分析[J].建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理，2019（1）：73-74.

[2]邢學(xué)軍，李弘.變頻器對變頻電機(jī)的驅(qū)動控制研究[J].數(shù)字通信世界，2020（10）：134-135.