工業(yè)電氣自動化控制中變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用

宮傳瑤

摘要：隨著社會科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在工業(yè)生產(chǎn)中，應(yīng)當(dāng)使用更加先進(jìn)更加可靠的技術(shù)使得能耗降低，因此，提升節(jié)能降耗的效果已經(jīng)成為發(fā)展的一項(xiàng)重要的任務(wù)，而安裝工業(yè)實(shí)施自動化的設(shè)備能夠進(jìn)一步的產(chǎn)生更好的經(jīng)濟(jì)利益。變頻調(diào)速技術(shù)擁有調(diào)速性能好，功率因素高，節(jié)能效果明顯等特點(diǎn)，該技術(shù)的正確應(yīng)用滿足了工業(yè)電氣自動化控制的需求，事實(shí)證明該技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活的運(yùn)用中取得不錯(cuò)的效果，為更多的工業(yè)生產(chǎn)節(jié)省更多的人力資源，提高生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速;工業(yè)電器自動化;控制運(yùn)用

一、變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)電氣自動化控制中應(yīng)用的重要性

1.1推動自動化控制技術(shù)不斷發(fā)展

電氣自動化技術(shù)是一類集成技術(shù)，廣泛涉及到了包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息技術(shù)、機(jī)電技術(shù)等在內(nèi)的多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。如今，該技術(shù)類型已滲透到了我國工業(yè)發(fā)展的各行各業(yè)，特別是在高新技術(shù)領(lǐng)域扮演著十分重要的角色。近年來，變頻調(diào)速技術(shù)的使用更加推動著自動化控制技術(shù)的快速發(fā)展。通過變頻器的安裝使用，能夠?qū)㈦妱訖C(jī)電流、電壓等與變頻器彼此關(guān)聯(lián)起來，并通過變頻調(diào)速技術(shù)得以合理控制。

1.2促進(jìn)變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用

目前，常見的變頻調(diào)速技術(shù)是通過調(diào)節(jié)其電源頻率的方式來實(shí)現(xiàn)對電動機(jī)的控制作用的。通過變頻調(diào)速技術(shù)的使用，能夠更好的確保工業(yè)電氣自動化控制運(yùn)行過程的穩(wěn)定性及安全性。在如今國內(nèi)的生產(chǎn)狀況下，更多的生產(chǎn)者采用變頻器及節(jié)能變頻器共同實(shí)現(xiàn)工業(yè)電氣的自動化控制，盡量節(jié)約能源、降低成本，以達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)及生產(chǎn)效果。

變頻調(diào)速技術(shù)的使用，一方面能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備及其電路系統(tǒng)實(shí)施整體的自動化調(diào)控，同時(shí)，還能夠?qū)ζ溥\(yùn)行狀況實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測。變頻器對電動設(shè)備內(nèi)部電流進(jìn)行測量，依據(jù)不同部位的電流變化實(shí)施有針對性的變頻調(diào)控。這一特性大大降低了設(shè)備的監(jiān)測及調(diào)控范圍，從而降低了能源損耗，有效起到了節(jié)能生產(chǎn)的效果。

二、變頻調(diào)速技術(shù)

2.1變頻調(diào)速技術(shù)的產(chǎn)生及發(fā)展

對于變頻調(diào)速技術(shù)來說，最早是出現(xiàn)在二十世紀(jì)的八十年代。自變頻調(diào)速技術(shù)出現(xiàn)，就一直受到了工業(yè)領(lǐng)域的高度重視，并且，隨著該項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展以及完善，如今，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，其性能也有了很大程度的提升。如今，在實(shí)際的工業(yè)行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)占據(jù)了不可取代的重要地位。

2.2變頻調(diào)速技術(shù)的主要組成部件

對于變頻調(diào)速技術(shù)來說，其多個(gè)組成部件，正因?yàn)槊總€(gè)不同的小部件發(fā)揮著其最大的效用，因此，才能夠促使工業(yè)生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。其中，變頻調(diào)速技術(shù)主要具有以下主要組成部件。第一，自適應(yīng)電動機(jī)模型單元。在變頻調(diào)速技術(shù)中，自適應(yīng)電動機(jī)模型單元是不可忽視的重要組成部件，該單元部件的主要作用，簡單來說，就是在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)過程中，就是對其輸入電動機(jī)的電壓以及電流做好及時(shí)的檢測，從而促使電動機(jī)的基本參數(shù)能夠被掌握識別。自適應(yīng)電動機(jī)模型單元是能夠直接進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制的重要單元。將變頻調(diào)速技術(shù)更好的應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，一般情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)速控制在大于0.5%時(shí)，可運(yùn)用閉環(huán)轉(zhuǎn)速進(jìn)行反饋，從而達(dá)到更好的應(yīng)用效果。第二，轉(zhuǎn)矩和磁通比較器。這兩種比較器，其作用簡單來說，就是將兩者出現(xiàn)的反饋值與參考值，這兩種數(shù)值分別進(jìn)行比對，之后在每隔20ms的時(shí)間范圍內(nèi)在進(jìn)行比對。同一系列的比對事項(xiàng)完成后，將轉(zhuǎn)矩和磁場情況借助滯環(huán)調(diào)節(jié)器有效的將其輸出，從而促使工作人員能夠及時(shí)的掌握轉(zhuǎn)矩情況以及磁場狀態(tài)，一旦出現(xiàn)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)問題，也能夠及時(shí)的做出相應(yīng)的解決措施。

2.3變頻調(diào)速技術(shù)的特征

對于變頻調(diào)速技術(shù)來說，該項(xiàng)新技術(shù)的出現(xiàn)，充分滿足了工業(yè)生產(chǎn)過程中的各種需求。隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)如今的變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)具有了自身應(yīng)有的強(qiáng)大優(yōu)勢，對整個(gè)工業(yè)行業(yè)領(lǐng)域，將有著不可忽視的重要影響。目前情況下，變頻調(diào)速器所有的器件運(yùn)用的都是300mm晶圓，制造過程中應(yīng)用的是TSMC90nm、低K工藝，對于這些方面的應(yīng)用成效來說，不僅能夠促使工業(yè)企業(yè)更好的節(jié)約生產(chǎn)成本，而且其制造速度極快，從而達(dá)到企業(yè)想要降低造價(jià)的最終目的。

三、工業(yè)電氣自動化控制中變頻調(diào)速技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1礦井指示器保護(hù)中的應(yīng)用

礦井下的電氣提升設(shè)備在正常情況下，為確保工作狀態(tài)的穩(wěn)定需要采用多重保護(hù)機(jī)制。電氣提升設(shè)備的深度指示器功能對于系統(tǒng)的正常工作至關(guān)重要，在電氣提升設(shè)備運(yùn)行過程中，一旦發(fā)生功能失效的情況，會直接影響整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，致使設(shè)備無法正常工作。而變頻調(diào)速設(shè)備可以對深度指示器起到檢測的作用，相關(guān)操作人員首先將電機(jī)開啟到工作狀態(tài)中，與此同時(shí)，做好周期內(nèi)編碼脈沖的疊加處理工作，然后記錄并比較編碼器與比較器的脈沖數(shù)值，最后根據(jù)比較結(jié)果來判斷整個(gè)電氣提升設(shè)備是否處在正常運(yùn)行的工作狀態(tài)中，如果前后數(shù)據(jù)沒有發(fā)生改變，那么深度指示器就存在出現(xiàn)異常的情況，從而導(dǎo)致為設(shè)備留下隱患的可能。

3.2等速區(qū)間的超速控制保護(hù)

電機(jī)拉動設(shè)備一般情況下是在等速區(qū)間運(yùn)行，且被工業(yè)電氣企業(yè)廣泛應(yīng)用。變頻調(diào)速技術(shù)的使用則可以有效地對設(shè)備系統(tǒng)的異常情況包括過載和超速等現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)警通報(bào)。作為提升設(shè)備運(yùn)行速度的監(jiān)控依據(jù)，其正常工作速率應(yīng)當(dāng)確保不高于系統(tǒng)運(yùn)行既定速率的百分之十五，如果速率顯示超過既定速率，那么變頻調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行速度會直線緩慢，并且隔開設(shè)備的安全回路架構(gòu)，與此同時(shí)，采用緊急制動設(shè)備，以此來達(dá)到減少系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行速度、進(jìn)行預(yù)警控制的目的。

3.3減速區(qū)段的低速保護(hù)

對減速區(qū)間的控制技術(shù)也是變頻調(diào)速技術(shù)良好運(yùn)用不可忽視的組成部分。提升設(shè)備控制穩(wěn)定性能的關(guān)鍵內(nèi)容包括了對提減速區(qū)間的控制，在設(shè)備運(yùn)行過程中，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)減速，且到達(dá)了設(shè)備限定的標(biāo)準(zhǔn)，那么設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)就需要進(jìn)行變頻調(diào)速控制保護(hù)，相關(guān)操作人員應(yīng)當(dāng)在采用變頻設(shè)備的同時(shí)，結(jié)合PLC設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控速度取樣，反復(fù)對比所得數(shù)值和安全設(shè)定值，以此來確定系統(tǒng)在減速區(qū)段是否存在異常情況，如果速度發(fā)生超越現(xiàn)象，設(shè)備將自動對系統(tǒng)中心發(fā)表安全警告，進(jìn)而達(dá)到實(shí)時(shí)控制設(shè)備安全運(yùn)行的目的，有效控制并對系統(tǒng)減速進(jìn)行調(diào)節(jié)。

四、結(jié)語

綜上所述，工業(yè)電氣是推動我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成因素，它能提高工業(yè)電氣企業(yè)生產(chǎn)工作效率的同時(shí)，還能減少企業(yè)成本。自動化控制中的變頻調(diào)速技術(shù)不僅能幫助企業(yè)在進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)相關(guān)工作時(shí)提高安全高效性，確保操作穩(wěn)定性，還可以降低能耗與污染，節(jié)省人力物力財(cái)力等各方面的成本，從一定程度上承擔(dān)工業(yè)電氣行業(yè)企業(yè)需要承擔(dān)的社會責(zé)任。工業(yè)電氣使用的電動機(jī)在進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的過程中，由于正反向工作頻繁地、長時(shí)間地切換，極易導(dǎo)致電動機(jī)處在超負(fù)荷狀態(tài)中。而變頻調(diào)速技術(shù)可確保工業(yè)電氣電動機(jī)系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。因此，自動化控制中變頻調(diào)速技術(shù)對于工業(yè)電氣發(fā)展具有重大意義。

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