变频调速技术及其在工业电气自动化控制中的应用探析

武海涛

石横特钢集团有限公司 山东 泰安271612

在工业生产中,使用先进技术,对生产效率以及生产成本降低具有积极作用,降低生产过程中的能源消耗,节能效果也具有重要意义。变频调速技术使用意义显著,功率因素较高,调速性能具备相应优势,节能效果也较高,工业电气自动化控制需求得以满足,实际使用过程中生产效果较好。起重机中使用变频调速技术,效果较好,有效避免工频技术中的劣势,提高生产作业效率以及质量。变频调速技术的使用需要工作人员掌握基础情况,结合电气自动化控制实际工作,有效应用,符合生产要求,提高企业的经济效益。

一、关于变频调速技术概述分析

这一技术应用历史并不长,但是其发展速度较迅速,应用领域逐渐广阔,范围扩大的同时,技术自身实现不断优化,性能也有了十分客观的改进,技术更好的发挥性能,相关工作人员需要结合实际生产需求,针对技术深入性的研究,成绩斐然[1]。这一技术的使用需要几个部件构成,部件功能不同,实现互相结合,不同部件的作用都要重视,首先是自适应电动机模型单元,这一部件在变频调速技术中占据重要位置,部件的功能是观察电动机中电压与电流参数是否处于正常状态,以此更加全面的掌握电动机参数,为之后工作开展提供相应参数依据。部件作用价值重要性显著,能够直接对转矩实施控制,在转速精度出现异常,超出规定范围,需要及时反映到工作人员,提高部件的使用效果。其次是转矩以及磁通比较器,这两种部件的作用是将反馈值与参考值进行分别比较,在比较结束之后,需要将滞环调节器输出转矩,或者是转化为磁场状态,通过这种方式了解转矩状态以及磁场状态,采取更加有效措施,为其提供依据。最后一种部件是脉冲优化选择器,在实际应用中可以选择相应芯片处理信息,结束后,设置调制信号源,实现其不同功能,为技术实际使用提供支持[2]。

二、关于变频调速技术特征分析

这一技术的使用实际价值是满足工业生产需求,结合长时间的研究成果,技术形成具有显著特性,对工业领域整体发展具有积极意义,技术设备制造过程中使用的工艺技术,提高制造速度,在一定程度上降低生产成本,实现造价降低目的。变频调速的主要元器件是变频器,异步电动机调速传动时,变频器根据电动机的特性对供电电压、电流、频率进行适当的控制,不同的控制方式所得到的调速性能、特性以及用途是不同的,按系统调速规律来分,变频调速主要有恒压频比(v/f)控制,转差频率控制,矢量控制和直接转矩控制四种结构形式。变频器能在很宽范围内的无级调速,可以根据需要自由设定加减速时间;基频以下可实现恒转矩调速,基频以上可实现恒功率调速;良好的低速力矩特性使电机在起动和加速时可获得足够大且平滑的加速度;制动单元采用能耗电阻的接入使电机在减速和停车时能够获得足够的制动力矩和实现零速抱闸。变频器的上述特性保证了变频调速系统具有很好的速度响应性能。

三、关于变频调速技术在工业电气自动化生产中应用分析

变频调速技术使用优势了解后,获得电气自动化控制工作人员的认可,在实际生产中加以利用,凸显使用价值,实际应用中,需要对这一技术进行优化,保证电气自动化控制的质量。

(一)关于工业电气自动化控制中应用分析

在这一工程中的应用选择的为变频调速技术在QD40/10t桥式起重机改造中的应用,本工程桥式起重机主起升电机YZR280S-10/37 K W,副起升电机YZR200L-6/22 K W,小车电机YZR160 M1-6/5.5 KW,大车电机YZR160L-6/2×11 KW,原控制方式均为转子串电阻方式进行有级调速,整机的冲击大,尤其在起、制动时震动较为厉害,加速了金属结构磨损,随着使用年限的增加,驱动系统已经严重老化,它们的可靠性也变的越来越差,各种故障频繁出现,使得工人的维修量大大增加,影响了工作效率。为克服传统交流绕线式电机串电阻调速系统的缺点,采用变频调速技术改造起重机电控系统,可以实现全频率(0～50 Hz)范围内的恒转矩控制,降低对机械传动的冲击,以改善其操作性能、降低故障率和能耗率。

(二)关于工业电气自动化控制效果分析。针对桥式起重机的改造,使用变频调速技术效果良好,节省生产费用。经过变频调速技术改造之后,采用ABB-ACS880变频器调速,为节省改造费用不更换原电机,仅把绕线电机转子回路短接。由于去掉了逐级切除电阻调速用的接触器,实现了无级调速控制;又由于变频器本身是高可靠性的通用标准设备,故障率极低,因而大大降低了设备的故障率,减少了维护人员的工作量,间接提高了作业效率。通过逻辑判断,真正保证了电机能够在“零速”抱闸,实现了变频器的平稳的起、制动,从而减轻了各个机构在机械起、制动时对机械部分造成的冲击,延长了机械部分的寿命。

总结

工业电气自动化控制中使用变频技术,效果显著,其应用在工业生产中提高生产控制质量,精度有所上升,控制结构得到精简,与此同时,节能效果良好,降低使用设备的消耗程度,企业的成本支出大大降低,增加企业的经济效益。现阶段这一技术的使用依然处于深度研究阶段,经过工作人员深入研究,这一技术的使用不断扩大,得到更加广泛的发展,对工业电气自动化控制生产具有积极作用,提高生产效率,促进我国工业现代化进步。