淺談關(guān)于工業(yè)電氣自動化控制中變頻調(diào)速技術(shù)的運用

劉孟強

【摘? 要】隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中，應使用更加先進更加可靠的技術(shù)使得能耗降低，所以提升節(jié)能降耗的效果成為發(fā)展的重要任務(wù)，而安裝工業(yè)實施自動化的設(shè)備可以進一步的產(chǎn)生更好的經(jīng)濟利益。變頻調(diào)速技術(shù)擁有調(diào)速性能好，功率因數(shù)高，節(jié)能效果明顯等特點，此技術(shù)的正確應用滿足工業(yè)電氣自動化控制的需求，事實證明此技術(shù)在現(xiàn)實生活中的運用取得不錯的效果，為更多的工業(yè)生產(chǎn)節(jié)省更多的人力資源，提高生產(chǎn)效率。

【關(guān)鍵詞】變頻調(diào)速技術(shù);工業(yè)電氣自動化;運用

一、變頻調(diào)速技術(shù)概述

1.變頻調(diào)速技術(shù)的產(chǎn)生及發(fā)展

對于變頻調(diào)速技術(shù)來說，最早是出現(xiàn)在二十世紀的八十年代。自變頻調(diào)速技術(shù)出現(xiàn)，就一直受到了工業(yè)領(lǐng)域的高度重視，并且，隨著該項技術(shù)的不斷發(fā)展以及完善，如今，該項技術(shù)的應用范圍不斷擴大，其性能也有了很大程度的提升。如今，在實際的工業(yè)行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)占據(jù)了不可取代的重要地位。變頻調(diào)速技術(shù)造價低廉、生產(chǎn)效率高。通過長時間的努力研發(fā)與改進，現(xiàn)如今變頻調(diào)速器的所有零部件大都采用高生產(chǎn)效率較的工藝制造而成，引入了新型生產(chǎn)技術(shù)，使得設(shè)備的生產(chǎn)能夠在更短的時間內(nèi)完成，降低了生產(chǎn)成本，更好的滿足不同工業(yè)領(lǐng)域需求，變頻調(diào)速器的出現(xiàn)，使得生產(chǎn)過程中的通用性得以實現(xiàn)，避免了不同領(lǐng)域、不同地區(qū)必須使用不同變頻設(shè)備的麻煩，同時極大的提高了變頻調(diào)速技術(shù)的可推廣性。目前市面上比較為常見的幾類變頻調(diào)速器的性能仍處于不斷的優(yōu)化之中。以獨立式變頻調(diào)速器為例，獨立式變頻調(diào)速器可以實現(xiàn)整流單元與逆變單元的一體化安置，極大的提升了設(shè)備使用的便捷性，因此獨立式變頻調(diào)速器的應用受到了工業(yè)電氣自動化控制領(lǐng)域的廣泛認可。

2.變頻調(diào)速技術(shù)的主要組成部件

對于變頻調(diào)速技術(shù)來說，其多個組成部件，正因為每個不同的小部件發(fā)揮著其最大的效用，因此，才能夠促使工業(yè)生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。其中，變頻調(diào)速技術(shù)主要具有以下主要組成部件。第一，自適應電動機模型單元。在變頻調(diào)速技術(shù)中，自適應電動機模型單元是不可忽視的重要組成部件，該單元部件的主要作用，簡單來說，就是在實際的工業(yè)生產(chǎn)過程中，就是對其輸入電動機的電壓以及電流做好及時的檢測，從而促使電動機的基本參數(shù)能夠被掌握識別。自適應電動機模型單元是能夠直接進行轉(zhuǎn)矩控制的重要單元。將變頻調(diào)速技術(shù)更好的應用在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，一般情況下，當轉(zhuǎn)速控制在大于0.5%時，可運用閉環(huán)轉(zhuǎn)速進行反饋，從而達到更好的應用效果。第二，轉(zhuǎn)矩和磁通比較器。這兩種比較器，其作用簡單來說，就是將兩者出現(xiàn)的反饋值與參考值，這兩種數(shù)值分別進行比對，之后在每隔20ms的時間范圍內(nèi)在進行比對。同一系列的比對事項完成后，將轉(zhuǎn)矩和磁場情況借助滯環(huán)調(diào)節(jié)器有效的將其輸出，從而促使工作人員能夠及時的掌握轉(zhuǎn)矩情況以及磁場狀態(tài)，一旦出現(xiàn)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)問題，也能夠及時的做出相應的解決措施。

二、變頻調(diào)速技術(shù)的應用價值分析

1.維護工業(yè)自動化技術(shù)應用水平

在工業(yè)自動化相關(guān)技術(shù)的實施中，通過對變頻調(diào)速技術(shù)的應用能夠進一步提升工業(yè)電氣自動化的整體水平。同時，變頻技術(shù)在實踐應用中所積累的工作技巧與成功經(jīng)驗能夠為整個工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)水平加強提供保障。由此可見，變頻調(diào)速技術(shù)的應用是促進工業(yè)生產(chǎn)能力持續(xù)提升的重要途徑之一，并且可依托與其在節(jié)能減耗方面的優(yōu)勢，為環(huán)保事業(yè)做出貢獻。

2.促進變頻調(diào)速技術(shù)的進一步完善

在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)建設(shè)過程當中，電動機是否能夠正常運行以及電能消耗是否能夠得到有效的控制，這兩個方面的問題在工業(yè)生產(chǎn)建設(shè)中占據(jù)著非常重要的地位。在電氣自動化控制中，通過對變頻調(diào)速技術(shù)的應用，能夠真正意義上的達到維護工業(yè)生產(chǎn)建設(shè)的目的，結(jié)合實際電機的工作情況，對變頻技術(shù)進行合理的改進，從而促進變頻調(diào)速技術(shù)應用效果的進一步完善。

三、變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)電氣自動化控制中的應用

1.深度指示器保護失效

關(guān)于工業(yè)設(shè)備的一系列保護裝置，對其進行多重保護主要是依靠相關(guān)設(shè)備的實際運行為參考依據(jù)。其中，深度指示器所產(chǎn)生的一系列作用是非常重要的。如果深度指示器無法正常運行，則大部分保護裝置會失去保護能力。所以，在設(shè)計和研發(fā)深度指示器時，需要設(shè)置一個失效保護模式，對深度指示器的正常運行起到有效的保障作用。利用變頻調(diào)速技術(shù)，在電機正常開啟時累加起編碼器所收集的全部脈沖數(shù)信號，將采樣前后的數(shù)值獨臂，如果數(shù)據(jù)沒有產(chǎn)生任何變化，此時深度指示器沒有進行工作，也就是失去了效力。如果確定深度指示器已經(jīng)失效，此時需要對設(shè)備進行有效的檢測，驗證其是否開始進入爬行區(qū)狀態(tài)，如果答案肯定，就會發(fā)出報警信號并進行處理。如果答案否定，就會即刻采取制動措施并進行報警。

2.自動化適應電機模型單元

自適應電動機模型單元的功能在工業(yè)電氣自動化控制系統(tǒng)中的主要表現(xiàn)為：可以有效檢測電動機所輸入電壓參數(shù)，從而判定電動機的工作狀態(tài)。同時，電動機模型可以連接至變頻器上，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)矩的控制。同時，對于正常的工業(yè)生產(chǎn)工作而言，還可以通過電動機模型單元實現(xiàn)對工業(yè)機電一體化系統(tǒng)工作狀況的有效掌控，最終完成對閉環(huán)轉(zhuǎn)速的最佳選擇。

3.變頻器節(jié)能應用

從工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益方面進行綜合的考慮，經(jīng)常會出現(xiàn)投入高但實際產(chǎn)出卻比較低的現(xiàn)象，所以為了盡可能的減少工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟成本消耗，就需要做好電氣自動化控制系統(tǒng)的節(jié)能減耗工作。利用變頻調(diào)速技術(shù)可以有效解決這一問題。變頻器是對于整個生產(chǎn)車間而言是其工作得以有效運行的根本基礎(chǔ)，所以需要合理利用變頻調(diào)速技術(shù)有效保障電機工作的正常運行，變頻器與電動機之間互相對應，在進行生產(chǎn)的過程中需要對高負荷電壓進行有效耐受。為了促使變頻調(diào)速達到最佳效果，在選擇配置電路時需要切實考慮電機的正常運行，同時為了完成自動化控制的一系列功能需要保證運行系統(tǒng)編程的一致性，保證工作模式的高效化。

4.變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)電氣自動化控制中的應用

下面將以實際的工程案例，研究在數(shù)控機床節(jié)能改造工程中變頻技術(shù)的應用優(yōu)勢。首先，該項數(shù)控機床技能改造項目的機床驅(qū)動功率為50kW，其速度為16000r/min。在傳統(tǒng)的數(shù)控機床工程中，因為其項目需要消耗過多的電能，而為了解決能源、提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，一般情況都是采用的工頻運行的方式，盡管一定程度上達到了節(jié)約能源、降低成本的目的，但是始終存在著很多的不足。基于此，在數(shù)控機床節(jié)能改造工程中決定應用變頻調(diào)速技術(shù)，以不斷的降低該項工程的投入成本，提高經(jīng)濟效益、達到節(jié)約能源消耗的最終目的。其次，確定傳統(tǒng)數(shù)控機床工程中的具體方案，齒輪變速式主軸速度有三十多段可以供其選擇，對橫線速度很難達到準確的控制，而且在系統(tǒng)內(nèi)部，容易出現(xiàn)各種故障，需要對離合器進行定時的檢修。最后，對于直流型的主軸來說，雖然可以對其無級調(diào)速，但是需要極為復雜的檢修過程，其最高轉(zhuǎn)速也會受到不同程度的制約，最終很難達到令人滿意的結(jié)果。而如果應用變頻調(diào)速技術(shù)，不僅不會存在這些問題，其工作效率也會大大提高。

結(jié)語

社會發(fā)展和現(xiàn)代化的生產(chǎn)需求促進變頻調(diào)速的發(fā)展，集成電路的發(fā)展及微機控制技術(shù)為交流調(diào)速變頻技術(shù)的發(fā)展提供良好的物資條件和技術(shù)條件。變頻技術(shù)具有功率因素高、調(diào)速性能好、可以實現(xiàn)軟啟動等優(yōu)勢，其速度控制和節(jié)能的應用在工業(yè)自動化設(shè)備中的應用越來越廣泛。

參考文獻

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