浅谈高压电机的自动化控制技术原理及电气调试技术

谢明浩

（安徽淮北矿业集团有限公司，安徽 淮北 235000）

高压电机属于工业企业较为常见并且不可或缺的设备，通过将自动化控制技术应用在该类设备中，能够在最大程度地实现设备技术优势最大化。正常而言，高压电机运行需要较高的供电电压支持，电流相对较小，因此，无须大量电缆敷设，有利于减少企业成本。由于电机额定电压较高，将会降低其额定电流，减少电机体积，可有效降低设备各项成本。因此，在电力驱动领域，高压电机的应用逐渐广泛化。

1 自动化控制技术原理

1.1 直接启动控制原理

基于高压电机自动化运行，利用电流采集装置将大电流转换成小电流，配合电动机微机保护器的使用，将采集的电流信号，即三相电流以及漏电电流等，进行分析处理并对系统运行情况进行监测，实现信息获取。当电机出现短路、过载、缺相、漏电等不正常现象时，可借助微机保护器，判断问题的严重程度，根据严重程度的高低，做出相应的处置。同时，将具体故障信息传送到控制中心，经声光报警，提醒操作人员前去处理，从而保护设备，降低企业经济损失。

综上所述，通过将自动化控制技术合理应用在高压电机中，使微机保护装置能够通过对采集的信号进行分析判断，控制接触器的分合，保护高压电动机，实现电机的工频启动运行。

1.2 变频启动控制原理

高压变频器具有直接控制电机功能，电源为高压电。当前，我国在绝缘栅双极性晶体管方面研究成果显著，经大电流高压，在二极管中，三相高压交流电得以整流，并实现高压直流电。通过有效利用高压直流电，能够尽快接触到双极性高压开关管，进而形成三相类交流高压。高压变频器属于变频电源，借助滤波处理，可生成三相正弦交流电，实现电动机调频调速降低电流功能。针对变频器操作，能够支持计算机控制技术应用，提高双极性高压开关内部开关控制。除此之外，建立在有效利用计算机技术基础上，在控制电子、电路的同时，可对程序进行调整，确保变频器输出频率处于正常状态，实现电机运行全程可控。针对电机软停车，内部控制程序与绝缘栅双极型晶体管存在接触，如果在整流电容中存在残余电流，经放电电阻，可完成相应的放电工作。在该项操作完成后，观察高压电源指示灯，其将会呈现熄灭状态。结合实际生产环节，设备安全性至关重要，因此，目前企业对直接应用电气成套设备，实时性收集各项数据，确保在设备出现故障的情况下，能够及时切断电源，实现变频器以及电机的保护。

2 电气调试技术

2.1 调试范围

高压电机变频控制，电气调试工作具有不可或缺性，调试人员应切实落实电气调试工作，在保障电机正常运行的基础上，确保企业各项生产工作有效开展，以免出现相关事故，引发严重后果。因此，在整个电机调试过程中，工作人员应充分认识电气调试的重要性，提高电气调试工作的安全性。在变频器调试中，需要考虑电机转速、电流、转矩、频率响应时间等指标，从而做好电机控制精度判断。在这一过程中，工作人员应明确各部分调试重点，保障调试工作的针对性，在整体上优化高压电机工作质量，提高高压电机工作效率。工作人员应合理把控好相应的电气调试范围，促进高压电机未来发展，助推自动化技术进步。图1为变频器一次原理图。

图1 变频器一次原理图

2.2 调试内容

以电控柜作为调试重点，应注意检查电缆以及柜内接地的可靠性，确保系统运行稳定。同时，还要注意对功率器件进行检查，及时发现器件损坏情况，并判断器件绝缘性能，建立在有效检查基础上，确保各项准备工作得到有效落实。同时，在检查变频器过程中，应做好电缆检查，精确计算电阻值，在这一过程中，应对高压耐压前后绝缘电阻进行测试，以免出现高压反冲情况。建立正确接线方式，确保电缆容量、耐压等级、绝缘性能与实际要求相符。通过落实前期准备工作，能够在最大程度上降低相关事故出现概率。为进一步优化综合保护器，确保其作用得到最大化发挥，工作人员应合理制定设计参数，并严格按照说明书，完成高压电机操作，使各项参数能够与电机设备实际运行需求相符。工作人员要明确交接实验标准，并以此作为依据，坚持验收规范。

2.3 调试过程

在调试的过程中，应合理控制频率提升速度，如果电流表指针处于不动状态，则要保持相对缓慢的速度将电源切除。要重点检查直流电高压泄漏情况，确保耐压实验有效性，建立在有效控制手段基础上，使泄露值始终处于规定范围内。工作人员应注意在直流耐压试验前后对绝缘电阻进行测量，落实相应的技术参数设定，合理做好电阻值控制。

图2为高压变频器控制原理图。通过RS485通讯和网关的配合或工业以太网实现对高压变频器的远程控制，并在下位机上显示变频器的运行状态。在高压变频器中，调试第一步为控制系统，先给控制系统送电，如果带旁路柜，检查旁路柜接触器动作是否正常，信号反馈情况和变频器自检情况，待自检正常变频器发出允许合闸的指示后，上级断路器才可以合闸，两者互为联锁，控制系统调试全部正常后才可以进行下一步操作。具体内容如下：工作人员应按照要求，检查软件装置参数，并将其与实际装置参数进行对比，确保两者处于一致状态。同时，工作人员应将电机参数输入变频器中，并合理选择相应的控制方式、配套电抗器、通过判断滤波动能以及电机编码器，确保软、硬件在拓扑结构方面的一致性。在启动变频器后，在观察电机正弦波情况的同时，完成直流电情况观察，在获取电缆阻抗值的基础上，进一步获取相关电机内部参数，做好电机模型控制工作。在空载旋转过程中，经有效参数调节，可对电机指标进行调整，经电机速度设定值监控，有效实现衡量各项电流、转矩数据。对于整个调试过程而言，速度调节器PI设定值具有重要作用，将会直接关系系统响应速度，与系统稳定性密切相关，因此，工作人员可结合自身经验以及实际情况，对参数进行反复调整，确保电机模型的理想化程度。

图2 高压变频器控制原理图

2.4 调试因素

基于高压电机直流电阻，应注意检查电极连接测量极的安全性、可靠性，确保最终测量结果的准确性，以免出现误差。在阻值测量方面，应注意保持三相平衡状态。在对高压电缆进行绝缘测试过程中，应配备专业工作人员对电缆两端进行测试，并在落实联保互保工作的同时，做好安全隔离工作，在必要的位置处，完成隔离带设置。经耐压实验后，应做好高压合闸检查工作，并对分断回路进行检查，然后进行高压上电工作。在这一过程中，当上级断路器处于正常状态，需要在带电条件下，完成变频器合闸检查工作，并判断高压分断控制回路。在带高压调试过程中，应落实相应的安全措施。首次上电需要将变压器柜、单元柜柜门打开，并由一名专业技术人员留守在按钮旁边，当发现异常情况时，应第一时间将分压电源进行切断处理，以单手手背完成高压分断按钮操作。如果变频器未出现故障，则说明断路器处于合闸正常状态。按下柜门处高压分断按钮，判断断路器是否处于可靠状态，在上述状态下，对断路器合闸情况进行确认，将高压分断按钮松开，完成断路器合闸处理，借助人为操作，制造出变压器过热情况，对断路器分断可靠行进行判断。

3 结语

综上所述，结合高压电机发展，行业对自动化技术精度要求也逐渐提高，就目前而言，虽然自动化技术仍处于不断发展中，但是，与高压电机实际需求相比，还存在一定的差距。高压电机的应用为企业运营提供了良好的便利。结合高压电机实际应用，工作人员应切实落实自动化控制技术，了解高压电机运行情况，确保高压电机稳定地运行。