盧憲強(qiáng)

山鋼集團(tuán)萊蕪分公司板帶廠，山東濟(jì)南，271104

0 引言

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)隨著我國(guó)信息技術(shù)的提升，正在不斷地發(fā)展，同時(shí)也在人們的日常生活和工作中發(fā)揮著非常重要的作用，為人們的日常生活與工業(yè)生產(chǎn)都帶來(lái)了非常多的便利。但是普通的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的耗電量比較大，對(duì)于資源的損耗也是一個(gè)非常嚴(yán)重的問(wèn)題，因此為了能夠有效地解決電氣自動(dòng)化設(shè)備燃耗高這一問(wèn)題，需要有效地借助變頻調(diào)換技術(shù)，在提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的效率和質(zhì)量的同時(shí)，又能夠有效地降低對(duì)于電力或者是其他能源的消耗，為人們的生活和工業(yè)生產(chǎn)都帶來(lái)非常大的好處。同時(shí)變頻調(diào)換技術(shù)也能有效地解決傳統(tǒng)的公頻技術(shù)中存在的問(wèn)題，合理地提高工業(yè)電氣自動(dòng)化控制水平，為電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)和保障。

1 變頻調(diào)速技術(shù)的重要性

1.1 提高了工業(yè)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的自動(dòng)化水平

近幾年，受我國(guó)社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的影響，工業(yè)領(lǐng)域得到了持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，同時(shí)也提高了社會(huì)的總體生產(chǎn)力。其主要原因就是在工業(yè)領(lǐng)域中的電氣自動(dòng)化設(shè)備的自動(dòng)化水平正在不斷地提高，有效地替代了人力的24小時(shí)生產(chǎn)作業(yè)，同時(shí)也提高了生產(chǎn)作業(yè)中的整體質(zhì)量水平，有效地避免了工人在開(kāi)展作業(yè)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的紕漏，使工業(yè)生產(chǎn)作業(yè)能夠更加高強(qiáng)度、高效率、高水平地完成[1]。在一定意義上來(lái)看，電氣自動(dòng)化設(shè)備的自動(dòng)化水平能有效體現(xiàn)我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的整體發(fā)展形勢(shì)。而變頻調(diào)換技術(shù)的應(yīng)用能夠有效地通過(guò)調(diào)節(jié)電源來(lái)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的速度、運(yùn)行模式和效率進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高了電氣自動(dòng)化設(shè)備的整體自動(dòng)化水平，同時(shí)也使我國(guó)的工業(yè)領(lǐng)域邁進(jìn)了全新的階段，大大提高了社會(huì)的總生產(chǎn)力。

1.2 優(yōu)化了工業(yè)技術(shù)生產(chǎn)體系

在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，也是對(duì)各項(xiàng)技術(shù)與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，能夠?qū)夹g(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分類與總結(jié)，同時(shí)還能夠有效地完善技術(shù)的應(yīng)用板塊，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展角度來(lái)看，相關(guān)人員對(duì)變頻調(diào)換技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，能夠有效地補(bǔ)充在應(yīng)用過(guò)程中所產(chǎn)生的問(wèn)題，有效地對(duì)技術(shù)的總體理論體系進(jìn)行優(yōu)化和完善，提高技術(shù)的整體價(jià)值，同時(shí)也優(yōu)化了工業(yè)技術(shù)的生產(chǎn)體系，為工業(yè)技術(shù)生產(chǎn)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展奠定了建設(shè)的基礎(chǔ)。

1.3 能夠有效地降低電氣自動(dòng)化設(shè)備的能耗

在工業(yè)電氣自動(dòng)化設(shè)備的使用過(guò)程中，如果無(wú)法根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)，增加電氣自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行效率，工業(yè)單位就必須要對(duì)各種電氣設(shè)備的復(fù)合能力進(jìn)行調(diào)換，這雖然在一定程度上確保了整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的日常運(yùn)行，但是也造成了大量的能源損耗，提高了生產(chǎn)的成本投入，而變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用正好能夠從基礎(chǔ)上解決這一項(xiàng)問(wèn)題，在確保電氣自動(dòng)化設(shè)備有一定的生產(chǎn)效率的同時(shí)，還能夠保證系統(tǒng)運(yùn)行的整體穩(wěn)定性，最大程度地降低電氣自動(dòng)化設(shè)備的能源損耗問(wèn)題。

1.4 推動(dòng)變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用

變頻技術(shù)的有效應(yīng)用能夠改變電源的頻率，對(duì)設(shè)備的轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效的調(diào)整和控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制?，F(xiàn)階段對(duì)于電氣自動(dòng)化控制最好的調(diào)速方案就是充分地利用變頻器和節(jié)能變頻器來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制。而變頻調(diào)速技術(shù)能夠直接對(duì)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行調(diào)速，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源的全面控制，同時(shí)還能夠?qū)﹄娫吹氖褂们闆r進(jìn)行有效監(jiān)督，通過(guò)電源中電流的大小來(lái)調(diào)節(jié)電氣自動(dòng)化的電流情況，利用高速度的調(diào)換來(lái)縮短誤差?？偟膩?lái)說(shuō)，在電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中合理地應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，能夠推動(dòng)變頻技術(shù)在其他各項(xiàng)工業(yè)生產(chǎn)中的合理應(yīng)用。

2 變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用原理與特點(diǎn)

變頻調(diào)速技術(shù)就是為了能夠滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需求而發(fā)明的一種新型的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，其是通過(guò)對(duì)電源的輸出情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，來(lái)有效地轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，使設(shè)備的變頻調(diào)速工作能夠達(dá)到自動(dòng)化的水平。

2.1 變頻調(diào)速技術(shù)所涉及的部件

變頻調(diào)速技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中會(huì)涉及以下幾個(gè)部件：首先是自適應(yīng)電動(dòng)機(jī)模型單元，這個(gè)單元部件作為變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中最為核心的部件，在實(shí)際使用過(guò)程中，其主要的功能就是對(duì)發(fā)電機(jī)的電壓、電流等信息進(jìn)行查看，對(duì)其實(shí)際正常的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制，同時(shí)還能夠?qū)﹄妱?dòng)機(jī)的電壓、電流數(shù)據(jù)進(jìn)行了解，幫助相關(guān)工作人員掌握電動(dòng)機(jī)的實(shí)際情況，同時(shí)也為電氣自動(dòng)化后期的工作提供保障和支持；其次是轉(zhuǎn)矩比較器和磁通比較器，這兩個(gè)比較器的主要作用就是能夠?qū)⒎答伒臄?shù)值來(lái)進(jìn)行綜合的比對(duì)，通過(guò)置環(huán)調(diào)節(jié)器來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)矩和磁場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行反映，幫助工作人員更好地掌握轉(zhuǎn)矩和磁場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況；最后是脈沖優(yōu)化選擇器，它能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)于芯片的控制和處理，在處理完芯片的相關(guān)信息之后能夠設(shè)置調(diào)換的信號(hào)源，同時(shí)還能夠編寫五個(gè)模塊的電路。

2.2 變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

在變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，主要有以下三個(gè)特點(diǎn)：第一，經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，在現(xiàn)階段我國(guó)大部分工業(yè)電氣自動(dòng)化發(fā)展領(lǐng)域中，對(duì)于變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用逐漸廣泛，同時(shí)也在不斷地提高變頻調(diào)速技術(shù)的研發(fā)程度，在積累豐富的變頻調(diào)換技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，還能夠不斷地完善變頻調(diào)換技術(shù)的相關(guān)理論體系，有效地減少變頻調(diào)換相關(guān)設(shè)備的成本投入，相比于其他的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)來(lái)說(shuō)，變頻調(diào)速技術(shù)具有一定的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，能夠有效地降低工業(yè)單位的成本投入；第二，通用性，變頻調(diào)換技術(shù)相比于其他電氣自動(dòng)化控制技術(shù)來(lái)說(shuō)，變頻調(diào)換技術(shù)功能模塊比較完善，具有一定的通用性，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是變頻調(diào)換技術(shù)設(shè)備能夠適用于大多數(shù)的工業(yè)生產(chǎn)中；第三，優(yōu)化性，現(xiàn)階段變頻調(diào)換技術(shù)的理論體系和設(shè)備模塊仍然在不斷完善的階段，電氣自動(dòng)化設(shè)備的整體運(yùn)行效率、穩(wěn)定性都有了一定的提高，同時(shí)還能夠?qū)υO(shè)備的整流逆變單元的發(fā)展實(shí)現(xiàn)一體化。

2.3 變頻調(diào)換技術(shù)的應(yīng)用原理

2.3.1 變頻調(diào)速節(jié)能

在變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，設(shè)備的轉(zhuǎn)速和能源損耗是成正比的，其中功率與轉(zhuǎn)速的立方也是成正比的，通過(guò)相關(guān)的計(jì)算公式可以得出，設(shè)備的整體運(yùn)行效率在不變的情況下，如果降低流量，則會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)速降低，使功率與其他的立方關(guān)系整體降低[2]。

2.3.2 功率因數(shù)補(bǔ)償

在設(shè)備的整體功率較低的情況下，很容易出現(xiàn)電氣設(shè)備發(fā)熱的問(wèn)題，造成電路的損壞。而當(dāng)電氣自動(dòng)化技術(shù)的功率降低時(shí)，相應(yīng)的功率也會(huì)隨之降低，整體的效率就會(huì)減少，對(duì)于電能的時(shí)耗便會(huì)增大。而電氣自動(dòng)化設(shè)備對(duì)于電能的整體使用效果會(huì)進(jìn)一步地降低，造成資源的浪費(fèi)，而變頻調(diào)速設(shè)備能夠有效地對(duì)設(shè)備的功率進(jìn)行調(diào)整，使功率達(dá)到因數(shù)補(bǔ)償?shù)男Ч瑴p少對(duì)于能源的不必要損耗。

2.3.3 軟啟動(dòng)節(jié)能

在電氣自動(dòng)化設(shè)備啟動(dòng)過(guò)程中，電流一般都是特定電流的5倍。如果電氣自動(dòng)化設(shè)備的電流容量不足，便會(huì)導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)超額的情況，嚴(yán)重地影響了電氣自動(dòng)化設(shè)備的使用壽命，而變頻調(diào)速技術(shù)能夠在軟啟動(dòng)過(guò)程中降低電流的浪費(fèi)，設(shè)備可以不需要高電容量，也能夠減輕電流的沖擊，延長(zhǎng)設(shè)備的整體使用壽命。在平常比較通用的變頻調(diào)速設(shè)備中，一般不能夠滿足自動(dòng)化的相關(guān)要求，主要是因?yàn)檫@種變頻調(diào)速設(shè)備的控制系數(shù)不高。而變頻調(diào)速技術(shù)能夠有效地讓電機(jī)在短時(shí)間內(nèi)便實(shí)現(xiàn)停機(jī)或者是減速，有效地減少了對(duì)于電流輸出的效率，降低了設(shè)備的整體轉(zhuǎn)速，達(dá)到了節(jié)能低耗的目標(biāo)。而電氣設(shè)備在減速的過(guò)程中轉(zhuǎn)子的電流相位相反，便會(huì)引起電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)。如果使用的是比較大型容量的變頻器，就需要有效地利用電源來(lái)達(dá)到能量反饋，使其達(dá)到節(jié)能減耗的目的，如果使用的是小型的變頻器，便可以通過(guò)制動(dòng)電路消耗電機(jī)的反饋能量。

3 工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用

變頻調(diào)速技術(shù)的出現(xiàn)在一定程度上滿足了電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，因此變頻調(diào)換技術(shù)在工業(yè)電器自動(dòng)化控制技術(shù)中得到了充分的應(yīng)用，相比于傳統(tǒng)的公平技術(shù)而言，變頻調(diào)速技術(shù)具有更多的優(yōu)勢(shì)，在技術(shù)的應(yīng)用上能夠更加符合節(jié)能減耗的目標(biāo)，同時(shí)還能夠有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)的工頻技術(shù)所存在的問(wèn)題，全面地提高工業(yè)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的水平。

3.1 變頻調(diào)速技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，能夠有效地節(jié)約資源，降低能源的損耗，對(duì)于能源的過(guò)度損耗也不利于數(shù)控機(jī)床的高效率運(yùn)行，而在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)能夠有效地改變傳統(tǒng)的公頻控制機(jī)床的模式，合理地控制機(jī)床齒輪軸軸速度的范圍，在數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的維修與保養(yǎng)[3]。從實(shí)際的變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用情況來(lái)分析，變頻調(diào)速技術(shù)不僅減少了對(duì)于能源的損耗，還節(jié)省了相關(guān)單位的整體成本投入，提升了數(shù)控機(jī)床的整體運(yùn)行效率，使其能夠符合現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)方向。除此之外，在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用變頻調(diào)控技術(shù)之后，優(yōu)化和完善了數(shù)控機(jī)床的自身結(jié)構(gòu)性能，減少了數(shù)控機(jī)床在日常工作中對(duì)于金屬材料的損耗，如圖1所示。

圖1 數(shù)控機(jī)床中的變頻裝置

3.2 變頻調(diào)速技術(shù)在發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用

在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)運(yùn)行過(guò)程中，通常會(huì)依賴對(duì)于外部能源的傳送，在整個(gè)傳送過(guò)程中不僅會(huì)消耗大量的人力物力財(cái)力，還會(huì)損耗大量的資源和能源，因此為了能夠有效地節(jié)省資源損耗與成本的投入，大部分電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)都會(huì)在自身裝備發(fā)電系統(tǒng)，而變頻調(diào)速技術(shù)在電氣自動(dòng)化發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用也非常重要。其主要是表現(xiàn)在變頻調(diào)速技術(shù)，能夠有效地減少發(fā)電系統(tǒng)的偏差，避免因?yàn)殡娏鞫鴮?dǎo)致整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。除此之外，變頻調(diào)速技術(shù)在發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用還能夠?qū)﹄娏鬟M(jìn)行有效地控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力能源的合理配置，降低整個(gè)工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的成本投入。

3.3 變頻調(diào)速技術(shù)在深度指示器設(shè)備中的應(yīng)用

變頻調(diào)速技術(shù)能夠?yàn)樯疃戎甘酒髟O(shè)備提供相應(yīng)的防護(hù)措施。在電氣自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)使用到很多種包裝措施來(lái)預(yù)防工業(yè)電氣自動(dòng)化設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障等一系列問(wèn)題，提高生產(chǎn)系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。但是在工業(yè)電氣自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，深度保護(hù)器有著非常重要的作用，當(dāng)深度指示器設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，會(huì)出現(xiàn)大范圍的設(shè)備連鎖反應(yīng)，造成經(jīng)濟(jì)損失，因此在深度指示器設(shè)備中應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，能夠有效地為相關(guān)設(shè)備提供保護(hù)預(yù)防措施。在深度指示器設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中會(huì)定期地在一定時(shí)間內(nèi)對(duì)于重復(fù)疊加的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，在處理過(guò)程中如果深度指示器的設(shè)備與數(shù)據(jù)信號(hào)并沒(méi)有出現(xiàn)異常，而裝置的整體運(yùn)行狀況出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，表明深度指示器出現(xiàn)了故障，因此變頻調(diào)速技術(shù)能夠及時(shí)地對(duì)故障做出反應(yīng)，切斷深度指示器裝置與其他設(shè)備之間的聯(lián)系，并對(duì)裝置的故障進(jìn)行預(yù)警和防護(hù)[4]。

3.4 變頻調(diào)速技術(shù)在設(shè)備安全保障中的應(yīng)用

在變頻調(diào)速相關(guān)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)受到外界因素的干擾而出現(xiàn)各類故障，針對(duì)這一系列問(wèn)題，通常會(huì)采取相應(yīng)的設(shè)備安全保障措施，而設(shè)備安全保障措施也是變頻調(diào)速技術(shù)的重要組成內(nèi)容。首先，配線與主線隔離運(yùn)行措施，配縣與主線隔離運(yùn)行是一項(xiàng)重要的保護(hù)措施，能夠?qū)烧哌M(jìn)行隔離，降低電磁反應(yīng)對(duì)于變頻調(diào)速設(shè)備所造成的影響。其次，遮光措施，能夠在變頻調(diào)速設(shè)備的周邊區(qū)域進(jìn)行遮光棚的搭建，降低光照強(qiáng)度對(duì)于設(shè)備產(chǎn)生的影響。最后，設(shè)備底座加墊橡膠措施，主要是在變頻調(diào)速設(shè)備的底座設(shè)置加墊橡膠墊等減振材料，避免因?yàn)閺?fù)雜的生產(chǎn)作業(yè)對(duì)于變頻調(diào)速設(shè)備的整體運(yùn)行情況造成影響。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，變頻調(diào)換技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中的應(yīng)用，是現(xiàn)階段節(jié)能環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展理念的要求，同時(shí)也是自動(dòng)化控制技術(shù)持續(xù)發(fā)展的必然措施。而變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用能夠有效地促進(jìn)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的創(chuàng)新，為人們的日常生活和工作帶來(lái)源源不斷的便利條件，通過(guò)應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，能夠進(jìn)一步提高電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的精確度，有效地降低電氣自動(dòng)化設(shè)備的能源損耗，降低工業(yè)單位的成本投入，提高工業(yè)生產(chǎn)的整體經(jīng)濟(jì)效益。