电气自动化控制中变频调速技术运用分析

发表时间:2020/6/30   来源:《电力设备》2020年第6期   作者:陈雅妮
[导读] 摘要:结合当前发展情况来看,电气自动化技术已经在电气工程中得到了全面推广与应用,至少在远程控制、实时监测、集中化控制等方面实现了技术应用目标。
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        摘要:结合当前发展情况来看,电气自动化技术已经在电气工程中得到了全面推广与应用,至少在远程控制、实时监测、集中化控制等方面实现了技术应用目标。然而,从客观角度上来看,因电气工程自动化控制水平尚未达到先进技术水平,在部分应用层面上还是存在一定的问题,亟待解决。如电气自动化控制设备能耗问题明显、资源浪费问题明显。为及时解决高能耗问题,行业内部主张应用变频调速技术,在缓解高能耗问题的同时,深化设备运行质量与运行效率。鉴于变频调速技术的重要性,建议操作人员应该严格按照变速调频技术原则及要求,准确无误地落实变频调速技术内容。
        关键词:电气自动化;变频调速技术;运用
        1变频调速技术概述
        变频调速技术是指为了满足现代化工业生产发展需要而出现的一种新型技术形式,变频调速技术的工作原理是通过调节电源输出频率来改变电机的转动速度,从而达到自动化变频调速的发展目的。
        变频调速技术的实现会涉及到以下几个部件:第一,自适应电动机模型单元。这个单元是变频调速技术中最为重要的零部件,使用过程中的主要功能是查看电动机的电压、电流等信息是否处于正常运行的状态,通过了解电流、电压参数能够帮助相关人员全面的掌握电动机的参数信息,为工业电气自动化后期工作提供有力支持。第二,转矩、磁通比较器。这两个比较器的应用作用是将反馈数值和参考数值进行综合比较,通过滞环调节器来输出转柜和磁场的状态信息,从而帮助相关人员更好的掌握转柜和磁场的运行状态。第三,脉冲优化选择器。脉冲优化选择器能够实现对芯片信息的有效处理,在处理完成之后设计调制信号源,同时编写五个模块组成的电路。
        2 电气自动化控制中变频调速技术的应用原理分析
        2.1 变频调速节能
        关于变频调速节能的实现原理,主要可以从电机运行转速与流量之间的作用关系方面入手。一般来说,电机运行期间转速与流量的一次方互成正比例关系。其中,在功率与转速的立方也互成正比例关系。根据大量实践经验来看,当电机运行效率保持不变时,流量调节作用有所降低,促使转速速率呈现出比例下降趋势。同理,功率与其的立方关系之间也会呈现出比例下降趋势。
        2.2 功率因素补偿
        电气设备运行过程中如果出现功率较低情况时,容易造成设备发热问题,会进一步加剧线损消耗程度。同时,电气自动化系统功率因素有所降低,对应的有功功率会明显减少,整体运行效率降低,电能消耗问题增加,不利于设备整体的运行效率。而通过应用变频调速器设备可以按照自身功率因素补偿特性,减少无功损耗问题的出现,并达到一定的功率因素补偿效果,利于促进电气设备的高效运转。
        2.3 软启动节能
        变频调速技术在软启动应用中可以通过降低启动电流,减轻电网冲击问题,确保设备运行寿命得以延长。结合以往的经验来看,普通的变频器在运行方面难以达到自动化控制功能,究其原因,主要是因为内部控制系数要求难以满足软启动节能要求。而通过应用变频调速技术可以让电机设备在短期之内按照自身运行状态,执行停机或者减速的命令要求。在减少输出频率的同时,降低整体转速速率,实现节能减耗的功能作用。同时,在电机减速期间,转子电流相位相反会引发电动机设备出现制动转矩的效应,减少能耗问题。
        3变频调速技术在电气自动化控制中的运用
        变频调速技术的产生很好适应了电气自动化控制的相关要求,所以也广泛运用在电气自动化控制中。相对于传统的工频技术,变频调速技术要更加优秀,技术上也更加符合节能的整体发展趋势,能够弥补原来传统工频技术的许多缺陷,全面提升电气自动化控制的水平。


        3.1自适电动机模型单元
        变频调速技术引入之后能够对电动机的输入电压和电流等数值进行检测,并且对电动机的各项参数进行识别。电动机模型单元是转矩直接控制中重要的组成部分,引用变频调速技术之后,转速的精度控制超过0.5%,并且能够进行闭环转速反馈,达到有效运用的目的。而且自适电动机模型单元能够对电气自动化控制系统的工作情况进行了解,从而选择出更加适合的闭环转速。
        3.2脉冲优化选择器
        变频调速技术在脉冲优化选择器中的运用主要是通过芯片对信息进行一定的分析和处理,再对OFDM调制信号源进行相应的设计。同时,也能够对五大模块缩成的电路进行编写,从而实现各大模块所对应的相应功能。在进行相关操作的时候,很容易出现电解电容器容量离散性过高的情况,导致承受电压不相等的情况。这种情况发生后会影响整个系统的有效运行,这时必须采取一些措施来缓解,最有效的就是在电容旁分别并联阻值相同的均压电阻。为了进一步保证整个系统的安全运行,往往还会对浪涌电流进行抑制,保证电路运行的时候能避免整流电路被烧坏。
        3.3深度指示器保护
        深度指示器是电气自动化控制中重要的组成部分,如果深度指示器发生相应的故障,将会导致保护装置失效,无法检测到危险的情况而引发重大的事故。所以在开发设计深度指示器的时候,都要设置好相应的保护装置,保证它可以处于稳定安全的状态,保持正常的工作状态。引入变频调速技术后,能够对编码器采集的脉冲数信号进行记录,若数据没有变化,则可以判断出深度指示器已经出现了异常,就应该及时地对深度指示器进行检查,解除它的异常情况,恢复其正常的运行状态。
        3.4节能系统的应用
        与西方发达国家相比之下,我国的电机系统由于调节方式落后的问题,大部分的风机、泵类机械的调节问题,依然使用的是机械挡板节流的方式进行处理的,导致电机的效率与发达国家相比,十分落后,我国电机效率与发达国家水平相比低了百分之三十左右。相关的专家表示,使用先进的电力电子变频调速方式,取代以往传统的直流电机调速方式,可以有效的提升电机工作效率,达到节能的作用。变频调速电机也由此而生,据有关统计显示,迪亚比变频调速电机,可以使相关电机设备的生产效率大大提升、有明显的节能作用。如果也节电率百分之二十来计算,我国每年可以节省五百九十九亿度电,可以减少两千万吨的发电用煤,以及五十万吨二氧化硫排放和一千二百万吨的二氧化碳排放。变频电机的高效、节能作用住家被人们所熟知,同时变频器在电机市场的也得到了良好的发展。目前我国交流电机变频调速市场的发展速度,正在以每年百分之十二的速度增长,各种高、低压变频器在电机市场中得到推广和使用。有关统计数据显示,二零一七年,随着下游行业景气度稳步提升,变频器市场规模也大幅反弹。二零一七年变频器规模约为一百八十九点九亿元,同比增长约百分之十六点五。
        结束语:综上所述,变频调速技术在工业电气自动化发展中的应用具有良好的应用效果,不仅能够优化数控机床的运行,而且还能够确保变频器、传感器的有效应用,提升整个工业电气发电系统的运行成效。为此,在新的历史时期需要相关人员结合工业电气自动化领域发展实际情况,就如何更好的将变频调速技术应用其中进行策略分析。
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