电气自动化控制中变频调速技术运用探讨

发表时间:2020/7/22   来源:《科学与技术》2020年2月第6期   作者:刘擎堂
[导读] 在社会经济和科技的发展支持下,越来越多的先进技术和自动化系统被人们应用到工业生产领域。

         摘要:在社会经济和科技的发展支持下,越来越多的先进技术和自动化系统被人们应用到工业生产领域。在工业生产领域,传统的工业电气控制系统运作不仅需要消耗较多的人力、物力和财力,而且还会对周围环境造成破坏。变频调速技术的出现和发展能够有效解决工业电气控制存在的问题,并为人们的生活、生产提供更多便利。为此,文章就变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用问题进行探究。
         关键词:电气自动化;变频调速技术;运用
         电气自动化控制技术正在不断地进步和发展,运用在人们生活中的方方面面,为生活和生产带来很多便利,但是电气自动化控制设备普遍耗电量都比较高,消耗的资源也相对较大。为了解决这一高能耗的问题,就需要借助变频调速技术,在提高整体效率和质量的同时又能够降低整体的能耗,做到双赢。变频调速技术的运用还能够避免一些传统工频技术的缺陷。
         一、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。
         二、电气自动化控制中变频调速技术的重要作用
         (一)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。
         (二)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。
         (三)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。
         三、变频调速技术的应用原理
         (一)变频调速节能
         电机在运行的时候转速与流量的一次方成正比的关系,其中功率和转速的立方也呈现正比的关系,通过计算可知,当电机的运行效率固定的时候,对流量的调节降低会导致转速也成比例的下降,从而导致功率与其的立方关系整体降低。


         (二)功率因数补偿
         功率较低的时候很容易出现电气设备发热的情况,会增加相关的线损情况。而且当电气自动化系统功率因素降低的时候,相应的有功功率也会随之减少,这时整体效率就降低了,电能的损耗将会增大,设备的整体使用效能都将进一步降低,造成资源的浪费和成本的损耗。变频调速器能够有效调整功率因素,从而达到功率因数补偿,减少无功损耗的情况发生。
         (三)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。
         四、变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用分析
         (一)变频调速技术在数控机床中的应用
         变频调速技术在数控机床中的应用能够减少资源、能源的消耗。因为从数控机床的实际运行情况来看,数控机床在运行的过程中往往会消耗较多的电能,能源的过度消耗不利于机床的高效率应用。将变频调速技术应用到数控机床领域,则是能够改变以往工频控制机床的操作模式,合理限定机床齿轮主轴速度的选择范围,从而在机床运行过程中实现对机床的精准维修保养。
         从实际应用情况来看,变频调速技术在数控机床中的应用不仅减少了资源、能源的消耗,节省了工业企业的运营成本,而且还有效提升了机床工作效率,达到了理想的应用效果。另外,在应用变频调速技术控制数控机床之后,使得数控机床本身的结构性能得到了优化和提升,减少了机床应用对大量金属材料的消耗。
         (二)变频调速技术在确保传感器稳定运行中的应用
         工业电气自动化系统的打造离不开传感器这一能够检测信号源物理装置的支持,同样,在传感器使用中也充分应用了变频调速技术。在传感器的作用下能够帮助相关人员更为全面的收集周围和机器操作相关的参数信息,从这些参数信息中提取自己所需要的转速信息,并将这些转速信息及时汇报个显示器,最终传递到工作人员的手中,为工作人员工作提供更为全面的数据信息支持。
         (三)变频调速技术在确保变频器稳定运行中的应用
         变频器在工业电气自动化控制中若得不到合理的使用,则容易导致各种故障的发生,因此,必须采取科学的保障措施,方能确保变频器的正常运行。从实际应用情况来看,变频器在受到其他电磁感应影响的情况下往往无法正常运行,针对这个问题需要相关人员采取设备回路配线和主线隔离的方式进行调节。而对于因为外界强光、震动所造成的变频器运行异常问题则是需要相关适当的增加遮光措施。
         五、结语
         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。
         参考文献
         [1]?关剑.变频调速在工业电气自动化控制中的运行思路探究[J].智能建筑与智慧城市,2017(8):69-70.
         [2]?王辉.变频调速技术在工业电气自动化控制中的运用探究[J].工程技术:文摘版,2017(12):00181.
        
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