變頻調速技術及其在工業電氣自動化控制中的應用探析

武海濤

石橫特鋼集團有限公司 山東 泰安271612

在工業生產中,使用先進技術,對生產效率以及生產成本降低具有積極作用,降低生產過程中的能源消耗,節能效果也具有重要意義。變頻調速技術使用意義顯著,功率因素較高,調速性能具備相應優勢,節能效果也較高,工業電氣自動化控制需求得以滿足,實際使用過程中生產效果較好。起重機中使用變頻調速技術,效果較好,有效避免工頻技術中的劣勢,提高生產作業效率以及質量。變頻調速技術的使用需要工作人員掌握基礎情況,結合電氣自動化控制實際工作,有效應用,符合生產要求,提高企業的經濟效益。

一、關于變頻調速技術概述分析

這一技術應用歷史并不長,但是其發展速度較迅速,應用領域逐漸廣闊,范圍擴大的同時,技術自身實現不斷優化,性能也有了十分客觀的改進,技術更好的發揮性能,相關工作人員需要結合實際生產需求,針對技術深入性的研究,成績斐然[1]。這一技術的使用需要幾個部件構成,部件功能不同,實現互相結合,不同部件的作用都要重視,首先是自適應電動機模型單元,這一部件在變頻調速技術中占據重要位置,部件的功能是觀察電動機中電壓與電流參數是否處于正常狀態,以此更加全面的掌握電動機參數,為之后工作開展提供相應參數依據。部件作用價值重要性顯著,能夠直接對轉矩實施控制,在轉速精度出現異常,超出規定范圍,需要及時反映到工作人員,提高部件的使用效果。其次是轉矩以及磁通比較器,這兩種部件的作用是將反饋值與參考值進行分別比較,在比較結束之后,需要將滯環調節器輸出轉矩,或者是轉化為磁場狀態,通過這種方式了解轉矩狀態以及磁場狀態,采取更加有效措施,為其提供依據。最后一種部件是脈沖優化選擇器,在實際應用中可以選擇相應芯片處理信息,結束后,設置調制信號源,實現其不同功能,為技術實際使用提供支持[2]。

二、關于變頻調速技術特征分析

這一技術的使用實際價值是滿足工業生產需求,結合長時間的研究成果,技術形成具有顯著特性,對工業領域整體發展具有積極意義,技術設備制造過程中使用的工藝技術,提高制造速度,在一定程度上降低生產成本,實現造價降低目的。變頻調速的主要元器件是變頻器,異步電動機調速傳動時,變頻器根據電動機的特性對供電電壓、電流、頻率進行適當的控制,不同的控制方式所得到的調速性能、特性以及用途是不同的,按系統調速規律來分,變頻調速主要有恒壓頻比(v/f)控制,轉差頻率控制,矢量控制和直接轉矩控制四種結構形式。變頻器能在很寬范圍內的無級調速,可以根據需要自由設定加減速時間;基頻以下可實現恒轉矩調速,基頻以上可實現恒功率調速;良好的低速力矩特性使電機在起動和加速時可獲得足夠大且平滑的加速度;制動單元采用能耗電阻的接入使電機在減速和停車時能夠獲得足夠的制動力矩和實現零速抱閘。變頻器的上述特性保證了變頻調速系統具有很好的速度響應性能。

三、關于變頻調速技術在工業電氣自動化生產中應用分析

變頻調速技術使用優勢了解后,獲得電氣自動化控制工作人員的認可,在實際生產中加以利用,凸顯使用價值,實際應用中,需要對這一技術進行優化,保證電氣自動化控制的質量。

(一)關于工業電氣自動化控制中應用分析

在這一工程中的應用選擇的為變頻調速技術在QD40/10t橋式起重機改造中的應用,本工程橋式起重機主起升電機YZR280S-10/37 K W,副起升電機YZR200L-6/22 K W,小車電機YZR160 M1-6/5.5 KW,大車電機YZR160L-6/2×11 KW,原控制方式均為轉子串電阻方式進行有級調速,整機的沖擊大,尤其在起、制動時震動較為厲害,加速了金屬結構磨損,隨著使用年限的增加,驅動系統已經嚴重老化,它們的可靠性也變的越來越差,各種故障頻繁出現,使得工人的維修量大大增加,影響了工作效率。為克服傳統交流繞線式電機串電阻調速系統的缺點,采用變頻調速技術改造起重機電控系統,可以實現全頻率(0～50 Hz)范圍內的恒轉矩控制,降低對機械傳動的沖擊,以改善其操作性能、降低故障率和能耗率。

(二)關于工業電氣自動化控制效果分析。針對橋式起重機的改造,使用變頻調速技術效果良好,節省生產費用。經過變頻調速技術改造之后,采用ABB-ACS880變頻器調速,為節省改造費用不更換原電機,僅把繞線電機轉子回路短接。由于去掉了逐級切除電阻調速用的接觸器,實現了無級調速控制;又由于變頻器本身是高可靠性的通用標準設備,故障率極低,因而大大降低了設備的故障率,減少了維護人員的工作量,間接提高了作業效率。通過邏輯判斷,真正保證了電機能夠在“零速”抱閘,實現了變頻器的平穩的起、制動,從而減輕了各個機構在機械起、制動時對機械部分造成的沖擊,延長了機械部分的壽命。

總結

工業電氣自動化控制中使用變頻技術,效果顯著,其應用在工業生產中提高生產控制質量,精度有所上升,控制結構得到精簡,與此同時,節能效果良好,降低使用設備的消耗程度,企業的成本支出大大降低,增加企業的經濟效益。現階段這一技術的使用依然處于深度研究階段,經過工作人員深入研究,這一技術的使用不斷擴大,得到更加廣泛的發展,對工業電氣自動化控制生產具有積極作用,提高生產效率,促進我國工業現代化進步。