變頻器在電機拖動及其控制中的應用

張鵬振

摘要：隨著我國經濟的發展，社會的進步，人們的生活水平有了很大程度上的提高，我國的工業化，城鎮化發展迅猛。電力需求的日益增長給我國電力生產及供應帶來了新挑戰，發電的效率和數量也要隨之不斷增加，因此對電力電器設備和技術也有新的更高要求。電子自動化技術及其控制領域的發展促使各種新型的電力電氣原件和處理器的更新換代，使變頻器在電機拖動中的應用也變得更加廣泛。變頻器是電力系統常用設備，該設備能夠通過變頻調技術對電機進行拖動，在工作工程中以其能夠拖動多組電機的優勢產生巨大的應用價值與發展空間。本文對變頻器的主要工作原理進行分析，并對變頻器的工作現狀進行探討，總結如下。

關鍵詞：變頻器;電機拖動;控制應用

引言

在新時代背景下，電子自動化技術及其控制領域的發展促使各種新型的電力電氣原件和處理器的更新換代，使變頻器在電機拖動中的應用也變得更加廣泛。同時，在電力行業中，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。通過變頻技術和微電子技術的應用，將電機工作電源頻率方式進行改變，然后對電動機的電力控制設備進行控制。變頻調速技術的目的是為了通過對電動機工作電源頻率的改變進而將電機轉速改變有效實現。經過各種實踐證明，在電機拖動及其控制中變頻器可以得到良好應用，變頻調速技術在電機拖動中的應用優勢及價值非常高，同時在電力系統的完全運行方面同樣有非常重要的應用意義。

1變頻器的作用

在新時代電氣自動化技術以及其控制領域快速發展的新形勢下，變頻器的作用在電力系統發揮著更加重要的作用，其可實現工作頻率的轉換，將其轉換為各種頻率的交感電流。其作用主要集中在兩方面：直接作用是調節電機的電壓和頻率，從而可有效調節在一定范圍內電機的運行速度;間接作用往往應用于節能節電上，從而進一步促進電力自動化。節能節電具體表現在利用變頻器進行調速，適當的調節風機泵類等的傳入流量，這樣做可從兩方面進行，一是可達到電機的多個基本要求，另一方面就是降低電耗，從而達到節能環保目的。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壓后的電力，其應用類型主要有變壓型變頻器和電流型變頻器。

2變頻調速技術在電機拖動中的應用

隨著科學技術的不斷發展，在人們的日常生產生活中，變頻調速技術得到了廣泛，普遍的應用，到目前為止，變頻調速技術已經出現了多種控制方式。變頻調速技術在電機拖動中的應用電力資源的廣泛應用和家用電器數量的顯著增加使得變頻調速技術得到廣泛應用。當前變頻調速技術已衍生出各種控制方式，如直接轉矩控制是一種利用變頻器控制三相馬達、從而實現轉矩的方式。直接轉矩控制往往是用轉矩為中心進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矩解耦，從而可分別設計兩種不同的調節器，實現交流電流的高性能調速。當前這兩種變頻技術是最為常見的，而在實際進行生產時，這種變頻調速技術主要兩方面取得較廣泛的應用：首先是利用這種變頻調速技術可有效發揮無功補償原理的作用，第二是設置變頻器負載的標準，從而保障安全生產，保障變頻器可安全有效發揮作用。如對這兩個概念進一步延伸，可從具體的概念入手。所謂的無功補償指的是在電網系統中安裝無功補償的相應設備，利用這種設備可減少電網電源向感性負荷的提供。這種模式下無功功率的傳輸依靠的是線路運輸，從而降低由于無功功率運輸對變壓器和線路造成的損耗。變頻器嚴格來說屬于半導體，具有半導體普遍的個性，即發熱時間較短，如發熱的熱量高于額定熱量將使電路運行帶來問題，因此在變頻器應用過程中須嚴格按照變頻器自身規定的負載條件以及標準。具體就變頻器在電機拖動中的應用進行分析可延伸出以下概念：電機拖動是一種現代機械的有效生產方式，具體工作原理是利用電動機作為原動機拖動生產機械進行生產的方式。這種生產方式的組成主要有四個部分，即電動機、工作機構、控制設備以及電源。

3電機拖動及其控制現狀

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用優勢與節能優勢，但不同生產工藝與技術能力所生產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注其價格，選擇價格低廉的低質變頻器甚至是未達到國家相應指標的“山寨”變頻器進行生產，其主要缺陷在于，變頻器的使用污染與使用風險極大的增加，無法有效開展變頻器的使用優勢，造成生產延誤或生產設備損壞。某水泥廠購買一臺無質量保障的“變頻器”，該變頻器在使用過程中導致袋收塵器的脈沖反吹系統失靈，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。可見工業生產廠家在進行變頻器的選擇時，首先要關注變頻器的質量與功能，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

在當前的機電產品當中，關于電力拖動控制線路所產生的故障問題也是極為常見，但是在詳細查明原因以后，我們可以將其分為三種類型。其中第一種是屬于突發型，其原因就在于使用時間過長，其內部的電子元件或者是導線由于長期使用導致升溫或者是熱量過多，進而出現冒煙等問題。產生的原因就在于長期使用并沒有進行及時檢修以致于導致線路出現短路，因此這也就告訴我們，在平時也需要及時加強檢修不可“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老化的現象。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行預測的，并且在檢修時難度相對而言比較大。

3.3同步電機問題

首先由于該電機的結構相對而言比較簡單，但是當啟動處于正常狀態時，旋轉磁場就處于相對靜止的狀態，此時就能夠產生較為穩定的轉矩。因此我們就可以發現在同步速度下能夠穩定運行，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械性造成一定的影響，此外由于轉子慣性較大，那么就會很容易出現轉動困難的情況。對此在保持循環狀態時作為轉子就只能夠出現原地擺動的情況，其結果就會導致在啟動的時候會出現諸多問題。另外還有一點需要注意該電源頻率轉速在保持同步運行的狀態時，與負載是沒有任何關聯，對此我們要改變其轉速只有使用變頻調速。

結束語

綜上所述，隨著電機的發展，電氣設備種類逐漸多樣化，使用電力拖動方式控制電機轉定，便于控制，電機運行效率高，同時，對于環境產生的污染較小。使用電力拖動方式控制電機傳定，不僅便于控制同時也能夠提高節能效率，同時還能減少對環境的污染。此外由于完全符合節能減排的目標，對環境的污染相對比較少該方案已經被廣泛應用于工業生產當中。變頻器是目前工業生產與生活當中最為常見的電力設備，具有穩定性強、啟動平穩、調速能力強、精準度高等優勢，作為節能調速設備活躍與應用。變頻器良好的調速性能給電力維護提供了優質服務，同時顯著的節能效果使電力系統可持續發展的要求得到了滿足，在電力行業中也得了超高的認可度。工作人員需從此方面研究著手，基于微控制器相關理論，促進變頻器相關技術能夠得到更加良好的持續發展。

參考文獻：

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