電機拖動中變頻調(diào)速技術(shù)的實際應(yīng)用分析

陳軍

【摘 要】變頻調(diào)速技術(shù)主要是依靠電動機工作轉(zhuǎn)速與電源輸入頻率關(guān)系，對電機工作時電源頻率進行調(diào)整改變，從而促使工作轉(zhuǎn)速改變。該技術(shù)在日常生活與工作中皆有涉及，而且出現(xiàn)多種控制形式，主要分為智能與非智能，進而也包括矢量控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、模糊控制等。為了進一步探討電機拖動中變頻調(diào)速技術(shù)的實際應(yīng)用，本文展開了分析，希望對相關(guān)事業(yè)有所借鑒。

【關(guān)鍵詞】電機拖動 變頻調(diào)速技術(shù) 合理性 可靠性

變頻調(diào)速技術(shù)是20世紀80年代初逐漸發(fā)展起來的技術(shù)，該技術(shù)的出現(xiàn)為開創(chuàng)全新智能電機時代打下了良好的基礎(chǔ)。總的來說，變頻調(diào)速技術(shù)改變了以往普通電動機僅能定速運行的模式，促使電動機與相關(guān)推動負載可在無任何改動情況下根據(jù)生產(chǎn)工藝需求調(diào)整轉(zhuǎn)速并輸出，這樣可大大減少功率損耗而實現(xiàn)高效運行。變頻調(diào)速技術(shù)有很多控制形式，其中矢量控制應(yīng)用范圍十分廣泛，一些高性能與專業(yè)驅(qū)動領(lǐng)域中均有涉及，比如變頻冰箱與空調(diào)等。基于變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，為此加強其在電機拖動中的應(yīng)用研究就顯得十分必要，本文展開了分析，希望相關(guān)事業(yè)有所借鑒。

1 電機拖動中變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用合理性探討

1.1 無功補償

電機拖動中的變頻調(diào)速技術(shù)為了提高供電效率往往需要設(shè)置無功補償裝置，該裝置也可改善供電環(huán)境。該裝置工作原理主要為兩種負荷間能量交換，從而對供電變壓器與輸送線出現(xiàn)的損耗實施補償。具體的使用過程中，往往將分組投切電容器與電抗器加以應(yīng)用，并利用跳線機與靜止無功補償裝置，或加用調(diào)壓裝置滿足無功平衡需求，這樣才能更加符合電壓質(zhì)量規(guī)范。此外，變電站無功率調(diào)節(jié)能力需實施考量，根據(jù)具體情況將電壓優(yōu)化與功率因素廣泛應(yīng)用，比如電網(wǎng)無功管理系統(tǒng)軟件等需要高技術(shù)的操作，使得電網(wǎng)質(zhì)量得以全面提升。

1.2 變頻器負載

相較于電動機與變壓器運行，半導(dǎo)體類發(fā)熱時間更短，而且計算發(fā)熱時間一般采取min計，若溫度較高，則會嚴重影響機器運行，為此對于電機變流負載應(yīng)有嚴格的界限劃分與規(guī)定。市場上目前主要有6級形式：（1）第一級負載輸出=電流完全輸出，無過載現(xiàn)象；（2）第二級負載電流可基本分層輸出，一定時間內(nèi)能達到負載一半；（3）第三級至六級過載時間更長，遠超過前兩級。為此，在選擇變頻器時，必須準確把握機器負載性與調(diào)速范圍。

2電機拖動中變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用可靠性探討

機器工作時會發(fā)生熱量，而且不同的功率會有不同的熱量產(chǎn)生，大量的實驗顯示變頻器工作運行很大程度上會受到溫度的影響，功率過大，需及時采取降溫措施處理，才能確保機器繼續(xù)正常運。從近幾年相關(guān)實踐來看，常采取頂部安裝換氣扇的方式來排放熱空氣，并換取合理溫度的空氣，改變工作環(huán)境。但對于少數(shù)特殊情況則應(yīng)采取特殊措施處理，比如南部地區(qū)夏日溫度普遍過高，為了控制機器內(nèi)部溫度低于50℃，換氣扇達不到效果，為此需安裝更為快速的降溫設(shè)備，常用的為空調(diào)。空調(diào)的應(yīng)用可促使機器內(nèi)部短時間內(nèi)降溫，但也有一些缺陷，比如影響正常通風(fēng)，空調(diào)運作噪音過大會影響變頻器工作等。基于此，在機器中采取電機拖動變頻調(diào)速技術(shù)處理，以科學(xué)合理的散熱系統(tǒng)降溫，效果更為明顯。具體而言，可將排氣通風(fēng)管道安裝于柜頂距離室外較近的地方，找出最為合適的通道排放熱氣，但要合理選擇變頻器及做好定期維修與防護。

3電機拖動中變頻調(diào)速技術(shù)實際應(yīng)用探討

電機拖動有很多方面，常見的有電機系統(tǒng)運動方程、直流電機及其動靜態(tài)特點、變壓器等，根據(jù)控制分類來看，卸油泵電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)即轉(zhuǎn)速開環(huán)控制，電源變頻調(diào)速系統(tǒng)即恒壓頻率比控制，但實際操作中為了完成輸出直流電壓控制，核心依據(jù)依舊為電壓。通過速度給定可得到電力系統(tǒng)控制信號，若發(fā)生跳躍變化時實施速度給定，依舊可控制調(diào)節(jié)逆變器輸出電壓與電流來實現(xiàn)規(guī)律變化。針對這種情況，可設(shè)定給定積分器，如采用斜坡輸出信號代替跳躍輸入，經(jīng)該方式可有效控制電機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。在具體的操作中，整個電機拖動系統(tǒng)在運動時往往憑借正負電壓來對速度給定與積分器輸出數(shù)值的有效劃分。

電機拖動中變頻調(diào)速技術(shù)所用正值信號電壓可對變流器輸出電壓與逆變器輸出頻率控制，為此設(shè)置變換器絕對值方面比較接近，但實際操作時變頻器調(diào)速范圍過廣，加上有良好調(diào)速平滑性，這類特點對電機啟動時性能有很好的改善效果，在電機拖動中效果也比較明顯。這里以某大型油田為例簡要說明，該大型油田電力拖動裝置前兩年進行改良，將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用其中。基于該油田產(chǎn)量較大，所需機器眾多，為此需要大量電能才能運作。此外，對該油田區(qū)域地質(zhì)條件進行勘察分析后顯示多為低滲透油田，在很短時間內(nèi)就可能開采殆盡，而需繼續(xù)尋找新采油地點，如此反復(fù)除了會消耗大量的電量，還會偶爾發(fā)生電效率過低，使得成本增加。最終，決定采取變頻調(diào)速技術(shù)，相較于以往節(jié)能可達到50%左右。

4 結(jié)語

當前，人類步入科技時代，各種電器均離不開電力，尤其是冰箱、電腦、電視、手機等，成為人類不可或缺的一部分，離開它們似乎就無法生存。但這些電器的應(yīng)用越來越普遍與廣泛，使得全球各個地區(qū)對電力的需求與日俱增，這就為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與正常運行提出了挑戰(zhàn)，同時高效的電力供應(yīng)對提高社會生活也有著積極的意義，并促進社會的可持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展。電機拖動中變頻調(diào)速技術(shù)在電力中的應(yīng)用，可確保電力系統(tǒng)安全與穩(wěn)定工作，同時保障其高效運行。相信在未來電力發(fā)展中，通過不斷研究與探索電機拖動中變頻調(diào)速技術(shù)，其在電力系統(tǒng)中將會發(fā)揮更加顯著的優(yōu)勢。

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