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电力电气拖动系统自动化控制的设计任务分析李红娣

发表时间：2020/8/5 来源：《基层建设》2020年第10期作者：李红娣

[导读] 摘要：随着科学技术的发展，电力拖动控制系统在各领域的应用更加成熟，将自动化技术应用到电力拖动系统，可以提升电力拖动的自动化水平。

        身份证号码：41052719770531xxxx 河南安阳 455000
        摘要：随着科学技术的发展，电力拖动控制系统在各领域的应用更加成熟，将自动化技术应用到电力拖动系统，可以提升电力拖动的自动化水平。相关部门要加强电气拖动系统自动化控制的设计，更好的满足人们的用电需求。
        关键词：电力；电气拖动系统；自动化控制；设计
        引言
        电力电气拖动系统主要由电动机、自动控制等装置组成，其能够将电能转化为机械能。自动控制装置能够控制电动机，从而调节电动机的转速、起动等功能，进而实现机械设备的自动化控制。电力电气拖动系统在很大程度上提升了电气系统的工作效率和供电安全，减少了人力成本的投入，对我国电力事业的发展有很大的帮助。
        1电力拖动系统自动控制的原理
        电力拖动系统在企业的生产运营过程中有着很重要的作用，工作人员能够借助这一系统来了解发动机运行的状态和情况，管理者在掌握了相关信息后，能够更加清晰地了解企业目前的运行状况，所以这一系统对企业的正常生产过程有着直接影响。电力拖动系统本身就是一个复杂的系统，以电器设备为核心部件，并由很多辅助的构件来共同组成。电力拖动系统要想实现自动化控制，只有借助计算机系统来提供途径和支撑。在计算机系统的支持下，电力拖动系统在原本功能的基础上，能够进一步实现显示信息、运行连锁的显示以及增强安全保护等作用，极大地提升了电力拖动系统的实用性。而且电力拖动系统的自动控制有很强的适用性，工作人员可以根据不同的生产环境，借助计算机系统来设计专门的自动化控制方案，这样就使得电力拖动系统更能够满足生产过程中的实际需求
        2电气控制系统的基本设计任务
        电气控制系统的设计要以生产机械的使用要求为基础，制定相关的图纸并收集各项资料，其中包括电气原理图、接线安装图等。在该系统设计的初期，不论是技术还是产品其设计过程都与整体质量和消耗成本息息相关，所以设计人员要建立有效的设计方案，保障电气控制系统的设计满足应用要求。通常，在设计时要完成以下任务：第一，掌握设备相关技术和使用时设备的工作流程，为电气设计提供足够的理论依据，掌握生产机械的需求内容，确保设计与需求相符；第二，对设计方案进行反复的优化和改善，不仅要满足生产机械的使用要求，还要做好经济分析，选择性价比最高的方案，尽可能采用简单、先进、便于维修的电路；第三，科学筛选电器元器件，尽可能统一品种和规格；第四，统一平均无故障时间指标，保障系统具有安全性和可靠性；第五，选择可靠的新设计技术和生产工艺；第六，严格遵守相关的国家规定和规范。
        3电力拖动自动控制系统设计策略
        3.1合理选择电动机
        电动机是电力拖动自动控制系统中非常重要的组成部分，倘若电动机的选择不合理，或者是维护不到位，将有极大的可能会出现生产效率低下、故障频发的现象。基于此，在进行电力拖动自动控制系统设计时需要结合企业生产实际需求，从技术性、经济性的角度予以综合考虑，还要思考后期养护管理是否具有便利性，以此为依据选择合适的电动机，确保电动机与企业生产系统相契合，进而给企业生产活动的顺利开展增添助力。现如今比较常见的电动机是交流异步电动机，这类电动机的操作简单，运行稳定，可以满足绝大多数机械设备的调控要求，但是那些功率较大的生产机械则需使用直流电动机。
        3.2明确设计方案
        从某种角度来说，电力拖动系统自动控制设计离不开合理化的设计方案，要具有较好的可行性、正确性。

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设计人员必须坚持具体问题具体分析的原则，从实际出发，结合各方面情况，运动要求、零部件具体加工精密度等，制定“科学、合理”的设计方案，科学选择电动机，明确传动方式、运行形式等，科学设计电力拖动系统硬软件。同时，设计人员还要多层次优化拖动形式，巧妙利用直流以及集中拖动形式，准确把握应用其中的电动机总数量、各方面参数。
        3.3　电器控制线设计
        控制线路的设计要以生产要求、性质、作业环境等因素为基准，根据实际需求进行线路的匹配。要尽可能保障控制线路的安全性和经济性，选择操作简单、维修方便的线路设计方案。在线路设计时，通常要遵守以下原则：第一，设计人员要对生产要求有所了解，因为控制线路对设备使用质量有直接影响，所以一定要按照实际要求进行设计。尽可能满足机械生产和工艺技术的需求；第二，以满足生产条件为基础，选择最经济的设计方案。尽可能减少触头、电器等部件的数量，选择标准、常用且质量过关的线路，在实际应用时，要避免导线的浪费，将导线的使用长度控制在最小，并且控制通电电路，从多个方面入手，节省电器控制线的设计成本；第三，以安全性和可靠性为主要设计目标。为此，要选择高质量的元器件，确保电器触头、线圈的正确连接。避免电器的多次动作，避免电路出现过压、短路、欠压等问题，针对这些问题设计相应的保护环节；第四，尽可能简化控制机构的操作步骤，并制定简单的维修方案，从而提升控制方式的转换速度。即使电路具有复杂性，其基本组成单元依旧没变，设计人员在实际设计时，要根据实际需求进行方案和设备的选择，保障各个环节的衔接，进而提升设计质量。
        3.4调节器设计，构建数学模型
        在设计中，设计人员要根据电力拖动系统特点，科学设计调节器，即转速调节器、电流调节器，串联的基础上，发挥二者反馈作用，即转速负反馈、电流负反馈。简单来说，转速调节器输出就是电流调节器输入，电流调节器输出的一系列信号受到晶闸管整流器触发装置自动化控制。应用其中的转速以及电流调节器大都采用的是PI调节器。此外，在设计电力拖动系统中，设计人员需要根据系统各组成部件特征、性能等，构建合理化的数学模型，列出对应的空间方程，进行相关计算，按照相关规定，进行合理化调整，确保设计的电力拖动系统具有较高的精准度，顺利实现自动控制，更好地应用到生产实践中，有效提高生产效益。
        3.5电力拖动自动控制系统的安全防护
        电力拖动自动控制系统的安全防护非常重要，它的建设是保证整个自动控制系统安全稳定运行的前提条件。一般而言，电力拖动自动控制系统的安全防护建设主要包括以下几个方面：（1）短路防护建设。短路是系统设备常见的安全故障，它的发生与设备绝缘体的损害、电流过大等因素有关。发生电流短路之后，相关的电气设备及电力拖动自动控制系统本身会遭受严重的损害。因此，电力拖动自动控制系统在安全防护的设计上要有短路保护方面的内容。（2）过热防护建设。电气设备在长时间使用之下几乎都难以避免过热情况的发生，它所造成的后果是电动机等设备被烧毁或损坏，从而无法继续工作。因此，在安全防护建设中，可以通过定时替换设备的方式来避免过热现象的发生
        结语
        综上所述，在电力电气拖动系统中，为了确保系统的有效运行，就要做好系统自动化控制的设计，掌握各部分的设计任务，根据实际需求确保设计内容的科学性和合理性，最大程度减少和避免系统运行故障事件的发生，为企业生产的稳定高效保驾护航。
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        [3]楚会涛.电力拖动系统的自动控制和安全保护[J].大科技，2019（12）：58-59.
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