1、變頻技術(shù)在機(jī)電控制方面的挑戰(zhàn)
我國(guó)對(duì)先進(jìn)工業(yè)技術(shù)的開發(fā)有法律保障，在《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》、《高耗能特種設(shè)備節(jié)能監(jiān)督管理辦法》中明確規(guī)定：在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中，大力支持節(jié)能減排技術(shù)的研發(fā)、創(chuàng)造、展示以及推廣，為了降低能源的耗損比率;大力推廣企業(yè)用高效率、高能源利用率的、鍋爐、電動(dòng)機(jī)、窯爐、泵類等工業(yè)設(shè)備，爭(zhēng)取開創(chuàng)更加先進(jìn)的工業(yè)檢測(cè)和工業(yè)控制技術(shù)。然而，在具體實(shí)施過程中我們需要了解面臨的挑戰(zhàn)：
1.1對(duì)機(jī)械設(shè)備的危害與干擾
從機(jī)器自身結(jié)構(gòu)來看，大部分空壓機(jī)生產(chǎn)簡(jiǎn)單有明顯的技術(shù)缺陷：輸入的壓力數(shù)大于一定值時(shí)，變頻空壓機(jī)會(huì)自動(dòng)打開導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)，嚴(yán)重浪費(fèi)電力資源并且損害機(jī)器本身，繼而導(dǎo)致異步電動(dòng)機(jī)的頻繁啟動(dòng)和頻繁暫停，降低電動(dòng)機(jī)的使用壽命。變頻空壓機(jī)啟動(dòng)時(shí)需要很大的電流，對(duì)電網(wǎng)沖擊較大，而且嚴(yán)重磨損了電器本身的轉(zhuǎn)動(dòng)軸承設(shè)備。電動(dòng)機(jī)在運(yùn)作的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生很嚴(yán)重的噪音污染，電動(dòng)機(jī)周圍的工作環(huán)境比較惡劣，也對(duì)工作人員的健康產(chǎn)生不利影響，且以人為調(diào)節(jié)法來調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的輸出壓力，運(yùn)轉(zhuǎn)效率低，嚴(yán)重浪費(fèi)人力資源。
1.2對(duì)機(jī)械設(shè)備相關(guān)電器的危害
對(duì)變壓器的危害表現(xiàn)在：加大銅損和鐵損，使得變壓器的溫度升高，影響絕緣;引起電動(dòng)機(jī)附加零件的發(fā)熱，引發(fā)機(jī)器本身溫度的額外升高;導(dǎo)致電容器組溫度過熱，增加中介電質(zhì)的感應(yīng)能力，嚴(yán)重的情況下可以損壞電力電容器組;對(duì)開關(guān)設(shè)備的危害，啟動(dòng)瞬間開關(guān)將會(huì)產(chǎn)生較大的電流變化，達(dá)到電壓保險(xiǎn)值直至絕緣體的破壞;在保護(hù)電氣的時(shí)候，改變電器固有屬性，引發(fā)電器動(dòng)作紊亂;引發(fā)測(cè)量?jī)x表的數(shù)據(jù)顯示誤差，降低數(shù)據(jù)精確度。
2、變頻技術(shù)在機(jī)電控制方面的策略
2.1基本思路
在世紀(jì)工業(yè)過程中對(duì)變頻技術(shù)進(jìn)行較為尖端的的軟件和硬件設(shè)計(jì)，先根據(jù)傳統(tǒng)空壓機(jī)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)，全方位分析其耗能原因和工作特性，從而設(shè)計(jì)出變頻技術(shù)調(diào)速、空氣技術(shù)壓縮、壓力傳感技術(shù)提升等控制方式，根據(jù)控制電路進(jìn)行變頻器的確定以及電器初始化的設(shè)計(jì)，控制方式要用矢量控制，詳細(xì)分析矢量控制原理，對(duì)變頻矢量進(jìn)行仿真檢查，科學(xué)地改變變頻器的運(yùn)行參數(shù)。另一方面，變換變頻器的控斜參數(shù)。通過復(fù)合信號(hào)控制變頻器的輸入與輸出，可以在容器的進(jìn)口處增加電器使用流量信號(hào)記錄，容器上增加電器壓力信號(hào)，這樣可以減少對(duì)機(jī)械設(shè)備的危害。
2.2具體策略
首先在系統(tǒng)線路中建立安裝濾波器，過濾掉高次諧波的干擾信號(hào)。
其次是屏蔽干擾源，這是抵御干擾行之有效的方法之一，具體做法是用鋼管來屏蔽輸出線路。再次是將電機(jī)正確接地，接地時(shí)要與其他的動(dòng)力電器設(shè)備接地點(diǎn)分開。然后是對(duì)線路進(jìn)行合理布局，電動(dòng)機(jī)設(shè)備的信號(hào)線和電源線應(yīng)該盡量避開變頻器的輸入和輸出線，而其他設(shè)備的電源線和信號(hào)線也同樣要避開變頻器的輸入和輸出線，進(jìn)行平行鋪設(shè)。
最后是合理使用電抗器，交流電抗器中的串聯(lián)電路減弱了輸入電路中電流對(duì)變頻器的打擊，而直流電抗器減弱了輸入電流中的高次諧波。
在設(shè)置之前，電動(dòng)機(jī)電網(wǎng)中的高次諧波含量已達(dá)到40%，而安裝了濾波器之后，高次諧波的含量降到了20.6%，特別是三到八次過后，已經(jīng)低于標(biāo)準(zhǔn)含量值了。在變頻器選擇方面，需要學(xué)會(huì)優(yōu)先考慮諧波含量低且攜帶濾波器和電抗器的變頻工具。變壓機(jī)電動(dòng)機(jī)安裝時(shí)，控制信號(hào)電纜和本身的動(dòng)力電纜要有屬于各自的架構(gòu)線路的電纜結(jié)構(gòu)，做好及屏蔽措施，禁止線路交叉或者架構(gòu)紊亂，安裝時(shí)兩者要保持距離以及設(shè)立必要的防護(hù)措施，綜合達(dá)到既發(fā)展工業(yè)經(jīng)濟(jì)又節(jié)能減耗的“雙贏”效果。值得我們借鑒的是，國(guó)際上針對(duì)變頻空壓機(jī)電動(dòng)機(jī)重新設(shè)計(jì)了空壓機(jī)，將電機(jī)由傳統(tǒng)意義上的單相電改為三相交流電，并且具有良好的調(diào)速性能。我國(guó)目前大量生產(chǎn)和應(yīng)用的空壓機(jī)電動(dòng)機(jī)，如果要持續(xù)發(fā)展就必須要開發(fā)出單相電機(jī)的變頻器。最后對(duì)改造之后的空壓機(jī)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)計(jì)算，并進(jìn)行成本分析，驗(yàn)證是否能夠讓改造后的空壓機(jī)更加有效地節(jié)省能源。
3、結(jié)束語
變頻技術(shù)在機(jī)電控制中的應(yīng)用是工業(yè)發(fā)展的技術(shù)支撐，尤其是在控制范圍中變頻技術(shù)的技術(shù)革新，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的節(jié)能減排，參照來液量及來液的變化情況，選擇理想的變頻器頻率周期和測(cè)量積分的時(shí)刻，最大程度的節(jié)約能源提高利用率，使得變壓機(jī)電動(dòng)機(jī)頻率的改變具有延展性和良好的發(fā)展前景。
