工业电气自动化控制中变频调速技术的实践运用论文_赵京儒,夏金飞

工业电气自动化控制中变频调速技术的实践运用论文_赵京儒,夏金飞

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摘要:变频调速技术是电气控制技术发展的产物,在实践过程中满足工作需要。由于变频调速技术出现后,在工业相关领域得到了很好的响应。随着工业的发展,使用范围不断扩大。随着工业应用领域的不断实现,其特定性能也逐渐得到提升,其特点的升级和完善对工业生产具有重要意义。

关键词:工业电气;自动化控制;变频调速技;运用

前言:工业作为我国重要的经济支柱产业对国家的经济发展和社会繁荣起到了重要的作用。提高工业生产效率,降低能源消耗会显著提高工业企业的利润和技术附加值,实现工业的健康绿色发展。利用变频调速技术,能有效提高工业自动化生产中电机驱动效率,降低电能消耗,并提高系统的稳定性和电网适应性,在整体上提升了工业自动化系统的性能和可靠性。在传统电力系统发展中,大多数运行工作都需要人工来参与与维持,过分依赖于人工操作。现如今,智能化、信息化及其自动化等处于不断发展与完善中,自动化在当前社会的各个领域中发挥了重要的作用,具有与时俱进的基本特征。电力系统作为我国电网发展中必不可少的重要内容,在其中引入电气自动化技术,将会是大势所趋。特别是当前高速发展的城市电网、各种通信技术等的发展,对于电网自动化的要求,日益呈现出更高的要求。在第四次智能革命到来之前,实现电力系统的自动化控制与操作,积极转变传统的人工操作与运行模式,有助于提升电力系统的运行效率,推进电力系统安全性与经济性的提升。

1变频调速技术涵义及应用价值

1.1变频调速技术简述

变频调速技术的主要原理是根据电机转速与电源输入频率成正比的关系:数学表达式为n=60f(1-s)/p,其中n代表电动机转速,f代表电源频率,s是转差率,p代表电动机的极对数,通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。工业变频器便是基于上述原理研发设计的,并广泛应用于工业电气自动化系统中。

1.2变频调速技术在工业电气自动化系统中的应用价值

自动化技术的显著优点是能有效提高工业生产效率,变频调速技术继承发扬了这一优点,与自动化技术的有效融合,很大程度上提高了工业电气生产的自动化水平和生产效率。工业产业作为现代社会的产业支柱,对能源的消耗量是巨大的,且电力传动系统表现出了非常明显的复杂性,在电气系统运行过程中,电动机长时间处于正转反转、低速高速频繁切换的状态下运行,利用变频调速技术可保障其安全可靠的运行,减少在运行过程中对电气设备的磨损,从而有效节约设备维护成本,增加工业企业的生产经营效益。

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2变频调速技术的原理

变频技术是一项比较复杂的技术,根据其工作的具体要求,主要运用了磁极对数、电机转速与电源之间的关系,可以将其定义概括为,式中的n代表电动机运作的速度,f代表电机输出的频率,p为电动机的磁极对数,电动机在工作过程中,主要通过编写程序控制它的转速与电源,以达到改变工作频率,进而能够实现对电机转速进行控制的目标。变频调速技术主要包括自适应电机模型、脉冲优化选择器以及比较器等三部分构成,自适应电机的模型主要功能是对电动机工作的电压、电流进行控制,以达到识别电机工作性质的目的。

3变频调速技术在工业电气自动化控制系统中的实际应用

3.1V-F控制技术

V-F控制技术是指保证输出电压与控制频率成正比,使电机的磁通量保持一定,避免出现弱磁场和磁饱和现象。V-F控制模式主要应用于风机水泵类负载节能变频器,由压控振荡器实现。V-F控制的原理是产生一种振荡频率电路,称为压控振荡器,它是一种受电压变化而产生电容变化的压敏电容器。当电压变化时,它的电容量就会发生改变。电容的变化会引起振荡频率的变化,产生频率的变化,将此控制频率用于输出电压的频率,使被控制电机的转速发生改变。

3.2矢量控制技术

矢量控制技术是基于转子磁场定向的采用矢量变换方法对定子电流的激励分量和转矩分量进行解耦。实现了对交流电动机磁通量和电流分别进行控制的目的,使电机获得更好的静态和动态性能。

3.3直接转矩控制技术

在矢量控制技术应用广泛之后,德国诞生了一种新型的高性能变频调速技术——直接转矩控制(DTC)。和矢量控制相比,直接转矩控制技术具有更为优化的性能。它采用电子磁场定向,不需要对电流进行解耦,可以直接控制电机的磁通量和转矩,从而得到更快速的转矩响应。

3.4数字控制技术

随着计算机和电子信息技术的快速发展,数字控制技术成为了变频调速技术未来发展的主流趋势,数字控制技术计算速度快,控制精度高,能有效提升电机驱动性能和效率,同时降低了运行噪声。此外,采用数字控制技术的变频器体积会缩小很多,比传统的矢量控制和直接转矩控制具有更明显的优势。

结束语:

综上所述,在工业电气自动化系统中,利用变频调速技术能够有效提升系统的可靠性和稳定性,提高系统对电源的适应性,同时能节约大量电能,提高工业企业的生产效率并降低能源成本,为企业带来更高的经济效益,变频调速技术在广泛的应用中获得了长足的发展和进步,未来应继续进行完善和创新工作,提高我国工业生产的自动化水平。

参考文献:

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[5]田峰.变频调速在工业电气自动化控制中的运行思路探究[J].水力采煤与管道运输,2018(04):104-105.

论文作者:赵京儒,夏金飞

论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期

论文发表时间:2019/4/28

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