時(shí)間：2022-07-17 06:14:35
序論：在您撰寫淺談電機(jī)與控制技術(shù)時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
前言
近些年來，工業(yè)噪音、污水、廢氣早已成為污染環(huán)境的三大公害，嚴(yán)重影響著人們的身心健康。尤其是伴隨著電能的廣泛應(yīng)用與快速發(fā)展，電機(jī)振動噪音儼然已經(jīng)成為工業(yè)早已的重要組成部分。因此，如何降低電機(jī)的振動噪音，早已成為電機(jī)行業(yè)普遍面臨的共同問題。以下筆者即結(jié)合個(gè)人實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，對引發(fā)電機(jī)振動噪音的原因進(jìn)行粗淺的探討，并提出幾點(diǎn)解決并控制電機(jī)振動噪音的個(gè)人建議，以期將電機(jī)振動噪音控制在可允許范圍之內(nèi)，為人們提供更為舒適的工作、生活環(huán)境。
1 引發(fā)電機(jī)振動噪音的原因
1.1 由于電機(jī)軸承與電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡所引發(fā)的振動噪音
通過分析我們可以得知，電機(jī)主要由電氣與機(jī)械兩個(gè)部分構(gòu)成。因此，電機(jī)在分析電機(jī)故障時(shí)應(yīng)該對其一分為二。一般情況下，電機(jī)的振動噪音主要是由轉(zhuǎn)動部分不平衡、機(jī)械故障或者電磁方面的原因造成的。所以，對電機(jī)軸承及電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡所引發(fā)電機(jī)振動噪音進(jìn)行分析尤為重要。目前，我們常見的轉(zhuǎn)動不平衡，主要表現(xiàn)在轉(zhuǎn)子、聯(lián)軸器、耦合器、傳動輪（制動輪）的不平衡。其中，由軸承所引起的不平衡，通常會伴有異常聲響，而由轉(zhuǎn)子引起的不平衡，則需要測量單轉(zhuǎn)電機(jī)的振動值。此外，由于轉(zhuǎn)動部分的機(jī)械松動也會造成轉(zhuǎn)動部分的不平衡。例如：鐵心支架的松動，斜鍵、銷釘?shù)氖蓜?，轉(zhuǎn)子綁扎的不緊等。
1.2 由于機(jī)械部分故障所引發(fā)的振動噪音
機(jī)械部分故障所引發(fā)的振動噪音，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
第一，由于與電機(jī)相連的齒輪和聯(lián)軸器存在問題，以至于在實(shí)際作業(yè)中極易出現(xiàn)以下幾種故障，造成一定程度的振動噪音。如：齒輪的咬合不良；輪齒磨損嚴(yán)重；聯(lián)軸器歪斜、錯(cuò)位；齒式聯(lián)軸器的齒形、齒距不對、間隙過大、磨損嚴(yán)重等問題。
第二，在電機(jī)的安裝過程中，由于安裝不當(dāng)、對中不良，造成聯(lián)動部分的軸系不對中，中心線不重合，定心不正確，進(jìn)而引發(fā)振動噪音。此外，在實(shí)際作業(yè)中，往往有些聯(lián)動部分的中心線在冷卻時(shí)是重合一致的，但經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行以后，由于轉(zhuǎn)子支點(diǎn)、基準(zhǔn)等發(fā)生變形，導(dǎo)致中心線被破壞，從而產(chǎn)生振動噪音。
第三，由于電機(jī)拖動的負(fù)載產(chǎn)生的振動，所引發(fā)的傳導(dǎo)性振動。如：水泵、風(fēng)機(jī)振動，所引發(fā)的電機(jī)振動。
第四，由于電機(jī)本身結(jié)構(gòu)存在缺陷或者在基礎(chǔ)安裝過程中存在問題，以至于引發(fā)振動噪音。主要表現(xiàn)為：轉(zhuǎn)軸彎曲，軸頸橢圓，軸與軸瓦間的間隙過大或者過小；整個(gè)電機(jī)安裝基礎(chǔ)的剛度不夠；電機(jī)和基礎(chǔ)板間固定不牢，底腳的螺栓松動，軸承座和基礎(chǔ)板之間松動。而特別值得我們注意的是，由于軸與軸瓦間的間隙過大或者過小，不僅會引起電機(jī)振動，還會使軸瓦的潤滑與溫度產(chǎn)生異常，帶來電氣故障。
2 解決并控制電機(jī)振動噪音的幾點(diǎn)個(gè)人建議
2.1 進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動平衡精確度
通過上述分析，我們可以看出，轉(zhuǎn)動不平衡是引發(fā)電機(jī)振動噪聲的重要因素之一。因此，進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動平衡精確度，能夠在一定程度上有效解決電機(jī)振動，從而將振動噪聲控制在可被接受的范圍之內(nèi)。主要可從以下幾個(gè)方面入手：
首先，盡可能使轉(zhuǎn)子各部位的平衡量分布更為均勻。也就是說在實(shí)際旋轉(zhuǎn)時(shí)，為了盡可能減小離心力，我們應(yīng)該至少選擇2個(gè)校正面。同時(shí)，為了獲得更好的平衡效果，其所選擇的支點(diǎn)應(yīng)盡量靠近軸承擋。而校正面內(nèi)平衡配重量的所在位置半徑，則應(yīng)該盡可能偏大；
其次，盡可能提高平衡機(jī)的轉(zhuǎn)速。隨著轉(zhuǎn)速與徑的不同，風(fēng)扇鼓風(fēng)時(shí)的不平衡徑向力也有所變化。因此，為了提高轉(zhuǎn)子動平衡實(shí)驗(yàn)中的精確度，則應(yīng)該在可能的情況下，提高平衡機(jī)的轉(zhuǎn)速，已獲得更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)；
再次，在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中加強(qiáng)對對稱性與同軸度的設(shè)計(jì)，從而保證轉(zhuǎn)子動平衡。尤其是實(shí)際加工中，在條件允許的情況下，對風(fēng)扇與繞組支承的圓周、平面應(yīng)進(jìn)行加工，而非加工平面也應(yīng)該保持光滑平整，從而進(jìn)一步保證同軸度；
最后，在鋼片沖制與鐵芯疊壓過程中，應(yīng)嚴(yán)格遵守工藝規(guī)程，盡可能的減小由于硅鋼片的厚薄不均勻與毛刺過大所引起的不平衡量。
2.2 從電機(jī)自身結(jié)構(gòu)入手防止振動噪音
為了更好的解決與控制電機(jī)振動噪音，就應(yīng)該從電機(jī)自身問題找起，進(jìn)而實(shí)施全面控制。
首先，從電機(jī)的設(shè)計(jì)上入手。選擇適當(dāng)?shù)牟蹟?shù)進(jìn)行組合；采用特殊槽；斜槽化；選擇合適的線圈節(jié)距；正弦波繞線；采用分?jǐn)?shù)槽繞線；齒、氣隙、軛鐵部的磁通密度應(yīng)適當(dāng)；轉(zhuǎn)子槽部極和厚度均等；采用磁性楔，擴(kuò)大氣隙；其次，從電機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)上入手。在電機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)上，應(yīng)該采用全閉槽，來消除齒尖厚度的不同，從而提高制造技術(shù)。同時(shí)，為了避免和電動機(jī)的裝置機(jī)構(gòu)發(fā)生共振，在定子鐵心或者軸承的支持部位，應(yīng)設(shè)計(jì)支持防振，提高振動彈性。并且在電動機(jī)的外部，則因該設(shè)置遮音或者防音的機(jī)械構(gòu)造。
最后，從電機(jī)的使用上入手。在實(shí)際使用中，我們以電磁電機(jī)為例。而通過研究，我們可以得知并不是所有電動機(jī)的電機(jī)振動噪音問題，都是由電磁力波所引起的。有些則是由定子或者轉(zhuǎn)子的自然電機(jī)振動數(shù)一致或者接近，而形成的共振。因此，在分析引發(fā)電機(jī)振動噪音因素時(shí)，應(yīng)多了解電動機(jī)各部分電機(jī)振動體的自然振動頻率。
3 結(jié)束語
綜上所述，本文筆者對引發(fā)電機(jī)振動噪音的原因進(jìn)行粗淺的探討，使我們更加清楚的認(rèn)識到，隨著電能成為現(xiàn)代化的重要能源之一，電機(jī)振動也儼然成為工業(yè)噪音的重要組成部分，嚴(yán)重影響到人們的工作與生活。因此，電機(jī)企業(yè)在生產(chǎn)中，更應(yīng)該針對電機(jī)振動噪音這一重要問題，進(jìn)行必要的研究與分析，制定更為完善的設(shè)計(jì)以及工藝生產(chǎn)流程，從而將電機(jī)噪音控制在可允許范圍之內(nèi)，為人們提供更為舒適的工作、生活環(huán)境。
摘要：經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展帶動了各個(gè)行業(yè)的進(jìn)步，最近幾年我們國家的工業(yè)生產(chǎn)工作取得了非常顯著的成就，比如機(jī)電一體化的發(fā)展就是非常顯著的代表。該技術(shù)是當(dāng)前時(shí)期意義非常關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù)。作為基礎(chǔ)工作人員，在推廣該項(xiàng)技術(shù)的時(shí)候，必須要認(rèn)真研究如何開展電機(jī)控制以及保護(hù)活動。然而在實(shí)際的工作中我們發(fā)現(xiàn)有很多潛在的影響要素，它們的存在明顯的制約了技術(shù)的發(fā)展。所以，對于相關(guān)的工作人員來講當(dāng)前工作的當(dāng)務(wù)之急就是要認(rèn)真分析存在的各種干擾要素，積極研究應(yīng)對策略。作者在這個(gè)前提之下具體的論述了該技術(shù)的發(fā)展歷程，并且詳細(xì)敘述了當(dāng)前時(shí)期電機(jī)保護(hù)和運(yùn)用過程中存在的問題和應(yīng)對策略等，并且簡要分析了其今后的發(fā)展方向等。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；電機(jī)保護(hù)；電機(jī)控制
經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展不但能夠帶動行業(yè)和領(lǐng)域的進(jìn)步，同時(shí)還能夠促進(jìn)科技的發(fā)展。最近幾年，在廣大的科研工作者的共同努力之下，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平不斷提升，此時(shí)許多先進(jìn)的科技開始出現(xiàn)在我們的工作之中。在這個(gè)背景之下，機(jī)電一體化技術(shù)得以快速發(fā)展。然而在具體的推廣使用的時(shí)候還面對一些干擾要素，這就使得技術(shù)無法發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值和意義。因此我們必須要認(rèn)真分析當(dāng)前面對的各種不利現(xiàn)象，積極研究應(yīng)對方法。
1機(jī)電一體化的發(fā)展
對于機(jī)電一體化技術(shù)來講，其發(fā)展歷程有三。第一是初始時(shí)期，最早可以查閱到1970年之前。在此階段，由于西方國家的科技發(fā)展水平較為迅速，此時(shí)我們國家也受到一定的影響，廣大群眾開始有意識的將先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用到機(jī)電產(chǎn)品之中，而且它們也為我們帶來了很顯著的成就。特別是在二次大戰(zhàn)之時(shí)，時(shí)代背景賦予了我們新的探索動機(jī)，此時(shí)電子工藝和機(jī)械制品開始逐步靠攏，它們在戰(zhàn)爭結(jié)束之后還可充當(dāng)日常用品，對于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)有著不可言喻的意義。通過分析相關(guān)歷史，我們可知那時(shí)的電子技術(shù)還處在發(fā)展的初始時(shí)期，而且絕大多數(shù)的產(chǎn)品都是自發(fā)形式的，從一定意義上來看，電子工藝和機(jī)械制品的融合還不是很全面，而且由于受到時(shí)代的影響，那些已研發(fā)的產(chǎn)品也未被合理的運(yùn)用。第二個(gè)時(shí)期可以被稱作是高速發(fā)展時(shí)期。此時(shí)各種技術(shù)開始高速發(fā)展，比如通信以及電腦等，正是因?yàn)殡娔X技術(shù)的發(fā)展以及集成電路工藝的出現(xiàn)，使得機(jī)電一體化的發(fā)展有了強(qiáng)大的基礎(chǔ)。第三個(gè)時(shí)期可以被稱作是發(fā)展的黃金時(shí)期，這時(shí)該技術(shù)得到了非常全面的發(fā)展。此時(shí)相應(yīng)的學(xué)科系統(tǒng)開始被人們所關(guān)注，科研人員積極研究機(jī)電體系的發(fā)展方向，而且形成了很多新的科學(xué)。同時(shí)，伴隨著光纖科技等技術(shù)的發(fā)展，此時(shí)該技術(shù)迎來了新的發(fā)展局面。通過上文的分析，能夠更好地輔助我們分析當(dāng)前該技術(shù)發(fā)展過程中存在的一些阻礙要素。
2機(jī)電一體化應(yīng)用中電機(jī)控制與保護(hù)存在的問題
由于科技高速發(fā)展，此時(shí)我們國家的機(jī)電一體化工藝開始迎來它的春天，創(chuàng)造了很多的成就。不過因?yàn)榧夹g(shù)理論方面的欠缺加之實(shí)踐的不足，導(dǎo)致我們在具體的推廣該項(xiàng)技術(shù)的時(shí)候，還面對各種干擾要素，使得電機(jī)保護(hù)和控制工作無法很好的開展。它們的存在明顯的干擾到電機(jī)的運(yùn)用，使得它的應(yīng)有價(jià)值無法被體現(xiàn)出來，接下來具體闡述面對的各種不利點(diǎn)。2.1運(yùn)用異步機(jī)電裝置時(shí)面對的各種干擾要素在我們國家，很多的行業(yè)和領(lǐng)域都會運(yùn)用機(jī)電設(shè)備。它們的存在為國家的經(jīng)濟(jì)進(jìn)步貢獻(xiàn)了非常顯著的力量。不過，在具體的開展電機(jī)運(yùn)用和控制工作的時(shí)候還面對一些干擾要素，導(dǎo)致設(shè)備無法發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值。具體來講，眾所周知，對于電機(jī)控制工作來講，異步電機(jī)相關(guān)的工作是其中意義非常關(guān)鍵的一項(xiàng)工作，一旦其存在弊端的話，就會嚴(yán)重的干擾電機(jī)的運(yùn)行，最終引發(fā)一連串的反應(yīng)，導(dǎo)致很多運(yùn)行問題，使得設(shè)備無法發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值和意義。因此，在開展此項(xiàng)保護(hù)工作的時(shí)候，一定要將工作重點(diǎn)放到異步電機(jī)方面，積極研究先進(jìn)技術(shù)。2.2電機(jī)控制保護(hù)裝置的使用難以達(dá)到需求如今我們廣泛運(yùn)用的電機(jī)保護(hù)設(shè)備的技術(shù)含量較低，無法和當(dāng)前的發(fā)展形勢保持一致，不能夠滿足技術(shù)的發(fā)展要求。同時(shí)，當(dāng)前的保護(hù)裝置多是使用電磁原理，應(yīng)用熱繼電器與熔斷器的過載保護(hù)以及短路功能實(shí)現(xiàn)保護(hù)，不過這個(gè)零件原本就存在問題，這就必然會導(dǎo)致機(jī)電控制等工作無法很好的開展，因此在今后設(shè)計(jì)的過程中，一定要高度關(guān)注設(shè)計(jì)以及控制的結(jié)合，確保保護(hù)裝置呈現(xiàn)出較為明顯的多樣性色彩。
3機(jī)電一體化應(yīng)用中電機(jī)控制與保護(hù)的措施
眾所周知，對于機(jī)電一體化系統(tǒng)來講，它的最為關(guān)鍵的構(gòu)成要素是電機(jī)。而對于電機(jī)來講，它的執(zhí)行系統(tǒng)有兩大要素構(gòu)成，分別是驅(qū)動系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)。執(zhí)行驅(qū)動部分主要通過位置傳感器、三相伺服電機(jī)等相關(guān)設(shè)備共同組成，而控制部分則是傳統(tǒng)的單片機(jī)、變頻器、輸入通道等相關(guān)組成設(shè)備共同組成。它們兩者的關(guān)系非常獨(dú)特。3.1對閥門與速度的控制。電機(jī)的控制需要相關(guān)的部件以及裝置共同操作，其次在進(jìn)行控制的時(shí)候還需要重視“速度”這個(gè)關(guān)鍵的因素，要想在電機(jī)控制與保護(hù)的實(shí)際應(yīng)用中取得一定的效果，就必須控制好閥門以及速度。當(dāng)前社會經(jīng)過長時(shí)間的發(fā)展之后，在技術(shù)以及經(jīng)驗(yàn)上都有了相對深厚的積累，采用的相關(guān)控制方案主要是雙環(huán)控制，雙環(huán)中的內(nèi)環(huán)是速度環(huán)、外環(huán)是傳統(tǒng)的位置環(huán)。速度環(huán)在電機(jī)進(jìn)行工作的時(shí)候是方便操作技術(shù)人員對點(diǎn)擊實(shí)際轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)以及控制的重要組成部分，通過對內(nèi)部速度調(diào)節(jié)器的有效控制，合適波段的調(diào)節(jié)PWM波發(fā)生器的載波頻率，進(jìn)而達(dá)到對整個(gè)電機(jī)速度的調(diào)節(jié)作用。3.2對電流電壓的準(zhǔn)確檢測。機(jī)電一體化是當(dāng)前機(jī)電專業(yè)發(fā)展中的核心發(fā)展概念，在進(jìn)行機(jī)電設(shè)備的使用以及運(yùn)維管理過程中，深入機(jī)電一體化工作的研究，有助于完善對機(jī)電工程推廣中機(jī)電設(shè)備的合理控制與保護(hù)。電機(jī)在機(jī)電一體化中的控制與保護(hù)工作，有著非常獨(dú)特的存在意義和價(jià)值，可以說是其中意義非常關(guān)鍵的構(gòu)成要素。在具體檢測的時(shí)候，要認(rèn)真記錄電流和電壓等數(shù)值，進(jìn)而合理分析檢測結(jié)果；積極開展檢測工作，認(rèn)真分析潛在的故障，合理制定應(yīng)對策略。但是，在具體的開展工作的時(shí)候，我們普遍使用的電壓互感器與電流互感器等互感設(shè)備是不能夠達(dá)到相關(guān)準(zhǔn)確檢測的目的的，但是存在的問題我們必須盡快的排除；所以，在進(jìn)行機(jī)電設(shè)備的電流以及電壓的檢測中，往往采用霍爾型電流互感器以及IPM輸出電壓發(fā)用分壓電路對IPM輸出三相電流與電壓進(jìn)行合理的檢測，進(jìn)而確保在檢測的過程中能夠達(dá)到電機(jī)設(shè)備的使用控制要求與保護(hù)的要求，最終起到提高檢測工作開展的準(zhǔn)確性的目的。3.3機(jī)電一體化中電機(jī)的運(yùn)行維護(hù)。由于機(jī)械工業(yè)高速發(fā)展，此時(shí)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)作規(guī)定也更為嚴(yán)格，比如電機(jī)運(yùn)行的要求就更高了，然而技術(shù)的發(fā)展同時(shí)又明顯的提升了電機(jī)保護(hù)能力。不論是何種技術(shù)，它的落實(shí)都要依靠人類，所以對于電機(jī)的運(yùn)行維護(hù)是確保電機(jī)的機(jī)電一體化技術(shù)優(yōu)勢表現(xiàn)的重要前提。此處將電機(jī)維護(hù)分成三方面，其一是前期準(zhǔn)備，其二是運(yùn)作過程中的監(jiān)管，最后是平時(shí)的養(yǎng)護(hù)。在啟動之前要查看是否通電，同時(shí)還要檢驗(yàn)啟動裝置的性能等等。當(dāng)電源接通以后，要確保電動機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行正常，假如存在異常的話要在第一時(shí)間斷電。在運(yùn)行的過程中要做好監(jiān)視工作，確保設(shè)備的電壓以及電流等正常，盡量避免問題出現(xiàn)。除了上述之外，還要在規(guī)定的時(shí)間之內(nèi)做好養(yǎng)護(hù)工作。
4電機(jī)保護(hù)控制裝置的前景以及發(fā)展趨勢
在電機(jī)保護(hù)控制裝置的未來發(fā)展中，必然會采用故障建模與仿真計(jì)算的方式，通過引入相位量、突破量等多封面的電機(jī)故障類檢測量，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與研究，做好“量”的研究工作，它能夠明顯的提升繼電裝置的精確性。第二，在今后發(fā)展的過程中，要高度關(guān)注技術(shù)研發(fā)和使用工作。舉例來看，在監(jiān)測電機(jī)的時(shí)候，可以使用相關(guān)的高新技術(shù)，從總體上把控電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，結(jié)合設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)來判定其狀態(tài)如何，將獲取的信息分類整合，借助對比分析措施合理的劃分戶長類型，進(jìn)而結(jié)合提示的信息制定恰當(dāng)?shù)奶幚聿呗?。借助此措施，能夠確保電機(jī)控制以及保護(hù)工作開展順暢，能夠預(yù)知一些潛在的問題，以此實(shí)現(xiàn)合理的預(yù)防作用。
5結(jié)束語
通過上文的分析我們可知，當(dāng)今社會是一個(gè)經(jīng)濟(jì)和科技高速發(fā)展的社會，不論是生產(chǎn)工作還是廣大群眾的日常生活都和技術(shù)有著密切的關(guān)聯(lián)。此時(shí)機(jī)電一體化技術(shù)開始被大眾所關(guān)注。在這種背景之下，人們開始意識到電機(jī)控制和保護(hù)工作的重要性。雖說我們國家的這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的速度非?？欤贿^仍舊面對一些干擾要素，它們的存在明顯的制約了技術(shù)的發(fā)展，干擾到經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。筆者在這個(gè)前提之下，具體的展開了相應(yīng)的論述。我們堅(jiān)信在廣大工作者的共同努力之下，該技術(shù)一定會迎來新的發(fā)展局面，更好的為國家的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
作者:童旭松 宋德強(qiáng) 單位:哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司 黑龍江牡丹江抽水蓄能有限公司
[摘 要]本文首先闡述了PLC與變頻器的交流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的必要性，然后探討了PLC與變頻器的控制方法，最后對PLC與變頻器的在風(fēng)機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析。
[關(guān)鍵詞]PLC；變頻器；調(diào)速控制
一、前言
近年來，我國電機(jī)產(chǎn)業(yè)雖然取得了飛速發(fā)展，但依然存在一些問題和不足需要改進(jìn)，交流電機(jī)相對于直流電機(jī)有著諸多優(yōu)點(diǎn)，本文不再詳細(xì)介紹，加強(qiáng)對交流電機(jī)調(diào)速控制的運(yùn)用，對我國工業(yè)發(fā)展乃至民用場合都有著重要意義。
二、PLC與變頻器的交流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的必要性
隨著生產(chǎn)的小斷發(fā)展，速度可調(diào)成了傳動裝置的一項(xiàng)基本要求。目前交流電機(jī)調(diào)速技術(shù)的研究取得了極大的發(fā)展，在調(diào)速傳動領(lǐng)域交流電機(jī)已有取代直流電機(jī)的趨勢。在60年代之前，交流電機(jī)調(diào)速常用串級調(diào)速，但是這種調(diào)速系統(tǒng)復(fù)雜，屬于多段速調(diào)速，調(diào)速效果有限。后來晶閘管研制成功，使交流電機(jī)調(diào)速技術(shù)迅速發(fā)展，出現(xiàn)了變頻器，通過改變供電電源的頻率來調(diào)節(jié)異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，這種調(diào)速方式可以獲得很大的調(diào)速范圍，很好的調(diào)速平滑性和足夠的機(jī)械特性硬度；目前隨著電力電子技術(shù)的日益發(fā)展，變頻調(diào)速裝置性能加強(qiáng)，成本大幅下降，變頻調(diào)速在工業(yè)運(yùn)用最為廣泛。另外，也可采用可控硅移相調(diào)壓調(diào)速，由能量守恒原理U*I=F*V，在外部阻力小變的情況下，改變電壓U的值，速度V也跟著改變，因此只要控制可控硅導(dǎo)通角調(diào)節(jié)輸出電壓就可以達(dá)到調(diào)速目的，這種調(diào)壓調(diào)速裝置主要運(yùn)用在行車上，還有軟啟動器也是運(yùn)用此原理的傳動裝置。基于交流電機(jī)調(diào)速裝置的快速發(fā)展，交流電機(jī)已可以運(yùn)用到越來越復(fù)雜的調(diào)速場合；有了強(qiáng)大的執(zhí)行設(shè)備，就需要強(qiáng)大的控制器配合“指揮”，而PLC是目前運(yùn)用最成熟的工業(yè)控制設(shè)備，因此要加強(qiáng)基于PLC與變頻器的交流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的應(yīng)用。
三、PLC與變頻器的調(diào)速自動化的概念
1、PLC與變頻器
在1978年，國際電工委員會對PLC與變頻器做了比較詳細(xì)的解釋，PLC是一種電子裝置，主要用于工業(yè)環(huán)境下的施工作業(yè)，PLC的理論是設(shè)計(jì)數(shù)字運(yùn)算來操作進(jìn)行。通過編制程序的存儲器，在其內(nèi)部執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等指令，通過數(shù)字的方式或模擬的方式輸入和輸出，利用這些指令控制機(jī)械生產(chǎn)過程。PLC具有使用便利、適用領(lǐng)域廣的優(yōu)勢，其設(shè)計(jì)的原則就是保證容易地?cái)U(kuò)展功能。
2、PLC的基本結(jié)構(gòu)
PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%（+15%）范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。
處理器是PLC的控制核心。它在PLC系統(tǒng)程序的控制下，擁有接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤等功能。
3、工作過程
PLC開始工作后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段，完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期，處理器通過一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行這三個(gè)過程。
四、基于PLC與變頻器的控制方法
1、變頻器端子控制
端子控制是最早控制方法，經(jīng)過PLC開關(guān)量的信號可控制變頻器，其控制過程為可編控制程序PLC對輸出信號進(jìn)行控制，而輸出信號對變頻器停止、啟動及復(fù)位進(jìn)行控制，并控制組合變頻器高中低速這三個(gè)端子，以實(shí)現(xiàn)多段速的運(yùn)行。這種控制方式一般是變頻器控制越多，所需要的PLc輸人/輸出點(diǎn)數(shù)就會越多，會加大控制成本，并且這種控制方法是通過開關(guān)量進(jìn)行控制的，速度是預(yù)先設(shè)定好，無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)平滑線調(diào)速，更不能精度調(diào)速，通常用在調(diào)速精度要求低，變頻器數(shù)目少及無需反饋信號的控制系y當(dāng)中。
2、端子控制+模擬量給定控制方法
變頻器的啟停由端子控制，速度信號由模擬量給定，模擬量的給定通常是依靠PLC配置的AI模擬量模塊實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過AI模擬量模塊把PLC數(shù)字量變?yōu)?-20mA電流信號或者-10～10v電壓信號對變頻器進(jìn)行控制，以改變PLC數(shù)字量，從而改變模擬量大小，并實(shí)現(xiàn)電機(jī)變速，這種模擬量控制方法編程簡單，可平滑連續(xù)調(diào)速，工作性能穩(wěn)定，但模擬量信號在電纜線較長的時(shí)候，容易受到電磁干擾，影響系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
3、總線通訊控制
通訊的方式現(xiàn)在最常見的是Profibus-DP的方式。這需要變頻器支持這種通訊方式，一般是需要附加訂一個(gè)DP通訊板（硬件）安裝在變頻器上面，當(dāng)然也有通訊板外置然后通過光纖與變頻器的控制單元連接的如ABB的NPBA-12通訊模塊。PLC與變頻器之間連接好DP通訊線纜，其他不需要任何硬連接的線了。后續(xù)工作就是通過PLC編程來控制變頻器。
五、PLC與變頻器的在風(fēng)機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)
可以看出，我國電力工業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，把節(jié)能環(huán)保技術(shù)應(yīng)用到電力能源領(lǐng)域，提高能源利用率，杜絕能源浪費(fèi)。能源資源的浪費(fèi)大多發(fā)生在電能生產(chǎn)、傳輸、分配調(diào)度等環(huán)節(jié)，因此，提高我國電力工業(yè)電能生產(chǎn)能源綜合利用效率已成為風(fēng)機(jī)節(jié)能控制工作人員研究的一個(gè)重要課題。采用PLC與變頻器的節(jié)能控制技術(shù)對風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能降耗技術(shù)升級改造研究具有非常重要的工程節(jié)能意義。
風(fēng)機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)主要是通過降低能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，對于風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的能耗而言，其中有很大一部分是因?yàn)轱L(fēng)機(jī)電能利用效率較低的調(diào)節(jié)狀況所浪費(fèi)掉。對于以擋板和閘門調(diào)節(jié)的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)而言，這個(gè)系統(tǒng)的能源浪費(fèi)是無法解決的無法避免的。
針對這種狀況，以PLC和變頻器為核心的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)是減少這類風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)能耗的最好技術(shù)手段，也是最好的節(jié)能途徑。由于PLC與變頻器的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)能夠根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況制定程序自動調(diào)節(jié)，根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際需求形成相應(yīng)的頻率制定適合的程序，調(diào)節(jié)其信號，并直接作用在風(fēng)機(jī)的電機(jī)上，形成輸入與輸出平滑調(diào)節(jié)性能曲線，采取低轉(zhuǎn)速變頻調(diào)速運(yùn)行模式當(dāng)在風(fēng)量負(fù)荷需求小時(shí)，從而降低風(fēng)機(jī)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，節(jié)約電力能源，通過降低軸功率實(shí)現(xiàn)整個(gè)風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)節(jié)能降耗，達(dá)到高效經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)運(yùn)行。
利用PLC與變頻器的變頻調(diào)速自動化控制裝置對加熱爐風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造后，可以大幅度的降低風(fēng)機(jī)電動機(jī)的實(shí)際輸出功率大小，有利于設(shè)備運(yùn)行中節(jié)能降耗。對于一臺容量為280KW的大型風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)而言，采用PLC與變頻調(diào)速自動化裝置進(jìn)行技術(shù)改造后，不僅可以簡單方便實(shí)現(xiàn)風(fēng)量的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，而且從長遠(yuǎn)看，降低能耗，節(jié)能環(huán)保，做到經(jīng)濟(jì)的雙贏，即提高工作效率，又能夠節(jié)約電費(fèi)成本。
六、結(jié)束語
通過對新時(shí)期下，PLC與變頻器的交流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的問題分析，進(jìn)一步明確了電機(jī)的發(fā)展方向，為電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的優(yōu)化完善奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，有助于提高電機(jī)產(chǎn)業(yè)的水平。
摘 要 對于柴油發(fā)電機(jī)組而言，其能否快速檢測到失電，并精準(zhǔn)靈敏地啟動應(yīng)急機(jī)組極為關(guān)鍵，因而，切實(shí)提升柴油發(fā)電機(jī)組的自動化程度，構(gòu)建安全可靠的多級監(jiān)控體系成為橫亙在其發(fā)展面前的重要課題。本文基于當(dāng)前國內(nèi)柴油發(fā)電機(jī)住自動化控制的現(xiàn)狀談及，就如何強(qiáng)化柴油發(fā)動機(jī)組的自動化控制和檢測問題進(jìn)行探究，以期為深化柴油發(fā)電機(jī)組技術(shù)創(chuàng)新，更好發(fā)揮其對于電力供電系統(tǒng)等方面的保障作用提供可行借鑒。
【關(guān)鍵詞】柴油發(fā)電機(jī)組 自動化控制 檢測
對供電系統(tǒng)來說，其工作環(huán)境大多數(shù)高壓供電，電力工人也處于高危的工作環(huán)境中。在此之下，營造安全穩(wěn)定的工作環(huán)境成為電力系統(tǒng)持之的改進(jìn)方向。柴油發(fā)電機(jī)組同樣處于電力高危供電環(huán)境中，且大多時(shí)候需要在非正常環(huán)境下工作，保障柴油發(fā)電機(jī)組的安全性極為關(guān)鍵。鑒于國內(nèi)柴油發(fā)電機(jī)組在自動化控制方面存在的滯后之處，亟需強(qiáng)化其自動化控制水平和檢測技術(shù)，革除傳統(tǒng)應(yīng)用單一機(jī)組控制器的功能陳乏，難以擴(kuò)展等弊端，切實(shí)實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)電供電過程的快速、安全、穩(wěn)定、全程監(jiān)測。
1 柴油發(fā)電機(jī)組自動化控制現(xiàn)狀
1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
屏內(nèi)主要包括可編程控制器（PLC）、數(shù)據(jù)采集裝置（單片機(jī)）、變送器、顯示裝置和控制器件。為了實(shí)現(xiàn)自動化機(jī)組的模塊化結(jié)構(gòu)，使機(jī)組的控制與監(jiān)測互不影響，采用了PLC與單片機(jī)兩套相互獨(dú)立的模式。PLC是整個(gè)自動化機(jī)組的控制中心，發(fā)生供電故障時(shí)，能完成能機(jī)組的自啟動，發(fā)電后與供電進(jìn)行切換向負(fù)載供電；供電恢復(fù)后，自動退出運(yùn)行并自動停機(jī)。單片機(jī)主要采用STD總線結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對整套機(jī)組的各個(gè)參數(shù)監(jiān)測與遙控，與上位計(jì)算機(jī)構(gòu)成通信，將機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)與狀態(tài)直觀地顯示，實(shí)施對整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)遙控。
1.2 系統(tǒng)功能
1.2.1 機(jī)組自動啟停
供電故障確定后，PLC通過程序控制應(yīng)急機(jī)組自動啟動、供電，啟動成功后在60s內(nèi)由應(yīng)急機(jī)組向負(fù)載供電。供電恢復(fù)后延時(shí)60s自動切換機(jī)組/供電ATS開關(guān)，由市電供電，再經(jīng)以60s后當(dāng)前機(jī)組自動停機(jī)。
1.2.2 對機(jī)組實(shí)時(shí)監(jiān)測
該部分功能主要由單片機(jī)與上位計(jì)算機(jī)完成。電量變送器（如電壓、電流、頻率、功率變送器）與非電量變送器（如油壓、溫度變送器）將它們各自的信號變?yōu)?―20mA或1―5V的標(biāo)準(zhǔn)信號，通過多路選擇開關(guān)經(jīng)模擬輸入板送入單片機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；各種故障的開關(guān)量信號轉(zhuǎn)換后經(jīng)數(shù)字輸入板也送入單片機(jī)。單片機(jī)并將參數(shù)通過R2S32/485通訊接口送入中央控制室的上位計(jì)算機(jī)，上位計(jì)算機(jī)通過VB程序支持通信，將這些參數(shù)顯示；同時(shí)也顯示機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)與故障情況。另外上位計(jì)算機(jī)上發(fā)出啟動、停機(jī)、復(fù)位等指令通過RS232/485通訊接口送入單片機(jī)，單片機(jī)將其通過數(shù)字輸出通道經(jīng)繼電器板輸出后送入PLC而實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)遙控。
1.2.3 對故障的監(jiān)測和處理
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)的結(jié)合既能克服傳統(tǒng)專家系統(tǒng)的不足，又避免了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一些缺點(diǎn)，將基于規(guī)則推理和基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷方法進(jìn)行有機(jī)集成，建造一個(gè)混合型集成式的專家系統(tǒng)，能更加準(zhǔn)確地模擬人腦的真實(shí)思維過程。即PC機(jī)定時(shí)接收數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)傳來的特征數(shù)據(jù)，利用邏輯推理、數(shù)據(jù)分析以及人工神經(jīng)絡(luò)相結(jié)合的方式，結(jié)合領(lǐng)域?qū)＜抑R和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，達(dá)到早期診斷的目的。
2 提升柴油發(fā)電機(jī)組自動化控制與檢測技術(shù)的策略
2.1 樹立與時(shí)俱進(jìn)，堅(jiān)持以人為本的設(shè)計(jì)理念
切實(shí)提升柴油發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)的安全性和可靠性，就需秉時(shí)刻關(guān)注市場動態(tài)，秉持與時(shí)俱進(jìn)的設(shè)計(jì)思想，堅(jiān)持以人為本的設(shè)計(jì)觀念。具化到系統(tǒng)操作方面，就是要采用人性化的操作方法，通^人機(jī)操作界面，利用傳感技術(shù)將柴油發(fā)電機(jī)組的相關(guān)信息傳遞到顯示器之上。通過顯示器，工人能夠有效觀察到發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)，進(jìn)而實(shí)施科學(xué)嚴(yán)密的監(jiān)控。人機(jī)合一的模式不僅提升了操作的安全性和便捷性，且有利于人員在系統(tǒng)使用過程中的技能培訓(xùn)。值得注意的是，在實(shí)現(xiàn)人機(jī)操作系統(tǒng)的過程中，要高度關(guān)注應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)。一方面，要構(gòu)建反應(yīng)靈敏，回應(yīng)迅速的應(yīng)急體系，確保在供電故障發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)捕捉和獲取故障信息，做出有效處理。另一方面，要對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)予以科學(xué)規(guī)劃。系統(tǒng)出了要具備較高的信息處理水平之外，還需要秉持線路簡潔原則，迎合客戶對于靈活快速調(diào)整的需求，更好適應(yīng)市場需要。再者，要保持控制系統(tǒng)的獨(dú)立性，為故障發(fā)生時(shí)系統(tǒng)的正常工作奠定基礎(chǔ)。
2.2 重視柴油發(fā)電機(jī)組控制與檢測系統(tǒng)設(shè)備的革新
客觀而言，較之于國外，我國在柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)和檢測方面的水平和技術(shù)仍有所滯后，如何采用靈敏性和穩(wěn)定性的電子器件和電子設(shè)備，進(jìn)而提升控制與檢測水平成為關(guān)鍵。立足于系統(tǒng)應(yīng)用和時(shí)間安全性的考慮，國內(nèi)一方面要強(qiáng)化技術(shù)研究的同時(shí)，適度引進(jìn)諸如捷克的ComAp，英國的DEEPSEA等國外先進(jìn)的控制設(shè)備極為必要。在設(shè)備選擇和引進(jìn)過程中，要注意挑選設(shè)備的兼容性，從而更好迎合企業(yè)的靈活多變要求。此外，還需注重觸摸屏等新技術(shù)的應(yīng)用，探討將光電、聲電等技術(shù)在系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)創(chuàng)新，引入與應(yīng)用，從而進(jìn)一步提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。
3 結(jié)論
在維護(hù)和保障社會生活活動方面，電力供應(yīng)發(fā)揮著不容替代的作用。但實(shí)踐中，受制于各類因素影響，電力供電系統(tǒng)的故障往往難以預(yù)測，突發(fā)斷電情況也時(shí)有發(fā)生，由此對社會生產(chǎn)和生活造成的影響與損失不可計(jì)量。而柴油發(fā)電機(jī)組則在供應(yīng)故障斷電等方面發(fā)揮了重要作用，對維護(hù)社會生產(chǎn)生活的穩(wěn)定功不可沒。實(shí)踐中，柴油發(fā)電機(jī)組在自動化控制和檢測方面的一系列弊端與滯后性亟待改進(jìn)，這就需要牢固樹立以人為本的設(shè)計(jì)觀念，不斷更新和強(qiáng)化機(jī)組控制與檢測系統(tǒng)設(shè)備的革新，進(jìn)而促使柴油發(fā)電機(jī)組在更多領(lǐng)域發(fā)揮價(jià)值。
