摘 要：伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力拖動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，并對(duì)工業(yè)生產(chǎn)起到十分重要的作用。電力拖動(dòng)系統(tǒng)選擇哪種方式直接關(guān)系到生產(chǎn)企業(yè)的使用效率，進(jìn)而影響到企業(yè)的生產(chǎn)成本和經(jīng)濟(jì)效益。為了能夠促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，就必須重視電力拖動(dòng)系統(tǒng)的自動(dòng)控制，同時(shí)在使用的過程中做好安全保護(hù)措施。文章主要針對(duì)當(dāng)前電力拖動(dòng)系統(tǒng)的自動(dòng)控制和安全保護(hù)進(jìn)行分析，希望能夠給相關(guān)人士一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：電力拖動(dòng)系統(tǒng)；自動(dòng)控制；安全保護(hù)

引言

信息時(shí)代的到來，使得很多領(lǐng)域都實(shí)現(xiàn)了信息自動(dòng)化。在這種背景下，電力拖動(dòng)系統(tǒng)獲得了更好的發(fā)展，不僅能夠提高工業(yè)生產(chǎn)的效率，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)自我保護(hù)。但是，在電力拖動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)控制中還存在著一些問題，影響了該系統(tǒng)的正常使用，所以我們必須盡可能地優(yōu)化電力拖動(dòng)系統(tǒng)的自動(dòng)控制設(shè)計(jì)工作，促進(jìn)系統(tǒng)的快速發(fā)展。

1 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理以及發(fā)展?fàn)顩r

1.1 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理

所謂電力拖動(dòng)指的就是一種通過電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)機(jī)械設(shè)備的拖動(dòng)方式，而電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)則是通過某種技術(shù)實(shí)現(xiàn)這種拖動(dòng)方式的自動(dòng)化控制。隨著該項(xiàng)技術(shù)的快速發(fā)展，目前實(shí)現(xiàn)這種系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要融合多門學(xué)科知識(shí)，設(shè)計(jì)人員也需要具備較強(qiáng)的專業(yè)能力。下面我們就簡(jiǎn)單地認(rèn)識(shí)一下電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理。第一，計(jì)算機(jī)是實(shí)現(xiàn)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心，同時(shí)，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還能夠把機(jī)械設(shè)備以外的驅(qū)動(dòng)程序提供給設(shè)計(jì)人員，使設(shè)計(jì)人員能夠根據(jù)自身的需要來自行編程。第二，不同的生產(chǎn)需求決定了電力拖動(dòng)自動(dòng)控制方案的不同。設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需求來選擇最佳的控制方案，提高設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性，保證電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的可靠性。

1.2 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展概況

經(jīng)歷了將近三十多年，電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)在我國發(fā)展迅速，直流拖動(dòng)控制技術(shù)經(jīng)歷了幾大發(fā)展過程例如：交磁電機(jī)擴(kuò)大機(jī)系統(tǒng)、磁放大器控制、計(jì)算機(jī)控制等，如今全新的時(shí)期到來了，其重要的標(biāo)志是數(shù)字信號(hào)處理器和智能功率集成電路的出現(xiàn)，使模塊化和全數(shù)字化的系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)，長期以來根據(jù)現(xiàn)代控制論和其他復(fù)雜算法的控制理論能夠?qū)崿F(xiàn)在線快速計(jì)算從而進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化處理。

拖動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的組成被電力電子技術(shù)的發(fā)展所帶動(dòng)。經(jīng)歷了許多如晶閘管、GTR等為代表的新型高性能半導(dǎo)體功率器件，日前，發(fā)展到了第四代的IGBT，在1MW以下的功率變換裝置中使得其首先考慮的器件。由于電力電子技術(shù)和微電子工藝結(jié)合，所以新一代智能化和模塊化的第四代功率器件應(yīng)運(yùn)而生。例如智能功率模塊板IPM，功率器件和檢測(cè)、驅(qū)動(dòng)、保護(hù)電路以至于整流電路都一起集成，既使體積減小，器件的成本降低，又大幅度地提高安全可靠性。

2 電力拖動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)

2.1 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的選擇

工作人員需要站在宏觀的角度上選擇電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)方案。由于電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)十分復(fù)雜，其中包含很多子系統(tǒng)，一旦在選擇方案的時(shí)候，導(dǎo)致任何一個(gè)子系統(tǒng)出現(xiàn)問題，都會(huì)影響到整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。如果選擇的控制系統(tǒng)方案具有宏觀性，那么就算系統(tǒng)所包含的子系統(tǒng)出現(xiàn)了問題也能夠?qū)崿F(xiàn)自我修復(fù)。

2.2 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)機(jī)的選擇

為了保證生產(chǎn)機(jī)械的正常運(yùn)行，在選擇電動(dòng)機(jī)的時(shí)候應(yīng)該注意所選電動(dòng)機(jī)的功率是否符合生產(chǎn)機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)企業(yè)可以從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、需求等方面綜合考慮選擇直流電動(dòng)機(jī)還是交流電動(dòng)機(jī)。一般來說，作為生產(chǎn)企業(yè)只需要選擇穩(wěn)定性強(qiáng)、操作方便、市場(chǎng)價(jià)格適中的交流電動(dòng)機(jī)就能滿足生產(chǎn)需要。不過如果生產(chǎn)企業(yè)的調(diào)速范圍比較廣，機(jī)械功率比較大，那么就可以選擇使用直流電動(dòng)機(jī)。不論是選擇哪種類型的電動(dòng)機(jī)，在使用一段時(shí)間以后都要注意系統(tǒng)的維修問題。因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)故障，沒有及時(shí)維修，那么就會(huì)影響到企業(yè)的生產(chǎn)效率，進(jìn)而給企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益帶來損失，所以設(shè)計(jì)人員需要定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。

2.3 調(diào)節(jié)器設(shè)置

系統(tǒng)中設(shè)置了轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器，分別實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋?zhàn)饔?，前者和后者之前?shí)行串聯(lián)聯(lián)接，也就是說，電流調(diào)節(jié)器的輸入為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出，晶閘管整流器的觸發(fā)裝置由電流調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)進(jìn)行控制。電流環(huán)處于雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)的內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)則處于外環(huán)。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)為了獲得良好的靜動(dòng)態(tài)性能，其轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器一般都采用PI調(diào)節(jié)器。

2.4 建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型

為了能夠設(shè)計(jì)的更加精確，設(shè)計(jì)人員可以針對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)部分建立數(shù)學(xué)模型并列出空間方程，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的可控性。建立數(shù)學(xué)模型是提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)可靠性的主要方式之一，當(dāng)前已經(jīng)得到了人們的廣泛使用。

2.5 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)電器控制線路的選擇

電器控制線路在電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)中擔(dān)任十分重要的角色，其選擇的好壞直接關(guān)系到整個(gè)控制系統(tǒng)的質(zhì)量，以及控制系統(tǒng)的使用年限。在選擇的過程中，需要從設(shè)備的整體性能出發(fā)，并結(jié)合每個(gè)部件的實(shí)際特點(diǎn)，做好控制線路工作，考慮每個(gè)設(shè)備之間的聯(lián)系，細(xì)化控制系統(tǒng)中局部電器控制，通過局部控制實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的科學(xué)運(yùn)行，形成一個(gè)完整的控制線路。此外，在進(jìn)行電器控制線路設(shè)計(jì)的時(shí)候，還應(yīng)該考慮到線路自身的合理性和可靠性，這樣才能夠進(jìn)一步降低使用過程中發(fā)生事故的概率。電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中包括很多電器控制線路，這些線路連接各個(gè)電器設(shè)備，所以選擇正確的電器控制線路對(duì)于整個(gè)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的正常使用具有十分重要的作用。作為設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)設(shè)備的實(shí)際需求，選擇合適的電器控制線路，減少外界環(huán)境變化對(duì)設(shè)備的影響，減少設(shè)備故障率的產(chǎn)生。

3 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的安全保護(hù)

3.1 熱保護(hù)

電動(dòng)機(jī)本身存在一個(gè)額定溫度，一旦電動(dòng)機(jī)在工作的過程中溫度超過了額定溫度值就會(huì)損壞電動(dòng)機(jī)，所以必須采取措施做好電動(dòng)機(jī)的熱保護(hù)工作。

3.2 運(yùn)行連鎖和啟動(dòng)連鎖的保護(hù)

為了保證電動(dòng)機(jī)能夠在不具備工作條件或者是沒有信號(hào)的情況下還能夠正常工作，就需要做好電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行連鎖和啟動(dòng)連鎖的保護(hù)工作，通過輸入信號(hào)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)程序的自動(dòng)化控制。

3.3 信息保護(hù)

由于計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)具有安全性高的特點(diǎn)，而且計(jì)算機(jī)自身軟硬件控制系統(tǒng)的安全性比較高，在發(fā)生問題的時(shí)候，能夠及時(shí)地反映出來，并及時(shí)停止設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.4 過流保護(hù)

如果電動(dòng)機(jī)在錯(cuò)誤啟動(dòng)的情況下可能會(huì)出現(xiàn)過流現(xiàn)象，此時(shí)的電流是平時(shí)電流的1.2倍，這就增加了電動(dòng)機(jī)的負(fù)載。電動(dòng)機(jī)長時(shí)間在過流情況下工作會(huì)造成自身的損壞。

3.5 欠壓保護(hù)

電動(dòng)機(jī)本身是有額定電壓的，如果電動(dòng)機(jī)長期在電壓過低的情況下工作，就可能出現(xiàn)部分電器被釋放，造成電路損壞而無法工作。如果工作人員發(fā)現(xiàn)故障而且查到是由于電壓過低導(dǎo)致的，那么就應(yīng)該立即切斷電源。

3.6 短路保護(hù)

如果電動(dòng)機(jī)在工作過程中突然出現(xiàn)短路現(xiàn)象，那么就會(huì)造成電動(dòng)機(jī)損傷。這是因?yàn)樵诙搪返囊凰查g會(huì)產(chǎn)生巨大的電流，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)內(nèi)部電路和設(shè)備出現(xiàn)損壞。

4 結(jié)束語

綜上所述，電力拖動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)十分復(fù)雜的過程，在運(yùn)行的過程中需要各個(gè)組件之間的相互配合，才能夠保證任務(wù)的完成。為了進(jìn)一步提高電力拖動(dòng)系統(tǒng)的工作效率，相關(guān)人士對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及安全保護(hù)進(jìn)行了細(xì)致地分析，保證了工作質(zhì)量，節(jié)省了成本，增加了經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]陳伯時(shí).電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

[2]邱阿瑞.電機(jī)與電力拖動(dòng)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002.

[3]張紅蓮.基于DSP的電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].科技信息，2010.

[4]馬志源.電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)[M].北京：科學(xué)出版社，2004.

作者簡(jiǎn)介：王銀濤（1982，2-），男，籍貫：河北，學(xué)歷：本科，職稱：助理工程師，研究方向：電力拖動(dòng)交直流調(diào)速。