淺談工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用

1 王鵬舉 2 張浩

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引言

隨著我國(guó)工業(yè)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)與社會(huì)實(shí)踐生產(chǎn)發(fā)展的需求，變頻調(diào)速技術(shù)被眾多工業(yè)企業(yè)廣泛應(yīng)用，與此同時(shí)，不斷發(fā)展的集成電路和微機(jī)控制技術(shù)，也在不斷推動(dòng)著交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，并為其提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)與技術(shù)條件，由于變頻調(diào)速技術(shù)功率因數(shù)相對(duì)較高，因此，調(diào)速性能比也相對(duì)較好，在未來(lái)的發(fā)展前景良好。工業(yè)電氣使用的電動(dòng)機(jī)在進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的過程中，由于正反向工作頻繁的、長(zhǎng)時(shí)間的切換，極易導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)處在超負(fù)荷狀態(tài)中。而變頻調(diào)速技術(shù)可確保工業(yè)電氣電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。因此，自動(dòng)化控制中變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)于工業(yè)電氣發(fā)展具有重大意義。

一、變頻調(diào)速技術(shù)概述

（一）變頻調(diào)速技術(shù)的原理

變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用原理主要依賴以下三個(gè)方面：比較器、脈沖優(yōu)化選擇器以及自適應(yīng)電機(jī)模型。其中比較器的功能主要是每隔20秒將對(duì)轉(zhuǎn)矩與磁通的功能數(shù)值和正常工作狀態(tài)下的數(shù)值進(jìn)行一次比較，以對(duì)比得來(lái)的結(jié)果為檢測(cè)依據(jù)，判斷設(shè)備調(diào)節(jié)器的輸出或者磁場(chǎng)是否發(fā)生轉(zhuǎn)變，進(jìn)而控制整個(gè)電氣設(shè)備的變頻調(diào)速。而脈沖優(yōu)化選擇器則是將電機(jī)的工作范圍作為判斷工作信號(hào)是否適合的基礎(chǔ)，同時(shí)緩沖工作狀態(tài)中的脈沖信號(hào)，確保不同范圍的功能模塊正常運(yùn)行，最后，對(duì)電動(dòng)機(jī)在正常工作情況下的電壓和電流分別進(jìn)行控制的是自適應(yīng)電機(jī)模型，通過正確的識(shí)別電機(jī)工作的性質(zhì)，達(dá)到有效控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。

（二）工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)勢(shì)地位

1.工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中變頻調(diào)速技術(shù)能夠保證施工安全

從古代開始，工業(yè)生產(chǎn)一直可以說(shuō)是一項(xiàng)高危的行業(yè)，工人在地下處于高壓狀態(tài)，再加上工作任務(wù)繁重，極易產(chǎn)生工作事故。但工業(yè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，降低了工業(yè)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)事故的幾率。在很多地方工業(yè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)得到了應(yīng)用，它能夠代替人工完成一部分工作，大大節(jié)省了工作的時(shí)間，提升了工作的準(zhǔn)確精度，從而在極大程度上保證了施工的安全性。

2.工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中變頻調(diào)速技術(shù)的引入極大地提高了工作效率

當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)的過程中，單位時(shí)間的工作量雖然有所提升，工業(yè)生產(chǎn)事故發(fā)生的幾率在減小，但是當(dāng)前仍然存在著。為解決這種現(xiàn)象，各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。通過高度機(jī)械化的設(shè)備以及先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)，大大的解決了這種現(xiàn)象，提高了工業(yè)生產(chǎn)的安全性，也大大降低了由于人工操作而造成的錯(cuò)誤發(fā)生幾率，可謂是在當(dāng)代工業(yè)快速發(fā)展的過程中起到了很重要的作用。此外，工人們的生命安全以及工作的環(huán)境都得到了提升，同時(shí)也可以保障工業(yè)生產(chǎn)的利潤(rùn)，大大的提升了工廠的經(jīng)濟(jì)效益。

二、工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用

（一）在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

變頻調(diào)速技術(shù)當(dāng)前被廣泛應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床中，這項(xiàng)技術(shù)所帶來(lái)最大的優(yōu)勢(shì)是能夠節(jié)約數(shù)控機(jī)床的運(yùn)作所消耗的電能。數(shù)控機(jī)床的作用是對(duì)于各種復(fù)雜的零部件以及各種材料進(jìn)行精準(zhǔn)的加工工作，整個(gè)機(jī)床具有較大的工作量，在這項(xiàng)技術(shù)出現(xiàn)之前，數(shù)控機(jī)床運(yùn)用的是恒流電機(jī)，通過不斷調(diào)整電機(jī)的傳速達(dá)到對(duì)于不同材料的制作的目的，這不僅造成了較高的能源損耗，而且還不能夠保證對(duì)于電機(jī)轉(zhuǎn)速的精準(zhǔn)控制，此外對(duì)于加工的效率有很大程度上的影響。通過引入變頻調(diào)速技術(shù)，使得可供選擇的機(jī)床的齒輪主軸速度范圍減小，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)于轉(zhuǎn)速的精準(zhǔn)控制。再加上可以通過對(duì)于轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，還能夠在機(jī)床上切割不同的材料，大大的提高了機(jī)床的利用率。

（二）電氣自動(dòng)化控制方面

工業(yè)電氣自動(dòng)化控制需要工作人員與機(jī)械設(shè)備良好配合，如果配合默契度較低，那么極易出現(xiàn)混亂控制現(xiàn)象，并產(chǎn)生復(fù)雜問題。電氣運(yùn)行故障問題長(zhǎng)時(shí)間得不到處理，極易影響工業(yè)安全性。有效運(yùn)用變頻調(diào)速技術(shù)，在噪音屏蔽方面發(fā)揮抵御作用。換言之，電氣系統(tǒng)能夠得到可靠保障，取得電氣自動(dòng)化控制的良好效果，最終能夠促進(jìn)工業(yè)穩(wěn)定生產(chǎn)。從變頻調(diào)速技術(shù)組成部分這一角度分析工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中技術(shù)具體應(yīng)用，其中自適應(yīng)電動(dòng)機(jī)模型單元合理控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，盡可能發(fā)揮電氣化主體優(yōu)勢(shì)，根據(jù)參數(shù)變化情況合理調(diào)節(jié)，促進(jìn)生產(chǎn)任務(wù)及時(shí)完成。磁通和轉(zhuǎn)矩比較器在兩點(diǎn)式滯環(huán)調(diào)節(jié)器輔助下對(duì)比分析參數(shù)值以及反饋值，針對(duì)機(jī)械問題以及安全隱患，制定可行的處理對(duì)策。脈沖優(yōu)化選擇器在信息處理方面發(fā)揮功能優(yōu)勢(shì)，并對(duì)模塊性能功能準(zhǔn)確驗(yàn)證，以免電力系統(tǒng)受到影響。

（三）礦井指示器保護(hù)中的應(yīng)用

礦井下的電氣提升設(shè)備在正常情況下，為確保工作狀態(tài)的穩(wěn)定需要采用多重保護(hù)機(jī)制。電氣提升設(shè)備的深度指示器功能對(duì)于系統(tǒng)的正常工作至關(guān)重要，在電氣提升設(shè)備運(yùn)行過程中，一旦發(fā)生功能失效的情況，會(huì)直接影響整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，致使設(shè)備無(wú)法正常工作。而變頻調(diào)速設(shè)備可以對(duì)深度指示器起到檢測(cè)的作用，相關(guān)操作人員首先將電機(jī)開啟到工作狀態(tài)中，與此同時(shí)，做好周期內(nèi)編碼脈沖的疊加處理工作，然后記錄并比較編碼器與比較器的脈沖數(shù)值，最后根據(jù)比較結(jié)果來(lái)判斷整個(gè)電氣提升設(shè)備是否處在正常運(yùn)行的工作狀態(tài)中，如果前后數(shù)據(jù)沒有發(fā)生改變，那么深度指示器就存在出現(xiàn)異常的情況，從而導(dǎo)致為設(shè)備留下隱患的可能。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，工業(yè)電氣是推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成因素，它能提高工業(yè)電氣企業(yè)生產(chǎn)工作效率的同時(shí)，還能減少企業(yè)成本。自動(dòng)化控制中的變頻調(diào)速技術(shù)不僅能幫助企業(yè)在進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)相關(guān)工作時(shí)提高安全高效性，確保操作穩(wěn)定性，還可以降低能耗與污染，節(jié)省人力物力財(cái)力等各方面的成本，從一定程度上承擔(dān)工業(yè)電氣行業(yè)企業(yè)需要承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。