變頻器在電氣傳動自動控制中的應(yīng)用

李猷鳳

(武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院，武漢 430050)

1 電氣傳動自動控制系統(tǒng)

隨著電氣技術(shù)水平的快速提升，工業(yè)領(lǐng)域中出現(xiàn)了多種類型的自動控制技術(shù)，許多自控技術(shù)已趨于成熟并投入到自動化控制中。相比于機械手動控制，自動化控制模式下的電氣傳動設(shè)備控制精度、工作效率更高，避免了因生產(chǎn)作業(yè)強度大、手動操作失誤等情況引發(fā)的安全事故，顯著提升了工業(yè)生產(chǎn)能力，故而改造升級電氣傳動自控系統(tǒng)是工業(yè)領(lǐng)域急需解決的問題，需要相關(guān)人員加以重視。合理運用變頻器可提升電氣傳動自控設(shè)備的控制能力、調(diào)節(jié)水平，增強關(guān)聯(lián)設(shè)備的安全性與穩(wěn)定性，推動電氣行業(yè)的發(fā)展。

2 變頻器在電氣傳動自動控制中的應(yīng)用

近年來，交流調(diào)速相關(guān)研究越來越深入，受電子器件發(fā)展水平的限制，我國尚未建立完善、系統(tǒng)的生產(chǎn)鏈條，IGBT、GTO等電子器件生產(chǎn)仍需依賴國外技術(shù)，這在一定程度上限制了變頻調(diào)速技術(shù)水平的提高。我國大部分電子器件產(chǎn)品通常會使用常規(guī)的V/F控制，只有少部分樣機通過矢量進行控制，但是質(zhì)量和品種都難以滿足電子器件市場的需要。許多發(fā)達國家的變頻調(diào)速技術(shù)已趨于成熟，尤其是中高壓變頻調(diào)速已普及運用，在微電子技術(shù)和功率器件等方面效果顯著。整體來看，我國的交流變頻調(diào)速與國際先進技術(shù)水平仍存在一定的差距。

2.1 在電梯中的應(yīng)用

電梯是人們工作、生活中的重要的公共基礎(chǔ)設(shè)施[1]。運行過程中，電梯的速率、自身承重在不斷變化，故而，電梯的電能需求也在不斷變化。要想使電梯運行損耗的電能最小，需要借助變頻器來控制曳引電動機，啟動電梯時，工作人員向變頻器輸入運行信號，變頻器按照收到的信號指令對終端的電梯運行進行驅(qū)動。變頻器可以看作是電梯的一個中間設(shè)備，在其運行時起到下達上傳的重要作用，與電梯的具體運行狀況相結(jié)合，以控制并調(diào)節(jié)電梯電能。

2.2 在地鐵系統(tǒng)中的應(yīng)用

將變頻器運用于地鐵系統(tǒng)，可以提升地鐵的運行效率。地鐵系統(tǒng)的變頻器由微型計算機展開個性化控制，自動調(diào)控地鐵系統(tǒng)的負載，尤其是環(huán)控系統(tǒng)，可增加電網(wǎng)功率因數(shù)，減少地鐵系統(tǒng)的能源消耗。變頻器能夠通過網(wǎng)絡(luò)，動態(tài)、實時地監(jiān)控各種設(shè)備的能源消耗情況，按照監(jiān)控數(shù)據(jù)自動分析各個設(shè)備的用電狀況，針對具體設(shè)備類型來對比能源消耗數(shù)據(jù)，科學(xué)地調(diào)整地鐵系統(tǒng)設(shè)備的控制流程與控制方式，發(fā)揮遠程故障報警、故障檢測的優(yōu)越性，從而降低地鐵系統(tǒng)出現(xiàn)故障的幾率。地鐵系統(tǒng)可應(yīng)用變頻器的設(shè)備包括空調(diào)機組、回排風(fēng)機和熱排風(fēng)機等，在變頻器的控制下，其工作效率會大幅提高，為乘客帶來更加優(yōu)質(zhì)的乘坐體驗。

2.3 在注水機驅(qū)動中的應(yīng)用

注水機驅(qū)動啟動以后，工作人員可調(diào)整閥門來控制其油量流量，從而達到控制注水機調(diào)速的目的。閥門的大小需要借助電路板輸出電流來控制，具體操作過程中，工作人員需要對電路板諧波作出合理調(diào)整，調(diào)節(jié)集成電位器的波形，確保輸出電流量的穩(wěn)定性。但是，機器轉(zhuǎn)速由工作人員手動控制，容易受環(huán)境因素、主觀因素的影響，導(dǎo)致電流控制出現(xiàn)不準確、滯后等問題，無法有效保證注水機驅(qū)動裝置的平穩(wěn)運行，導(dǎo)致裝置的關(guān)聯(lián)設(shè)備無法正常運行，嚴重時甚至出現(xiàn)安全事故。此外，集成電路的連續(xù)使用會使電氣元件的老化速度加快，若工作人員未定期、及時地更換或檢修元件，容易增加其傳遞電流的延時，導(dǎo)致注水機驅(qū)動裝置運行不正常，這樣一來，既增加了檢修成本，還會對相關(guān)設(shè)備的穩(wěn)定、安全運行產(chǎn)生不利影響?？山柚冾l器來改善注水機驅(qū)動裝置的性能，保持裝置轉(zhuǎn)動速度的均勻性，提升工作人員控制和調(diào)整裝置速度的穩(wěn)定性，降低元件的更換與檢修成本。變頻器的合理運用還能夠提高調(diào)速控制水平，增強對裝置的調(diào)速能力，從整體提高裝置及相關(guān)設(shè)備的運轉(zhuǎn)效率。

2.4 在醫(yī)療行業(yè)中的應(yīng)用

近年來，變頻器已逐步應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，促進了醫(yī)療行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。以藥房送藥系統(tǒng)為例，將送藥系統(tǒng)與變頻器相結(jié)合，研發(fā)了藥房智能快速發(fā)藥機?；谧冾l器技術(shù)，發(fā)藥機可實現(xiàn)醫(yī)院門診和急診藥房盒裝藥、瓶裝藥等規(guī)則與不規(guī)則藥品的快速發(fā)放。還可以無縫連接醫(yī)院的HIS系統(tǒng)，自動獲取處方信息，實現(xiàn)藥品的精準識別、快速分揀和高效發(fā)放。人們運用變頻器生產(chǎn)了高速發(fā)藥機，其可以配合智能快速發(fā)藥機，用于門診、急診藥房高頻次大批量藥品的儲存與快速發(fā)放，其優(yōu)勢是進行了模塊化設(shè)計，嵌入智能快速發(fā)藥機，提高了系統(tǒng)發(fā)藥效率，且疊放式便捷補藥有效減少了補藥工作量。

3 變頻器應(yīng)用的注意事項

3.1 控制運行狀態(tài)

根據(jù)生產(chǎn)需求，電氣傳動自控設(shè)備往往處于全天候、超負荷的運行狀態(tài)，長此以往，電氣設(shè)備將發(fā)生不可逆的損傷[2]。因此，應(yīng)動態(tài)、實時地觀察變頻器的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，防止因超負荷運轉(zhuǎn)導(dǎo)致溫度升高，引發(fā)故障。一旦發(fā)生故障，變頻器就無法調(diào)整、控制有關(guān)設(shè)備，影響設(shè)備的穩(wěn)定運行，在一定程度上損壞電器元件，令電氣傳動自控設(shè)備的生產(chǎn)作業(yè)受到影響，故而，應(yīng)控制好變頻器的運行狀態(tài)。

3.2 關(guān)注電壓變化

變頻器必須處于電壓穩(wěn)定的環(huán)境中，若電壓不穩(wěn)定或變化頻繁，變頻器控制水平將受到較大的影響。電壓變化的主要原因是電源穩(wěn)定性差，需要工作人員第一時間對電源狀態(tài)進行檢查，不論電壓過低還是過高，都不利于變頻器的穩(wěn)定運行。應(yīng)用變頻器時，需要密切關(guān)注電壓電源的變化，為變頻器提供平穩(wěn)的電壓，使變頻器能夠在良好的環(huán)境中運行，防止因電壓改變而引發(fā)變頻器運行故障，減少對電氣傳動自控設(shè)備的影響。

3.3 科學(xué)設(shè)置參數(shù)

為了充分發(fā)揮變頻器的應(yīng)用優(yōu)勢，應(yīng)根據(jù)電氣傳動裝置的運行需求來開展自動化控制與調(diào)整，滿足電氣傳動裝置在不同環(huán)境中的運行要求，科學(xué)設(shè)置變頻器參數(shù)[3-5]。按照電氣設(shè)備使用需求，對變頻器參數(shù)進行確定，同時滿足變頻器、電氣設(shè)備二者的運行需求。變頻器參數(shù)的科學(xué)設(shè)置可以確保電氣設(shè)備運行的穩(wěn)定性，延長電氣設(shè)備使用年限。

4 結(jié)語

應(yīng)充分了解變頻器的作用和價值，將其應(yīng)用于電梯、地鐵系統(tǒng)、注水機驅(qū)動等電氣傳動自控系統(tǒng)中，把握變頻器運用的注意事項，更好地開展電氣傳動自動控制，提高工作效率。