劉明賢

【摘要】現(xiàn)如今，從社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的形態(tài)來(lái)講，國(guó)內(nèi)工業(yè)在電氣自動(dòng)化發(fā)展中收獲巨大，怎樣才可將工業(yè)化安全平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，且降低技術(shù)人員的壓力，當(dāng)前，電氣自動(dòng)化功能已普及到工業(yè)化當(dāng)中，給工業(yè)化帶來(lái)了巨大的變革。電氣自動(dòng)化為新時(shí)期創(chuàng)新技術(shù)，也逐漸出現(xiàn)在大家日常生活中，其在電氣工程中使用電氣自動(dòng)化技術(shù)，不但有利于提升電氣工程品質(zhì)與安全，也可將工業(yè)進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)施，最終極大的節(jié)約資源投入，例如：節(jié)約人力的投入，進(jìn)而更加高效的提升生產(chǎn)率。采取變頻調(diào)速，不僅能縮減投入費(fèi)用，也可依據(jù)交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)方法，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化的把控，此外，也能提升工人的工作環(huán)境，從而提升工業(yè)領(lǐng)域的運(yùn)營(yíng)成效。因此，文章重點(diǎn)探討在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中變頻調(diào)速的運(yùn)行思路，希望能給大家?guī)?lái)幫助。

【關(guān)鍵詞】變頻調(diào)速;工業(yè)電氣自動(dòng)化;運(yùn)行;探討

伴隨著科學(xué)水平持續(xù)提升，電氣自動(dòng)化技術(shù)已逐漸在大家日常生活中發(fā)揮了巨大的作用，已然成為當(dāng)下電氣工程當(dāng)中非常常見(jiàn)的技術(shù)之一，可把多種自動(dòng)控制與檢測(cè)裝置實(shí)施結(jié)合，進(jìn)一步針對(duì)實(shí)際狀況進(jìn)行調(diào)控與管理。并且，也可高效確保工程進(jìn)程中，電氣體系趨于平穩(wěn)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。所以，在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制當(dāng)中，加入變頻調(diào)速是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。經(jīng)過(guò)變頻器調(diào)動(dòng)電機(jī)，已成了國(guó)內(nèi)工業(yè)發(fā)展的主要調(diào)控方法，其主要思路就是經(jīng)過(guò)頻率調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速與控制。實(shí)踐使用進(jìn)程中，變頻器具備優(yōu)良的變速和節(jié)能優(yōu)點(diǎn)，且也可極大程度上整體提升安全性與可靠性。基于此，想要高效達(dá)成針對(duì)電氣自動(dòng)化做好全方位把控，就務(wù)必持續(xù)完備變頻調(diào)速技術(shù)的使用方法，同時(shí)科學(xué)的借助變頻調(diào)速器的調(diào)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，進(jìn)一步將會(huì)更加無(wú)縫銜接的對(duì)接國(guó)內(nèi)市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)。

1、變頻調(diào)速技術(shù)特性解析

變頻器的變頻調(diào)速作用是將三相工頻（50Hz）交流電源（或任意電源）變換成三相電壓可調(diào)、頻率可調(diào)的交流電源，有時(shí)又將變頻調(diào)速器稱為變壓變頻裝置。主要用于交流電動(dòng)機(jī)（異步機(jī)或同步機(jī)）轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。一個(gè)交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)由變頻調(diào)速器驅(qū)動(dòng)器交流電動(dòng)機(jī)和控制器三大部分組成。其中關(guān)鍵核心設(shè)備是變頻調(diào)速器，由它來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)電壓和頻率的平滑變化。變頻調(diào)速在調(diào)頻范圍、靜態(tài)精度、動(dòng)態(tài)品質(zhì)、系統(tǒng)效率、完善的保護(hù)功能、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和過(guò)程控制等諸方面是以往的調(diào)壓調(diào)速、變極調(diào)速、串級(jí)調(diào)速、滑差調(diào)速和液力耦合器調(diào)速等無(wú)法比擬的。它是公認(rèn)的交流電動(dòng)機(jī)最理想最有前途的調(diào)速方案，代表今后電氣傳動(dòng)的發(fā)展方向。

2、使用變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)中的重要性

近三十多年來(lái)變頻器調(diào)速已在鋼鐵、冶金、石油、化工、紡織、化纖、輕工、造紙、橡膠、塑料、電力、水務(wù)等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。低壓電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速應(yīng)用已非常普及和成熟。高壓電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速也正在被人們關(guān)注和逐步應(yīng)用。交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速除了有卓越的調(diào)速性能之外，還有顯著的節(jié)約電能和保護(hù)環(huán)境等重大作用，是企業(yè)技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代的理想調(diào)速裝置。我國(guó)電動(dòng)機(jī)約消耗全國(guó)一半以上的發(fā)電量。因此如何實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)節(jié)電就非常重要。一般電機(jī)節(jié)能有二個(gè)途徑：一是提高電機(jī)本身效率達(dá)到長(zhǎng)期高效運(yùn)行，主要用于恒速機(jī)械;另一個(gè)是提高電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制精度，使電機(jī)在最節(jié)能的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。風(fēng)機(jī)水泵和壓縮機(jī)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中量大面廣的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備，變頻器調(diào)速是風(fēng)機(jī)水泵節(jié)能的最佳方案。根據(jù)流體理論，離心式風(fēng)機(jī)水泵的軸功率是轉(zhuǎn)速的三次方函數(shù)關(guān)系。當(dāng)轉(zhuǎn)速降低后，其消耗功率會(huì)大幅下降，例如50%轉(zhuǎn)速時(shí)，軸機(jī)械功率僅為12.5%。當(dāng)然不同調(diào)速方案的效率相差很大，滑差后液力調(diào)速裝置效率不高，η≈（1-S），在50%轉(zhuǎn)速時(shí)，ηvs≈50%，而變頻調(diào)速器效率，效率因數(shù)高，ηvvvF≈95%～98%，而且近似不變。所以在諸多調(diào)速方案中變頻調(diào)速節(jié)能效益最佳，理應(yīng)為首選方案。

3、變頻器在工業(yè)電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1變頻器的選用

變頻器功率的選用 必須注意變頻器負(fù)載率及效率的關(guān)系，系統(tǒng)效率等于變頻器效率與電動(dòng)機(jī)效率的乘積從效率角度出發(fā)，在選用變頻器功率時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：變頻器功率與電動(dòng)機(jī)功率相當(dāng)時(shí)為最合適，以利于變頻器在高效率狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。在變頻器的功率分級(jí)與電動(dòng)機(jī)功率分級(jí)不相同時(shí)，則變頻器的功率要盡可能接近電動(dòng)機(jī)的功率'并且應(yīng)略大于電動(dòng)機(jī)的功率。當(dāng)電動(dòng)機(jī)屬頻繁啟動(dòng)，制動(dòng)工作或處于重載啟動(dòng)且較頻繁時(shí)，可選取大一級(jí)的變頻器，以利于變頻器長(zhǎng)期安全地運(yùn)行。經(jīng)測(cè)試，電動(dòng)機(jī)實(shí)際功率確有富余，可以考慮選用功率小于電動(dòng)機(jī)功率的變頻器，但要注意瞬時(shí)峰值電流是否會(huì)造成過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)變頻器與電動(dòng)機(jī)功率不相同時(shí)，則必須相應(yīng)調(diào)整變頻器參數(shù)的設(shè)置，以利于達(dá)到較高的節(jié)能效果。

3.2變頻器主電路

變頻器主電路劃分為四部分，即為輸入、整流、逆變及其濾波，三相交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鳎瑒t需經(jīng)過(guò)濾波與整流方法，隨后直流經(jīng)過(guò)逆變，變成調(diào)節(jié)電壓與頻率三相交流電，其直流步驟重點(diǎn)關(guān)注為將電容并聯(lián)，其電容實(shí)際非常大，主電路直流電壓平穩(wěn)性與內(nèi)阻相比非常小，具備電壓源特性，可作為電壓型逆變器，畢竟電機(jī)在調(diào)速系統(tǒng)中為感性負(fù)責(zé)原因，同樣可將電容當(dāng)作儲(chǔ)存能量組件。而橋臂的逆變器部分為絕緣柵雙極型晶體管與二級(jí)管構(gòu)成，關(guān)鍵是支持負(fù)載滯后電流的通道。此外，想要最大程度的減少諧波的干擾，且想要提升電機(jī)性能，電機(jī)電源是三相交流電機(jī)，而電源是三相正弦波電源，且對(duì)稱性非常好，變頻器使用正弦波脈寬調(diào)制方法實(shí)施把控，其整流器的整流部分則為直接應(yīng)用，則會(huì)極大提升電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)與波形。

3.3變頻器應(yīng)用中的抗干擾措施

變頻器在應(yīng)用中的抗干擾主要表現(xiàn)在：高次諧波，噪聲與振動(dòng)、負(fù)載匹配，發(fā)熱等問(wèn)題，這些干擾是不可避免的，因?yàn)樽冾l器的輸入部分為整流電路，輸出部分為逆變電路，它們都是由起開(kāi)關(guān)作用的非線性元件組成的，而在開(kāi)、斷電路的過(guò)程中，都要產(chǎn)生高次諧波，從而使其輸入電源和輸出的電壓波形和電流波形產(chǎn)生畸變。鑒于以上情況在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，必須采取措施降低干擾，把干擾抑制在允許范圍內(nèi)。1.切斷干擾的傳播途徑，信號(hào)線靠近有干擾的導(dǎo)線時(shí)，干擾會(huì)被誘導(dǎo)到信號(hào)線上使信號(hào)受到干擾，布線分離對(duì)消除這種干擾行之有效，實(shí)際電纜鋪設(shè)中需把高壓電纜、動(dòng)力電纜、控制電纜與儀表電纜、計(jì)算機(jī)電纜分開(kāi)布線，分開(kāi)走不同的橋架。2.抑制高次諧波 在變頻器前側(cè)安裝線路電抗器，可抑制電源側(cè)過(guò)電壓，并降低變頻器產(chǎn)生的電流畸變，避免使主電源受到嚴(yán)重干擾。當(dāng)電機(jī)與變頻器電纜長(zhǎng)度大于50米或80米（非屏蔽）時(shí)，為了防止電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)過(guò)電壓，減少電機(jī)對(duì)地的泄漏電流和噪聲，保護(hù)電動(dòng)機(jī)，在變頻器與電機(jī)之間安裝電抗器。

總結(jié)：

總而言之，變頻調(diào)速是電氣設(shè)備的關(guān)鍵構(gòu)成，其數(shù)據(jù)能夠經(jīng)過(guò)收集與分析傳送信號(hào)，同時(shí)達(dá)成頻率調(diào)整，且變頻技術(shù)能夠針對(duì)問(wèn)題實(shí)施監(jiān)控，同時(shí)開(kāi)啟對(duì)應(yīng)制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)完善電氣自動(dòng)化可循環(huán)發(fā)展。由此得出結(jié)論為，變頻調(diào)速技術(shù)在實(shí)踐中的優(yōu)點(diǎn)非常明顯，其在電氣自動(dòng)化控制當(dāng)中的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，不但可全方位控制電氣自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)，并且也可以針對(duì)客戶終端電機(jī)功能實(shí)施正常維護(hù)，進(jìn)而降低系統(tǒng)的損壞，同時(shí)促進(jìn)工業(yè)電氣自動(dòng)化控制運(yùn)轉(zhuǎn)的進(jìn)步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉英秀.電氣自動(dòng)化交流傳動(dòng)控制系統(tǒng)分析[J].科學(xué)與信息化.2020，（21）.94，96.

[2]張紅梅.電氣自動(dòng)化的改進(jìn)方法實(shí)施策略研究[J].煤.2015，（1）.69-70，76.

[3]閆雨，王浩宇.淺電氣自動(dòng)化的改進(jìn)方法實(shí)施策略研究[J].商品與質(zhì)量.2015，（16）.180-180，181.