淺談變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

彭書陵

【摘 ?要】隨著我國(guó)工業(yè)的不斷改革及進(jìn)步，變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用越來越廣泛，通過采用變頻調(diào)速技術(shù)使電機(jī)的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，能夠更加智能化的控制電機(jī)的工作狀態(tài)，使工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中得到了很大的方便，也適應(yīng)了當(dāng)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境和諧發(fā)展的形勢(shì)，在工業(yè)電氣自動(dòng)化的控制領(lǐng)域中變頻調(diào)速技術(shù)將越來越被重視和完善化。

【關(guān)鍵詞】變頻調(diào)速;工業(yè)電氣自動(dòng)化;控制運(yùn)用探究

近年來，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，國(guó)民的生活水平有了很大的提升，經(jīng)濟(jì)條件好了，對(duì)自己的生活水平要求也越來越高，人們所需要的物質(zhì)水平提高了，就需要國(guó)家的工業(yè)還有農(nóng)業(yè)方面不斷改進(jìn)，滿足人們的物質(zhì)需求。工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)在很大程度上提高了工業(yè)的生產(chǎn)效率，隨著技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)也逐漸加入到自動(dòng)化技術(shù)中，在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大作用。如今在工業(yè)生產(chǎn)中，將調(diào)頻變速技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)中，不僅使得生產(chǎn)效率有了很大程度提高，同時(shí)也在一定程度上節(jié)約了成本，將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)自動(dòng)化控制中，能夠加快工業(yè)的生產(chǎn)效率，給工廠帶來更高的收益，所以火速風(fēng)靡工業(yè)界，受到工業(yè)界的歡迎和重視。隨著時(shí)間的發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)也有了很大改良，性能和功能有了很大提高，應(yīng)用的范圍也越來越廣，不僅是在工業(yè)中應(yīng)用范圍越來越廣，在其他的很多行業(yè)中都有了應(yīng)用。

一、工業(yè)電氣自動(dòng)化中變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1成本低廉，生產(chǎn)效益高

頻調(diào)速技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中所采用的控制模式主要有V/F、矢量控制（VC）以及直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）等，其中V/F控制更加適合被運(yùn)用在成本以及性能要求比較低的作業(yè)場(chǎng)所。由此可以總結(jié)，變頻調(diào)速技術(shù)與其他技術(shù)相比，所花費(fèi)的費(fèi)用不多，具有成本低廉的特點(diǎn)，能夠有效提升生產(chǎn)效益。

1.2變頻調(diào)速器具有通用性

變頻調(diào)速器在實(shí)際應(yīng)用中最為顯著的特征便是通用性，一般這種通用的變頻器有兩種類型，其一是節(jié)能型變頻器，其二是高性能通用變頻器。通過這兩種變頻調(diào)速器，可以在各種環(huán)境下高效率運(yùn)行，例如正反轉(zhuǎn)運(yùn)行、多級(jí)速度運(yùn)行與多級(jí)速度運(yùn)行、自動(dòng)頻率調(diào)整運(yùn)行、多電機(jī)運(yùn)行等。

1.3變頻調(diào)速器性能優(yōu)越

隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，為變頻調(diào)速器提出的諸多要求，為了滿足這些要求，變頻調(diào)速設(shè)備越來越先進(jìn)，使其性能得到顯著提升，主要體現(xiàn)在節(jié)能性、經(jīng)濟(jì)性、自動(dòng)性、高效性等方面，通過這些性能優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)電氣自動(dòng)化控制。

二、變頻調(diào)速技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的具體應(yīng)用

變頻調(diào)速技術(shù)是目前電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的一種先進(jìn)技術(shù)，能可以有效提升自動(dòng)化技術(shù)水平。現(xiàn)如今我國(guó)技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用越來越深入，變頻調(diào)速技術(shù)的性能得到完善。鑒于此，變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，不僅能夠支持工業(yè)生產(chǎn)，同時(shí)還推動(dòng)了自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展。變頻調(diào)控技術(shù)是以V/F、直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）等為基礎(chǔ)的自動(dòng)化控制技術(shù)，在我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。因?yàn)樵摷夹g(shù)在工業(yè)機(jī)器人、加工、傳輸?shù)确矫嬗蟹浅：玫膽?yīng)用效果，可以顯著提升設(shè)備運(yùn)行效率，所以得到工作人員的青睞，成為目前我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域最為常用的技術(shù)之一，對(duì)于今后變頻調(diào)控技術(shù)的推廣與應(yīng)用有重要意義。以下將對(duì)變頻調(diào)速技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的具體應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析：

2.1對(duì)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行全面監(jiān)控，合理分配電流

在工業(yè)生產(chǎn)中，發(fā)電系統(tǒng)是必不可少的，再加上電不易控制，使用不當(dāng)就會(huì)造成各種各樣的事故，如今變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制的有關(guān)發(fā)電系統(tǒng)中得到應(yīng)用。在工廠的實(shí)際生產(chǎn)過程中，對(duì)電的需求量很大，所以在很多的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備中都自帶發(fā)電功能，這樣就可以做到設(shè)備在應(yīng)用過程中避免從外界借用電源，節(jié)約了很多人力物力和財(cái)力，同時(shí)也解決了很多的安全問題，很大程度上保障了工業(yè)中施工人員的人身安全。將變頻技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備中，維護(hù)了發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因?yàn)橐话愕陌l(fā)電系統(tǒng)很復(fù)雜，一旦有不小心，有的地方電流運(yùn)輸位置發(fā)生了誤差，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的崩潰，導(dǎo)致整個(gè)工廠都無法繼續(xù)進(jìn)行正常的工業(yè)生產(chǎn)。但是變頻調(diào)速技術(shù)可以解決這些發(fā)電系統(tǒng)的問題。變頻調(diào)速技術(shù)可以對(duì)整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行全方位的監(jiān)視，對(duì)電流的分配進(jìn)行適合安排，避免因?yàn)殡娏鞣峙涞膯栴}導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)體系崩潰，給工廠帶來巨大的損失。再加上工業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)中很多工藝復(fù)雜繁瑣，現(xiàn)場(chǎng)需要大量工人合作才能完成一定的生產(chǎn)任務(wù)，這樣容易造成加工現(xiàn)場(chǎng)混亂的場(chǎng)面。這樣如果僅僅依靠現(xiàn)場(chǎng)的工作人員對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行控制，恐怕會(huì)因?yàn)楦鞣N復(fù)雜的因素做出錯(cuò)誤的判斷，而變頻調(diào)速技術(shù)就不會(huì)有這方面的問題。

2.2深度指示器保護(hù)失效

工業(yè)電氣自動(dòng)化控制的有關(guān)設(shè)備是生產(chǎn)效率與有效性的重要前提，只有保證設(shè)備性能，才能夠?qū)崿F(xiàn)有效運(yùn)行。為此，有關(guān)人員需要加強(qiáng)對(duì)工業(yè)設(shè)備保護(hù)的重視，定期做好設(shè)備的維護(hù)工作。一般在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備設(shè)施保護(hù)期間，首先要整理、分析設(shè)備運(yùn)行時(shí)的諸多參數(shù)，保證其合理設(shè)置。對(duì)于工業(yè)電氣生產(chǎn)設(shè)備，深度指示器是其中應(yīng)用比較常見的設(shè)備，若深度指示器在運(yùn)行期間出現(xiàn)故障，便會(huì)對(duì)其他保護(hù)裝置的正常運(yùn)行造成影響，限制其保護(hù)作用的發(fā)揮。為了將這一問題及時(shí)解決，需要從深度指示器開發(fā)、設(shè)計(jì)兩個(gè)環(huán)節(jié)入手，增設(shè)失效保護(hù)裝置，如此一來便可以確保深度指示器有效運(yùn)行。那么在安裝失效保護(hù)裝置的過程中，便會(huì)運(yùn)用到變頻調(diào)速技術(shù)，當(dāng)電機(jī)處于正常運(yùn)行狀態(tài)下，采集編碼器獲得的所有脈沖數(shù)信號(hào)，并且將其整理。分析數(shù)據(jù)之后，如果沒有發(fā)現(xiàn)任何變化，證明深度指示器運(yùn)行狀態(tài)不正常，對(duì)于保護(hù)效力的發(fā)揮非常不利。若確定深度指示器不能繼續(xù)發(fā)揮保護(hù)效用，工作人員便要對(duì)與之有關(guān)的設(shè)備進(jìn)行檢查，確定其是否已經(jīng)進(jìn)入到爬行區(qū)當(dāng)中。如果確定處于爬行區(qū)，這時(shí)深度指示器會(huì)傳遞信號(hào)，隨后做好后續(xù)的一些處理;若確定其沒有進(jìn)入爬行區(qū)，這時(shí)相關(guān)設(shè)備會(huì)緊急制動(dòng)，并發(fā)出預(yù)警，及時(shí)通知相關(guān)人員進(jìn)行處理。

3.3自動(dòng)化適應(yīng)電機(jī)模型單元

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的自適應(yīng)電機(jī)模型單元是非常重要的一個(gè)模塊，應(yīng)用體現(xiàn)在幾個(gè)方面：首先，可以檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)內(nèi)所有輸入電壓的參數(shù)，以此來確定電動(dòng)機(jī)目前的運(yùn)行狀態(tài);其次，電動(dòng)機(jī)模型可以連接變頻器，從而起到轉(zhuǎn)矩控制的作用;最后，工業(yè)電氣生產(chǎn)期間，通過自適應(yīng)電機(jī)模型單元可以掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，結(jié)合實(shí)際需求明確最佳閉環(huán)轉(zhuǎn)速，充分發(fā)揮出自動(dòng)化適應(yīng)電機(jī)模型單元的作用，加強(qiáng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行效果，通過自動(dòng)化控制來推動(dòng)工業(yè)發(fā)展。

3.4通過變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排

工業(yè)生產(chǎn)最為核心的目標(biāo)在于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)利益最大化，通過工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)為社會(huì)發(fā)展提供源源不斷的動(dòng)力。然而，工業(yè)生產(chǎn)期間經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些問題，限制工業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。其中最為嚴(yán)峻的問題，便是生產(chǎn)期間投入高、收入低。為了減少工業(yè)生產(chǎn)期間花費(fèi)的成本與能源，通過電氣自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，必須要應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)。一般來說，變頻器是可以保證生產(chǎn)車間的高效運(yùn)行、安全生產(chǎn)，使用變頻調(diào)速技術(shù)，可以最大程度提高變頻器、電機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性。除此之外，變頻器、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間所承受的電壓負(fù)荷比較高，若為了保證變頻器變頻調(diào)速始終處于正常的范圍內(nèi)，發(fā)揮出其最大的效用，要利用變頻調(diào)速技術(shù)合理分析電路配置，獲得最佳的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效果。

三、結(jié)束語

隨著工業(yè)電氣自動(dòng)化的不斷發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)越來越受到重視，并且已經(jīng)廣泛的用在了工業(yè)電氣自動(dòng)化的控制當(dāng)中。當(dāng)前關(guān)于電機(jī)能耗的降低問題，大都普遍采用變頻調(diào)速的技術(shù)，轉(zhuǎn)化電機(jī)的工作狀態(tài)，變頻調(diào)速控制使得生產(chǎn)效率得到有效的提升，也適應(yīng)了節(jié)能降耗的發(fā)展，進(jìn)而節(jié)省人力和財(cái)力。變頻調(diào)速技術(shù)適應(yīng)工業(yè)電氣自動(dòng)化控制的要求，相比傳統(tǒng)直流調(diào)速的方式，變頻調(diào)速穩(wěn)定性更好，實(shí)用性更強(qiáng)，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)有利于節(jié)約能源，對(duì)工業(yè)電氣化控制具有重要作用，在今后的實(shí)際工作中值得推廣。

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（作者單位：施耐德電氣信息技術(shù)（中國(guó)）有限公司）