劉鳳民 平煤隆基新能源科技有限公司

近年來，電氣自動化技術(shù)在電氣工程中已逐漸普及，主要應(yīng)用于實(shí)時監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、集中化控制等多方面。但是，從客觀的層面進(jìn)行分析，電氣工程自動化控制水平仍然沒有達(dá)到先進(jìn)技術(shù)水平，在有些應(yīng)用上仍然面臨著許多難題，這在今后迫切需要解決。例如，資源存在嚴(yán)重的浪費(fèi)、相關(guān)控制設(shè)備能量消耗相對較高等。為妥善處理好上述難題，業(yè)界專家著手采取變頻調(diào)速技術(shù)，這樣既可以有效處理能耗相對較高的難題，還能夠進(jìn)一步提高設(shè)備的工作效率與質(zhì)量?？紤]到變頻調(diào)速技術(shù)在電氣自動化系統(tǒng)中的重要作用，因此，相關(guān)操作人員在工作過程中必須認(rèn)真根據(jù)其基本原則與相關(guān)要求，確保變頻調(diào)速技術(shù)內(nèi)容得到準(zhǔn)確的落實(shí)。

一、變頻調(diào)速技術(shù)用于電氣自動化控制中的必要性

（一）保障電氣設(shè)備的運(yùn)行安全

電氣設(shè)備安全運(yùn)行意義深遠(yuǎn)，是工業(yè)生產(chǎn)順利推進(jìn)的前提條件，因此，相關(guān)管理工作者必須高度重視，認(rèn)真做好本職工作，主要是從總體上規(guī)劃好電氣設(shè)備的安全運(yùn)行問題，然后切實(shí)加強(qiáng)監(jiān)管。但由于電氣設(shè)備在工作過程中存在著很多不確定因素，若管理松懈，則極易發(fā)生風(fēng)險事故。

為充分確保電氣設(shè)備運(yùn)行的安全性，工業(yè)生產(chǎn)過程中基本上已經(jīng)引入了電氣自動化控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對相關(guān)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的自動監(jiān)測。其中，作為該體系中的重要組成部分，變頻調(diào)速技術(shù)能夠根據(jù)設(shè)備工況實(shí)時做出科學(xué)合理的調(diào)整。例如，隨時監(jiān)測和管理設(shè)備運(yùn)行動態(tài)，以切實(shí)確保相關(guān)電氣設(shè)備始終處于安全運(yùn)行狀態(tài)。

（二）進(jìn)一步提升電氣自動化控制效果

作為電氣自動化控制技術(shù)的重要內(nèi)容，變頻調(diào)速技術(shù)在現(xiàn)階段獲得較快發(fā)展，不僅顯著提高了電氣自動化的控制水平，而且有效促進(jìn)了該技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程。伴隨變頻調(diào)速技術(shù)的不斷創(chuàng)新，操作者能夠按照其功能，全面監(jiān)測電氣設(shè)備工作情況，同時予以分析，及時找出其中存在的異常，然后采取相應(yīng)的措施并盡快將問題解決，為設(shè)備運(yùn)行于安全狀態(tài)提供堅(jiān)實(shí)的保障。需要指出的是，利用該技術(shù)極大降低了設(shè)備電氣資源的浪費(fèi)，符合節(jié)能減排的需求，在工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中具有非常大的推廣價值。

（三）實(shí)現(xiàn)全面調(diào)控，降低誤差范圍

變頻調(diào)速技術(shù)能夠使電源頻率發(fā)生改變，以此來調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而完成對電氣設(shè)備的有效控制。例如，在電氣自動化控制上，利用這一項(xiàng)技術(shù)能夠使電氣設(shè)備處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)當(dāng)前基本情況，在自動化控制領(lǐng)域中，人們常用的變頻調(diào)速技術(shù)主要包括以下兩種類型：變頻器與節(jié)能變頻器。

分析可知，變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對電氣設(shè)備的自動化調(diào)速，不僅如此，還可以全面調(diào)控電源、電機(jī)等。例如，生產(chǎn)車間中，工作人員可根據(jù)變頻調(diào)速技術(shù)功能，實(shí)時監(jiān)控機(jī)器設(shè)備的溫度、廠房的環(huán)境溫度、設(shè)備的壓力等各項(xiàng)指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，還能對電流大小進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，利用這種方式來降低誤差范圍，從而有效防止傳統(tǒng)作業(yè)當(dāng)中的質(zhì)量隱患問題。

二、變頻調(diào)速技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用原理

（一）變頻調(diào)速節(jié)能

對于該項(xiàng)功能的原理，可從電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速和流量間的作用關(guān)系進(jìn)行解釋。通常情況下，電機(jī)工作過程中上述兩者之間的關(guān)系為：電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速和流量的一次方成正比。同時，功率和轉(zhuǎn)速的立方之間的也呈正比。按照相關(guān)方面的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)電機(jī)效率固定時，流量調(diào)節(jié)功能下降，由此就使得轉(zhuǎn)速速率業(yè)有所降低。與之相同，功率與其的立方關(guān)系之間也有所降低。

（二）功率因素補(bǔ)償

電氣設(shè)備工作時如果功率相對較低，就很容易導(dǎo)致出現(xiàn)設(shè)備發(fā)熱的現(xiàn)象，由此將使線損消耗加重。另一方面，電氣自動化系統(tǒng)功率因素也呈現(xiàn)出下降的趨勢，此時有功功率將出現(xiàn)很大降低，整體運(yùn)行效率有所減小，進(jìn)而使得電耗有所提高，影響到設(shè)備的工作效率。而其中如果引入變頻調(diào)速器，就可以根據(jù)自身功率因素補(bǔ)償特性，避免無功損耗，同時起到相應(yīng)的功率因素補(bǔ)償作用，為推動設(shè)備的高效運(yùn)轉(zhuǎn)奠定了基礎(chǔ)。

（三）軟啟動節(jié)能

在軟啟動應(yīng)用中變頻調(diào)速技術(shù)能夠減小啟動電流，借此可以緩解電網(wǎng)沖擊問題，從而延長設(shè)備使用壽命。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得知，普通變頻器一般在運(yùn)行上不容易實(shí)現(xiàn)自動化控制功能，分析其背后的根源，關(guān)鍵在于其內(nèi)部控制系數(shù)要求不易達(dá)到軟啟動節(jié)能的要求。而在整個系統(tǒng)中引入變頻調(diào)速技術(shù)之后，能夠使設(shè)備在短期時間以內(nèi)根據(jù)自身運(yùn)行狀態(tài)，執(zhí)行停機(jī)或者減速的指令。

在降低輸出頻率的基礎(chǔ)上，還使轉(zhuǎn)速速率有所減小，進(jìn)而達(dá)到減耗節(jié)能的效果。此外，在電機(jī)減速過程中，轉(zhuǎn)子電流相位相反會使設(shè)備出現(xiàn)制動轉(zhuǎn)矩的效應(yīng)，由此就能夠有效地降低能耗。

三、變頻調(diào)速技術(shù)在電氣自動化控制中應(yīng)用實(shí)踐

隨著社會和科技的不斷發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電氣自動化控制的很多方面，并且也取得非常不錯的成效，例如自動化控制取得良好效果，實(shí)時監(jiān)測性能良好等。為深入探討該技術(shù)的原理以及應(yīng)用情況，必須充分了解該技術(shù)在電氣自動化控制領(lǐng)域的實(shí)踐，希望能夠?yàn)楦玫匕l(fā)揮其作用做好鋪墊。接下來筆者結(jié)合實(shí)踐，重點(diǎn)闡述變頻調(diào)速技術(shù)在電氣自動化控制的應(yīng)用案例。

（一）變頻調(diào)速技術(shù)在自適電動機(jī)模型單元中的應(yīng)用

變頻調(diào)速技術(shù)的不斷發(fā)展，為實(shí)時監(jiān)測電氣自動化控制設(shè)備各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)創(chuàng)造了條件。具體拿電動機(jī)設(shè)備來說，工作人員借助變頻調(diào)控技術(shù)，能夠?qū)嵤z測電動機(jī)輸入電壓與電流等指標(biāo)的變化情況，還能夠準(zhǔn)確識別各個指標(biāo)是否存在問題，如果發(fā)現(xiàn)不正常的參數(shù)，則會及時做出診斷，同時盡快采取科學(xué)合理的應(yīng)對措施將問題解決，為電氣設(shè)備運(yùn)行安全提供保障。其中，電動機(jī)模型單元屬于整個轉(zhuǎn)矩直接控制體系的重要部分，從采用變頻調(diào)速技術(shù)之后，在控制轉(zhuǎn)速精度與閉環(huán)轉(zhuǎn)速反饋效果方面，確保了整個系統(tǒng)的運(yùn)行效果，起到了良好的作用。

（二）變頻調(diào)速技術(shù)在深度指示器保護(hù)中的應(yīng)用

作為整個體系中的關(guān)鍵設(shè)備之一，深度指示器的作用不可替代，倘若發(fā)生安全隱患，必然會阻礙到保護(hù)裝置的正常工作，不能及時檢測出系統(tǒng)存在的風(fēng)險隱患等。為盡可能發(fā)揮深度指示器的作用，在工業(yè)化廠房中，工作人員通常側(cè)重利用變速調(diào)頻技術(shù)來對系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。一般來說，在使用變頻調(diào)速技術(shù)時，變頻調(diào)速技術(shù)可以實(shí)時監(jiān)測編碼器采集到的脈沖數(shù)信號，然后將檢測到的數(shù)據(jù)信息記錄下來。若數(shù)據(jù)一直保持固定（沒有任何變化），此時就證明該設(shè)備存在著故障。針對這樣的情況，相關(guān)工作人員必須對其運(yùn)行情況進(jìn)行認(rèn)真檢查，盡快將問題解決，保證該設(shè)備始終起到對電氣設(shè)備的保護(hù)作用，確保整個系統(tǒng)順利運(yùn)行。圖1 為牌坊式深度指示器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 牌坊式深度指示器結(jié)構(gòu)

四、結(jié)束語

綜上所述，在當(dāng)前全球各個國家高度重視環(huán)境保護(hù)的背景下，變頻調(diào)速技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，該技術(shù)的原理及功能與可持續(xù)發(fā)展理念高度一致，不但能夠提升電氣自動化控制技術(shù)的控制效果，而且可以推動工業(yè)技術(shù)的變革，為我國工業(yè)生產(chǎn)能力的不斷發(fā)展注入生機(jī)和活力。考慮到該技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的重要作用，相關(guān)工作人員必須根據(jù)其技術(shù)原則及注意事項(xiàng)，切實(shí)加強(qiáng)對應(yīng)用現(xiàn)場的規(guī)劃，隨時關(guān)注各項(xiàng)參數(shù)的動態(tài)情況，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決。此外，還應(yīng)定期對電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，做好相應(yīng)的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)工作，確保電氣自動化設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量的同時也提高控制精度。