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电气自动化交流传动控制系统分析

2020-10-27王鑫张志刚

中国电气工程学报 2020年12期
关键词:人工智能技术电动机

王鑫 张志刚

摘要:随着时代快速进步促进了电力行业的蓬勃发展,各种电力技术也得到不断完善。在电气自动化技术加入到控制系统中后,系统应用结果得到了进一步完善,为交流传动控制系统推广与使用创造出了更加有利条件。文章将以交流传动控制系统基本情况介绍为着手点,对电气自动化交流传动控制系统展开全面性分析与研究,期望能够为控制系统应用与推广提供一些理论方面的帮助。

关键词:电动机;交流传动控制系统;人工智能技术

1交流调速的原理

由于直流电动机具有电刷与整流子,必须经常对电刷与整流子进行维修检查,因而电动机安装的环境受到限制。另外,直流电动机的转速不够高、容量小,且它的体积、重量与价格比同等容量的交流电动机要大。在20世纪60年代以后,随着电力电子学与电子技术的发展,使得采用半导体交流技术的交流调速系统得以实现。特别是20世纪70年代以来,集成电路和计算机控制技术在大力发展和现代控制理论的大规模应用,为交流电传动的开发创造出有利的条件,像交流电动机的串级调速、各种类型的变频调速和无换向器电动机调速,使得交流机电传动逐步具备了宽的调速范围、高的稳速精度、快的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能。交流调速在各个工业领域中的应用所占的比重正在逐渐增大,在机电传动自动化领域中的地位也曰趋重要。

2电气自动化交流传动控制系统

2.1电动机调速

以异步电动机调速为例。较为常用的异步电动机调速方式,除上文所述集中调速方式之外,还有变极对数调速以及电磁转差离合器调速等。根据电动机基本原理,从定子进入到转子的电磁功率,一部分会和转差率保持正比关系,另一部分会对负载形成有效拖动。就能量转换层面而言,转差功率回收、消耗以及是否增加,将是评价调速系统效率的重要指标。鉴于此,可以将异步电动机调速系统细分为三种:(1)转差功率消耗型。此种系统转差功率,会被转换为热能进而被消耗掉。与其他调速系统相比,此种调速系统效率处于较低状态。会通过提升转差功率消耗的方式降低转速,随着转速的不断降低,其效率也会越小。(2)转差功率回馈型。此种系统对于转差功率的消耗较大,会有一部分功率在运行时被消耗掉,而多数功率,会通过对变流装置的运用,回馈到电网之中,或直接转化为机械能被使用。在转速逐渐处于下降状态时,回收功率也会随之增加。(3)转差功率不变型。此种系统转差功率内的转子会出现一部分的铜损耗,但其转差功率消耗始终处于较为稳定的状态,也会随着转速的改变而出现较大变化,整体效率相对较高。由于此种系统的变极对数调速使用存在限制,只能实施有级调速,所以系统的使用场合也存在着一定的约束。在诸多调速中,变频调速使用最广,能够形成高动态性能交流调速体系,整体应用效果较为理想,发展前景较为客观。

2.2變频调速系统

变频调速系统,即变压变频调速系统,会在实施转速过程中,保持转差功率保持在恒定状态,系统整体应用效率、性能较为理想,是现代交流调速主要发展方向之一。在对定子供电频率展开均匀调整过程中,可达到平滑完成电动机同步转速调整的目标。在多数场合,为保证在调速过程中,电动机最大转矩不会出现变动,会通过对磁通恒定进行维护的方式,保证后续转速调整操作高质量进行。为真正达到这一点,需要对定子供电电压展开调节,强调电动机供电变频器需要共同具备调频以及调压两种功能。在计算机控制技术支持下,变频器可在高质量完成调频以及调压工作的同时,对启动制动时间、电流以及转矩等展开调整,且具备良好的调节功能以及函数运算功能,在工业以及农业等领域均有着广泛运用。

2.3调压调速系统

在转子回路参数和电动机定子回路参数处于恒定状态时,在定转差率环境中,在定子绕组上的电压平方会和电动机电磁转矩保持正比关系。作为一种有效、简单的调速手段,交流调压调速技术通过对定子侧添加调压变压器或在定子回路中串入饱和电抗器的方式,达到对电压、转速实施有效调节的效果。目前较为常用的交流调压调速技术,主要以双向晶闸管元件运用为主。

3人工智能技术在智能控制中的运用

自动化领域中,广泛运用人工智能技术,在电气设备的控制领域中,充分运用神经网络、模糊控制、专家系统等理论,积极运用专业系统来进行系统化控制,依据实际问题来构建长效的管理机制,对录入数据进行综合性分析,有效地运用专业知识,快速、准确地做出管理决策,主要目标是解决实际问题。对专家进行有效模拟,同时进行有效的知识总结,充分运用专业知识来管理专家系统,进一步提高智能控制的有效性。电气设备维护中,广泛运用人工智能技术,加强对现有设备、管理系统的及时维护和管理,及时对电气设备进行隐患排查,以科学的保养方式处理电气设备的故障问题。模糊逻辑计算中积极运用系统规划、模糊控制等理论知识,电气设备控制中,认真做好日常规划,对于容易出现隐患的设备作出定期更换,采用人工智能技术进行电气设备维护和监测,有利于简化工作流程,自动生成电气设备工作报告和日志,更为便利为人员提供及时性的电气服务。人工智能技术运用在电气设备的检测中,根据消费者需求变化,进行现代化的定期检修与保养,根据企业自身能力,促进用户的快速消费,将大数据分析、互联网、计算机等多项技术及时结合起来,人工智能技术广泛运于电气设备检修中,考虑企业的经济价值,缩短设备故障时的停机时间,加强设备日常维护,以更低的成本监控整体工作的运行状态。电气领域的自动化控制是一个十分复杂的过程,对于各个步骤的要求都比较严格,一旦某个环节出现了纰漏,就会造成严重的后果,引发较大的经济损失。人工智能技术的应用可以对各种设备使用情况、故障情况等进行分析,进而设计出合理的故障处理方法,尽可能确保电气自控工作的质量。而且这种技术的应用,还可以实现远程维修,简化了过程。

4人工智能技术在产品优化中的运用

电气产品优化中,积极运用人工智能技术,对于电气工程涉及的产品设计进行综合性分析,不断总结产品设计经验,将专业知识与计算机技术充分结合起来。有效提升电气产品设计的有效性,产品设计中广泛渗透人工智能技术,避免了繁杂的操作过程,这从一定程度上减轻了人员的劳作强度,缩短了产品设计周期,大大提升了工作效率。注重电气产品的开发性设计,遵从标准化的操作原则,及时进行产品优化,比如在电气产品优化中,要求人员具有基本的智能软件操控技术和设计经验,根据实际情况设计出高质量的电气产品,运用人工智能技术的基础上,提高了电气产品的设计质量,更好地满足现代人们的个性化需求。

结语

通过本文对电气自动化交流传动控制系统相关内容的阐述,使我们对交流传动控制系统以及电动机调速方式等内容有了更加清晰的了解。各企业需要加大对交流传动控制系统的研究力度,应掌握电动机具体调速原理与调速方式,以便更好地对其展开使用。而各研究机构也应进一步加强对人工智能等技术的研究力度,应通过对技术的合理运用,将其高质量运用到电动机控制之中,进而实现高效化、智能化交流电传动控制模式,保证系统控制效果。

参考文献

[1]吴天杰.浅谈电气自动化控制系统的应用及发展.技术与市场,2019(8).

[2]白云飞.基于机电控制系统自动控制一体化设计.电气传动自动化,2019(3).

[3]刘小华.人工智能技术在电气自动化控制中的应用思路分析.现代制造技术与装备,2019(8).

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