淺談高壓電機的自動化控制技術原理及電氣調試技術

謝明浩

（安徽淮北礦業集團有限公司，安徽 淮北 235000）

高壓電機屬于工業企業較為常見并且不可或缺的設備，通過將自動化控制技術應用在該類設備中，能夠在最大程度地實現設備技術優勢最大化。正常而言，高壓電機運行需要較高的供電電壓支持，電流相對較小，因此，無須大量電纜敷設，有利于減少企業成本。由于電機額定電壓較高，將會降低其額定電流，減少電機體積，可有效降低設備各項成本。因此，在電力驅動領域，高壓電機的應用逐漸廣泛化。

1 自動化控制技術原理

1.1 直接啟動控制原理

基于高壓電機自動化運行，利用電流采集裝置將大電流轉換成小電流，配合電動機微機保護器的使用，將采集的電流信號，即三相電流以及漏電電流等，進行分析處理并對系統運行情況進行監測，實現信息獲取。當電機出現短路、過載、缺相、漏電等不正常現象時，可借助微機保護器，判斷問題的嚴重程度，根據嚴重程度的高低，做出相應的處置。同時，將具體故障信息傳送到控制中心，經聲光報警，提醒操作人員前去處理，從而保護設備，降低企業經濟損失。

綜上所述，通過將自動化控制技術合理應用在高壓電機中，使微機保護裝置能夠通過對采集的信號進行分析判斷，控制接觸器的分合，保護高壓電動機，實現電機的工頻啟動運行。

1.2 變頻啟動控制原理

高壓變頻器具有直接控制電機功能，電源為高壓電。當前，我國在絕緣柵雙極性晶體管方面研究成果顯著，經大電流高壓，在二極管中，三相高壓交流電得以整流，并實現高壓直流電。通過有效利用高壓直流電，能夠盡快接觸到雙極性高壓開關管，進而形成三相類交流高壓。高壓變頻器屬于變頻電源，借助濾波處理，可生成三相正弦交流電，實現電動機調頻調速降低電流功能。針對變頻器操作，能夠支持計算機控制技術應用，提高雙極性高壓開關內部開關控制。除此之外，建立在有效利用計算機技術基礎上，在控制電子、電路的同時，可對程序進行調整，確保變頻器輸出頻率處于正常狀態，實現電機運行全程可控。針對電機軟停車，內部控制程序與絕緣柵雙極型晶體管存在接觸，如果在整流電容中存在殘余電流，經放電電阻，可完成相應的放電工作。在該項操作完成后，觀察高壓電源指示燈，其將會呈現熄滅狀態。結合實際生產環節，設備安全性至關重要，因此，目前企業對直接應用電氣成套設備，實時性收集各項數據，確保在設備出現故障的情況下，能夠及時切斷電源，實現變頻器以及電機的保護。

2 電氣調試技術

2.1 調試范圍

高壓電機變頻控制，電氣調試工作具有不可或缺性，調試人員應切實落實電氣調試工作，在保障電機正常運行的基礎上，確保企業各項生產工作有效開展，以免出現相關事故，引發嚴重后果。因此，在整個電機調試過程中，工作人員應充分認識電氣調試的重要性，提高電氣調試工作的安全性。在變頻器調試中，需要考慮電機轉速、電流、轉矩、頻率響應時間等指標，從而做好電機控制精度判斷。在這一過程中，工作人員應明確各部分調試重點，保障調試工作的針對性，在整體上優化高壓電機工作質量，提高高壓電機工作效率。工作人員應合理把控好相應的電氣調試范圍，促進高壓電機未來發展，助推自動化技術進步。圖1為變頻器一次原理圖。

圖1 變頻器一次原理圖

2.2 調試內容

以電控柜作為調試重點，應注意檢查電纜以及柜內接地的可靠性，確保系統運行穩定。同時，還要注意對功率器件進行檢查，及時發現器件損壞情況，并判斷器件絕緣性能，建立在有效檢查基礎上，確保各項準備工作得到有效落實。同時，在檢查變頻器過程中，應做好電纜檢查，精確計算電阻值，在這一過程中，應對高壓耐壓前后絕緣電阻進行測試，以免出現高壓反沖情況。建立正確接線方式，確保電纜容量、耐壓等級、絕緣性能與實際要求相符。通過落實前期準備工作，能夠在最大程度上降低相關事故出現概率。為進一步優化綜合保護器，確保其作用得到最大化發揮，工作人員應合理制定設計參數，并嚴格按照說明書，完成高壓電機操作，使各項參數能夠與電機設備實際運行需求相符。工作人員要明確交接實驗標準，并以此作為依據，堅持驗收規范。

2.3 調試過程

在調試的過程中，應合理控制頻率提升速度，如果電流表指針處于不動狀態，則要保持相對緩慢的速度將電源切除。要重點檢查直流電高壓泄漏情況，確保耐壓實驗有效性，建立在有效控制手段基礎上，使泄露值始終處于規定范圍內。工作人員應注意在直流耐壓試驗前后對絕緣電阻進行測量，落實相應的技術參數設定，合理做好電阻值控制。

圖2為高壓變頻器控制原理圖。通過RS485通訊和網關的配合或工業以太網實現對高壓變頻器的遠程控制，并在下位機上顯示變頻器的運行狀態。在高壓變頻器中，調試第一步為控制系統，先給控制系統送電，如果帶旁路柜，檢查旁路柜接觸器動作是否正常，信號反饋情況和變頻器自檢情況，待自檢正常變頻器發出允許合閘的指示后，上級斷路器才可以合閘，兩者互為聯鎖，控制系統調試全部正常后才可以進行下一步操作。具體內容如下：工作人員應按照要求，檢查軟件裝置參數，并將其與實際裝置參數進行對比，確保兩者處于一致狀態。同時，工作人員應將電機參數輸入變頻器中，并合理選擇相應的控制方式、配套電抗器、通過判斷濾波動能以及電機編碼器，確保軟、硬件在拓撲結構方面的一致性。在啟動變頻器后，在觀察電機正弦波情況的同時，完成直流電情況觀察，在獲取電纜阻抗值的基礎上，進一步獲取相關電機內部參數，做好電機模型控制工作。在空載旋轉過程中，經有效參數調節，可對電機指標進行調整，經電機速度設定值監控，有效實現衡量各項電流、轉矩數據。對于整個調試過程而言，速度調節器PI設定值具有重要作用，將會直接關系系統響應速度，與系統穩定性密切相關，因此，工作人員可結合自身經驗以及實際情況，對參數進行反復調整，確保電機模型的理想化程度。

圖2 高壓變頻器控制原理圖

2.4 調試因素

基于高壓電機直流電阻，應注意檢查電極連接測量極的安全性、可靠性，確保最終測量結果的準確性，以免出現誤差。在阻值測量方面，應注意保持三相平衡狀態。在對高壓電纜進行絕緣測試過程中，應配備專業工作人員對電纜兩端進行測試，并在落實聯保互保工作的同時，做好安全隔離工作，在必要的位置處，完成隔離帶設置。經耐壓實驗后，應做好高壓合閘檢查工作，并對分斷回路進行檢查，然后進行高壓上電工作。在這一過程中，當上級斷路器處于正常狀態，需要在帶電條件下，完成變頻器合閘檢查工作，并判斷高壓分斷控制回路。在帶高壓調試過程中，應落實相應的安全措施。首次上電需要將變壓器柜、單元柜柜門打開，并由一名專業技術人員留守在按鈕旁邊，當發現異常情況時，應第一時間將分壓電源進行切斷處理，以單手手背完成高壓分斷按鈕操作。如果變頻器未出現故障，則說明斷路器處于合閘正常狀態。按下柜門處高壓分斷按鈕，判斷斷路器是否處于可靠狀態，在上述狀態下，對斷路器合閘情況進行確認，將高壓分斷按鈕松開，完成斷路器合閘處理，借助人為操作，制造出變壓器過熱情況，對斷路器分斷可靠行進行判斷。

3 結語

綜上所述，結合高壓電機發展，行業對自動化技術精度要求也逐漸提高，就目前而言，雖然自動化技術仍處于不斷發展中，但是，與高壓電機實際需求相比，還存在一定的差距。高壓電機的應用為企業運營提供了良好的便利。結合高壓電機實際應用，工作人員應切實落實自動化控制技術，了解高壓電機運行情況，確保高壓電機穩定地運行。