張港

摘 要 各種大功率電子器件的研發(fā)，相關(guān)理論已經(jīng)逐漸趨于成熟，交流傳動控制系統(tǒng)得到進(jìn)一步發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)顯著提高，在此基礎(chǔ)上變頻器擁有更為良好的控制精度，并廣泛應(yīng)用于電機(jī)拖動中。本文主要針對在電機(jī)拖動、控制領(lǐng)域中變頻器的具體應(yīng)用展開分析，希望給相關(guān)人員一些有效參考。

關(guān)鍵詞 變頻器;電機(jī)推動;電機(jī)控制

引言

基于電氣自動化的行業(yè)形勢，在電機(jī)拖動以及相關(guān)控制領(lǐng)域中，變頻器的使用已經(jīng)逐漸普及。變頻器將變頻技術(shù)以及微電子技術(shù)有機(jī)結(jié)合，通過在電機(jī)工作的過程中，將頻率改變，以達(dá)到對電動機(jī)加以控制的目的。就目前而言，其在電力行業(yè)內(nèi)具有良好的控制優(yōu)勢，有效促進(jìn)了電力系統(tǒng)的運(yùn)營與維護(hù)。

1變頻器基本功能

1.1 變頻調(diào)速

變頻器使電機(jī)中電源頻率、幅值被改變，進(jìn)而得到了電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場周期的改變，電機(jī)轉(zhuǎn)速更加平滑。通過內(nèi)部的可控加速功能，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的零速啟動，并根據(jù)用戶要求調(diào)整加速幅度。

1.2 變頻節(jié)能

變頻器在風(fēng)機(jī)、水泵中體現(xiàn)了絕佳的節(jié)能效果。機(jī)械設(shè)備在動力驅(qū)動設(shè)計(jì)中，為提高可靠性，會留出相應(yīng)的富余量。但是考慮到電機(jī)并不是每一次都處在滿負(fù)荷狀態(tài)，因此富余量將會造成一定的功率消耗。因此，變頻器的應(yīng)用可對水泵以及風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速加以調(diào)整，降低能耗。

1.3 功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能

基于變頻器內(nèi)部的濾波電容設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了無功損耗的補(bǔ)償，提高了電網(wǎng)輸出功率。

1.4 軟啟動功能

在全壓狀態(tài)下，啟動異步電動機(jī)，所產(chǎn)生的電流將會造成電網(wǎng)受到?jīng)_擊，還會使設(shè)備、線路受損，因此，借助變頻器的軟啟動功能，對電流予以限制，緩解電網(wǎng)沖擊。同時，該功能可對供電容量進(jìn)行擴(kuò)充，設(shè)備的使用壽命得到有效延長，減少了設(shè)備的后期維護(hù)[1]。

2變頻器原理以及應(yīng)用重要性

變頻器是實(shí)現(xiàn)頻率轉(zhuǎn)換的交感電源，為變速電機(jī)的運(yùn)用提供有效支撐。變頻機(jī)的作用主要集中在直接和間接兩個方面，直接作用體現(xiàn)在電機(jī)電壓、頻率等部分的調(diào)節(jié)，并且進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了范圍內(nèi)的電機(jī)速度無線調(diào)節(jié)。間接作用是節(jié)能節(jié)電，促進(jìn)電機(jī)自動化水平提升。節(jié)能節(jié)電主要體現(xiàn)在適當(dāng)調(diào)節(jié)各種設(shè)備中的傳入傳出流量，使其不僅與電機(jī)基本需求相符合，還能起到降低能耗的效果。變頻器的原理主要基于主電路下，對通過的電流進(jìn)行變頻調(diào)控，最終傳送到各個電路之中。

3變頻器在電機(jī)推動以及控制領(lǐng)域中應(yīng)用分析

在全壓或者減壓下啟動電機(jī)，這時產(chǎn)生的電流與定額定電流相比，有很大超出，不僅會導(dǎo)致電機(jī)設(shè)備本身受損，還會造成更大的功率損耗，電壓出現(xiàn)波動，整個電力系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，相關(guān)聯(lián)線路設(shè)備運(yùn)行受到影響。因此，相關(guān)人員為避免上述情況出現(xiàn)，擴(kuò)大了變壓器的容量，雖然維護(hù)了電壓的穩(wěn)定，但是造成了一定程度上的浪費(fèi)。

同時，當(dāng)電機(jī)處于全壓啟動狀態(tài)下，超大電流對電機(jī)自身損害十分嚴(yán)重，會導(dǎo)致電機(jī)老化速度加快，壽命縮短。而利用變頻器，可實(shí)現(xiàn)對電流的有效控制，在啟動電機(jī)時，使用變頻器中的軟啟動功能，能確保電流被控制在額定值范圍內(nèi)。同時，變頻器的加速時間控制了電流的上升速度，降低了啟動中的功率損耗，節(jié)能效果顯著，避免了浪費(fèi)情況的發(fā)生。

針對通用變頻器而言，其使用對象具有不確定性，因此，無法準(zhǔn)確對電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行預(yù)知，也就難以建立出磁通觀測器以及速度觀察器的模型，導(dǎo)致這兩種設(shè)備實(shí)際準(zhǔn)確性不足。因此，相關(guān)人員在此基礎(chǔ)上對變頻器加以優(yōu)化升級，目前電氣系統(tǒng)中使用的變頻器普遍具有自動調(diào)整功能，即針對部分參數(shù)可自動進(jìn)行測試設(shè)定。自動調(diào)整功能在完善中不斷細(xì)化，涉及種類繁多，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)設(shè)備各個部件的有效測試和設(shè)定。其中，長線調(diào)整法是對電機(jī)樞紐連接線設(shè)置，還可以對定子電阻加以測試設(shè)定。停止型調(diào)整是在電機(jī)處于靜態(tài)勵磁狀態(tài)下，分析具體的電流電壓數(shù)據(jù)，通過計(jì)算得出相關(guān)參數(shù)。旋轉(zhuǎn)型調(diào)整主要基于電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的運(yùn)行中產(chǎn)生的電流電壓參數(shù)情況，對其動態(tài)變化規(guī)律加以把控，使對象參數(shù)準(zhǔn)確程度更高。在線自動調(diào)整高跟那個可促進(jìn)多項(xiàng)參數(shù)的測試設(shè)定，包括負(fù)載慣量等，使模型在確立過程中得到更為準(zhǔn)確的參數(shù)支持[2]。

在變頻器的運(yùn)用中，應(yīng)注意結(jié)合電機(jī)拖動工作的實(shí)際需要，確定變頻器選型。選型前，根據(jù)運(yùn)行情況，判斷變頻器的應(yīng)用是否可以實(shí)現(xiàn)多臺電機(jī)的隨時啟動和停止。在不要求電機(jī)隨時啟動的情況下，應(yīng)著重對變頻器的容量選型，再進(jìn)行放大選型。在需要隨時啟動和停止電機(jī)的情況下，計(jì)算變頻器所需容量，應(yīng)先對電機(jī)在隨時啟動和停止?fàn)顟B(tài)下的額度功率之和進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果即為變頻器功率選型。

變頻器基于不斷的開發(fā)研究下，可實(shí)現(xiàn)調(diào)速范圍不斷擴(kuò)大，促進(jìn)了電機(jī)各個方面的良好改善，在電機(jī)拖動中發(fā)揮出巨大優(yōu)勢，電機(jī)拖動工作效率顯著提升，施工人員僅需要對電壓調(diào)節(jié)、電壓輸出頻率加以把控，就能完成變頻調(diào)速技術(shù)的有效應(yīng)用。在電機(jī)拖動、控制領(lǐng)域中，變頻器的應(yīng)用為其提供了有效的電流支撐。但是其在使用中技術(shù)較為復(fù)雜，控制方式繁多，因此，還存在各種各樣的使用問題和誤區(qū)。例如，認(rèn)為使用變頻器就可以實(shí)現(xiàn)電力的節(jié)省。這是不正確的，只有建立在能量守恒定律的基礎(chǔ)上，才能實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化，而能量本身不存在隨意出現(xiàn)和消失。變頻器并不能做到各個方面的不限制應(yīng)用，其具有自身運(yùn)用范圍。

4結(jié)束語

總而言之，變頻機(jī)具有良好的調(diào)速性能，為電力維護(hù)工作提供了良好的服務(wù)。同時，其節(jié)能性能顯著，滿足了電力系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的需要，得到了電力行業(yè)內(nèi)的廣泛認(rèn)可。相關(guān)人員應(yīng)著力在此方面的研究，建立在微控制器的相關(guān)理論基礎(chǔ)上，推動變頻器相關(guān)技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 呂小強(qiáng).變頻器在電機(jī)拖動及其控制領(lǐng)域的應(yīng)用分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（9）：172.

[2] 王新剛.變頻器在電機(jī)拖動及其控制領(lǐng)域的應(yīng)用[J].電子制作，2017（18）：81.