电气自动化控制中变频调速技术运用分析 娄桂林

发表时间:2020/7/21   来源:《电力设备》2020年第9期   作者:娄桂林
[导读] 摘要:随着社会的发展,各项科学领域都得到了全面的进步,变频调度技术在电气自动化控制领域也得到了广泛的运用。
        (中国黄金集团贸易有限公司  北京  100101)
        摘要:随着社会的发展,各项科学领域都得到了全面的进步,变频调度技术在电气自动化控制领域也得到了广泛的运用。电机在运行的时候采用变频调速技术能够有效地降低整体的耗能,所以变频调速技术是符合现代社会节能环保理念的一项技术,也是可持续性发展的技术。借助于变频调速技术,可以实现电机工作运行状态的有效转化,进一步提高电气自动化控制效率。围绕电气自动化控制中变频调速技术运用进行探讨。
        关键词:电气自动化控制;变频调速技术;运用
        引言
        鉴于我国科学技术的不断进步和快速发展,企业在日常工作中应正确认识这些先进的技术手段,将这些新技术、新科学合理地应用到日常生产经营过程中,促进经济的有效增长。在保证运营效率的基础上实现效益。特别是在当前的业务发展过程中,企业之间的竞争日趋激烈,只有找到一条新的途径,在电气自动化的控制过程中,变频技术和调速技术才能得到科学合理的应用,这不仅能从根本上促进其良好的变频特性要得到充分的发挥,还要实现资源的优化配置。
        一、电气自动化控制中变频调速技术的重要作用
        1.保障设备的高效运行
        电机设备安全稳定的运行是各项工业生产能够正常顺利开展的基础,也是保证整体工作质量和效率的关键。想要更好地推动电机设备的运行就要使用电气自动化控制。引入电气自动化控制设备后能够促进电机设备更加高效地运转,而变频调速技术能进一步保证电气自动化控制设备的运行,加强设备的稳定运行。变频调控技术能够根据设备的运行情况进行调整,时刻保证整体运行状态的良好和稳定。
        2.推动变频技术的运用
        变频技术能够改变电源频率来对电机转速进行调整和控制,实现电气自动化控制持续平稳地工作。目前最好的调速方案就是使用变频器和节能变频器进行自动化控制。变频调速技术能够直接进行自动化调速,实现对电机、电源的全面调控,而且还可以实现实时监控,通过电流大小来进行精确的调节,利用高效调速缩小误差范围。在电气自动化控制中使用变频调速技术能够推动变频技术更多地运用在工业生产中。
        3.提高电气自动化控制水平
        变频调速技术是我国今后改革发展的一个大趋势,近年来变频调速技术一直在发展和更新。变频调控技术的引入能够提高电气自动化控制的整体水平,推动电气自动化控制技术水平的进一步提高。而且变频调速技术是能够根据运行状态来调整的一种调速技术,能够按照实际运行的情况来降低能耗提升效率,达到节能减排的效果,是符合时代发展进步的一种技术。
        二、电气自动化控制中变频调速技术的应用原理分析
        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。
        2.软启动节能
        自动化电气启动时的电流一般是额定电流的5倍,如果设备的电容量不足就会导致超额,长期也会降低整体电机设备的使用寿命。变频调速技术在软启动中的应用可以有效降低启动电流,设备可以不再需要高电容量,也减轻了电网冲击,让设备能够延长使用的年限。通用的变频器一般不能满足自动化控制的要求,因为其内部控制系数要求不够。变频调速技术能够让电机短时间内实现停机或者减速的命令,还能够减少相应的输出频率,降低整体的转速,达到降低消耗功率的目的。

而且当电机在进行减速的时候,转子电流相位相反引起电动机的制动转矩,如果使用大中型容量的变频器,就需要利用电源再生单元来达到能量回馈,从而节能减耗;如果使用小型容量的变频器,则是通过制动电路消耗电机的反馈能量。
        3.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。
        三、变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用
        1.在电机单元模型中的应用
        变频调速技术在电机单元模型中有着较好的应用,主要体现在以下几点:首先,由于变频调速技术的应用,变频调速系统的作用得以发挥,具体而言,变频调速系统可以依照电动机电压、电流等参数进行有效判断,利用数据采集方式进行电气自动化装置运行基本参数的检测,保证自动化装置的稳定运行。其次,变频调速系统数据报送与反馈效率较高,这也源于变频调速技术的应用。技术人员使用该技术,通过变频调速系统对数据信息及时报送到客户终端,与此同时,结合电流值还能进行细致规划,利用电机中磁体与轴承的转换方向加以对应数值的高效反馈,而且技术人员还能借此系统设定调频的时间以及速率,体现一定的高效性。最后,在电机单元模型中,变频器的选择是关键点,一般都会考察芯片功能。如果功能过关,结构优质的变频器就可以应用在系统中,通过传感信号进行数据编码,并与相应电路模块对应。另外,当处于电阻并联情况时,变频调速技术也有着较为重要的应用效果,关键在于变频器能够集合离散的部分,并向客户终端传送数据结果,实现阻值的均等,满足节能要求。
        2.变频调速技术在工业节能方面的应用
        工业电气自动化控制领域中,变频调速技术在其节能方面也具有较强的应用。有关研究表明,该技术在工业节能中具有较好的应用效果,有助于实现经济与环保效益的增加。这主要是因为变频器可以在电力系统中设定节点,以继电器作为控制中心,对电压回路进行规划。如果电压或电流超出了标准额定值的20%,则说明自动化系统的启动速率过高,出现了不必要的耗能情况。而且变频器系统中的预警中心会进行警报,指示灯也将由绿色变为红色,提示工作人员进行重置。
        3.在深度指示器保护中的应用分析
        工业电气自动化控制过程中,经营者往往会引进很多的工业设备,而深度指示器在工业设备运行中就起着重要作用。一旦深度指示器难以正常运行,很多设备的保护装置将会失效,不具有基本的保护能力,严重影响生产效率以及质量。基于此,深度指示器的应用极为关键。为发挥出深度指示器的功能效用,在深度指示器研发阶段,设计人员需要设置一个失效保护模式,而其中变频调速技术的应用为重点。当电机正常开机时,可以累积编码器收集的脉冲信号,并读取其中的数值。当数据没有产生任何变化时,该指示器就没有运行,说明不具有保护效力,这时应该对设备进行检测。如果检测设备开始进入爬行区状态,该指示器就会发出报警信号并进行处理;反之,则会采取制动措施并进行报警。
        结束语
        伴随人们对于科学技术思想认识的提高,越来越重视电气技术在工业生产中的应用。电气自动化控制系统就是再这种背景下应运而生,而变频调速技术在其中扮演着重要的角色,能够起到一定的交流变频效果,从而保障工业生产效率提高。所以,在未来发展过程中,有关企业应该重视变频调速技术的应用,掌握该技术在电机单元模型、深度指示器保护、电机组系统、工业节能等环节的应用要点,实现技术应用水平的提升。另外,有关企业仍需要加强该技术的研究与改进,进而促进该技术的发展,实现变频调速技术应用的真正价值。
        参考文献:
        【1】蒲亮.变频调速技术在电气自动化控制中的应用[J].电子技术与软件工程,2018(23).
        【2】王艺璇.电气自动化控制中变频调速技术运用探讨[J].技术与市场,2020,27(02):132-133.
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