探讨电力拖动系统自动控制及安全保护

1 电力拖动系统自动控制原理
电力拖动是指在电动机作用下驱动机械设备，而电力拖动系统自动控制是指在某技术作用下实现驱动机械设备。就电力拖动系统而言，电动机自身具有多种反馈，比如，速度反馈、频率反馈，其中的控制部分便是电气保护，体现在多个方面，比如，电流保护、短路保护、热保护，启动连锁、安全保护等顺利实现离不开计算机系统。在计算机系统作用下，电力拖动系统自动控制需要经过多个步骤才能顺利实现，比如，编程、逻辑计算，使用者可以将相关仪器、测试系统相互连接，利于进行一系列操作。在不同工艺条件作用下，电力拖动系统的控制要求并不相同，但并没有实质上的区别，在信号输入输出作用下，借助计算机系统，便能实现集中控制，输入计算机系统的信号并不单一，比如，电动机运行信号、热故障信号，而输出信号也体现在多个方面，比如，变频调节信号。简单来说，电力拖动系统自动控制原理就是在电力拖动系统运行中，计算机是其集中控制中心，输入、输出信号基础上，下达或者执行一系列指令，实现自动化控制。
2 电力拖动系统自动控制设计
(1) 电力拖动系统自动控制设计原则。在设计过程中，设计人员必须根据电力拖动系统特点、功能等，客观分析一系列影响因素，坚持相关设计原则，科学设计电力拖动系统，最大化提高电力拖动系统性能。设计人员要坚持经济简单化原则，对比、分析电力拖动系统设计方案，选出最佳设计方案，确保设计的电力拖动系统具有较好的经济性，系统结构简单化。设计人员要坚持“安全、稳定、可靠”原则，准确把握电器、触头具体数量，采取针对性措施优化设计线路，科学选择系统构件，最大化提高电力拖动系统整体性能。
(2) 明确设计方案。从某种角度来说，电力拖动系统自动控制设计离不开合理化的设计方案，要具有较好的可行性、正确性。设计人员必须坚持具体问题具体分析的原则，从实际出发，结合各方面情况，运动要求、零部件具体加工精密度等，制定“科学、合理”的设计方案，科学选择电动机，明确传动方式、运行形式等，科学设计电力拖动系统硬软件。同时，设计人员还要多层次优化拖动形式，巧妙利用直流以及集中拖动形式，准确把握应用其中的电动机总数量、各方面参数。
(3) 科学选择电动机。在确定好设计方案之后，设计人员需要根据具体要求，科学选择应用其中的电动机，比如，类型、结构形式、额定电压。所选择的电动机要符合机械生产具体要求，设计人员要客观分析电动机发热情况、启动能力等，明确电动机功率，进行相关试验校验，明确电动机额定功率、容量。设计人员要综合考虑电动机在机械生产方面的具体要求，明确电动机类型，如果生产机械功率以及调度范围都比较大，则要采用直流电动机，如果想要结构简单化，维护难度和造价较低，则要采用交流电动机。所选择的电动机电压的“等级、频率、相数”要和供电电网电压相同，确保所选择的电动机能够满足各方面条件。
(4) 电器控制线设计。在设计过程中，设计人员要根据具体生产要求，比如，生产机械要求、电器控制线路要求，准确把握电力拖动系统设计经济性，尽可能选择常见线路，把握好电器数量，科学缩短连接导线长度，最大化减少电力拖动系统中的通电线路，采用适宜的连接方法，科学连接线路，避免出现“短路、电压过高”等问题。同时，设计人员要坚持简单化原则，确保设计的控制结构操作简便，也为日后检修维护电力拖动系统提供有利的保障，科学设计电路控制单元构件，最大化提高电路控制系统整体性能。
(5) 调节器设计，构建数学模型。在设计中，设计人员要根据电力拖动系统特点，科学设计调节器，即转速调节器、电流调节器，串联的基础上，发挥二者反馈作用，即转速负反馈、电流负反馈。简单来说，转速调节器输出就是电流调节器输入，电流调节器输出的一系列信号受到晶闸管整流器触发装置自动化控制。应用其中的转速以及电流调节器大都采用的是PI 调节器。此外，在设计电力拖动系统中，设计人员需要根据系统各组成部件特征、性能等，构建合理化的数学模型，列出对应的空间方程，进行相关计算，按照相关规定，进行合理化调整，确保设计的电力拖动系统具有较高的精准度，顺利实现自动控制，更好地应用到生产实践中，有效提高生产效益。
3 电力拖动系统安全保护
就电力拖动系统而言，其安全保护大致体现在两个方面，即电气保护、计算机系统保护，计算机系统保护和电气保护紧密相连，属于以此为基点的上层保护。欠压保护、热保护等属于电气保护，而安全链保护、启动联锁保护等属于计算机系统保护。
(1) 电气保护: ①短路保护、过流保护。在电力拖动系统安全保护方面，短路是指电力拖动系统运行过程中发生短路故障，在电流短路作用下，电力拖动系统部分设备绝缘体温度迅速升高，出现过热现象，严重损坏绝缘体结构，降低了绝缘性能。同时，在较大电流作用下，大电磁脉冲顺利产生，对电力拖动系统设备造成不同程度的影响。过流是指操作人员不规范使用电动机，导致电动机超负荷运行，极易产生过电流，远远超过电动机正常运行情况下的电流，会严重损坏电动机系统设备。针对这种情况，相关人员需要对电力拖动系统进行必要的“短路、过流”保护; ②欠压保护、热保护。欠压是指在电力拖动系统运行中，电源电压无法有效满足运行中电动机具体要求，出现欠压问题，电动机速率不断降低，直到停止运行。在欠压作用下，电力拖动系统电器设备也会受到影响，极易出现故障问题。相关人员可以采用加压方法或者切断电源，动态控制电压数值，避免超出电动机规定范围，有效解决欠压问题，实现欠压保护。此外，由于长时间处于高效运行中，电力拖动系统设备过热问题频繁出现，随着绕组时间不断延长，电动机温度大幅度升高，远远超过规定的额定数值，出现各类问题，无法正常运行。针对这种情况，相关人员要借助电力拖动系统安全保护，即热保护，让多台电动机交替工作，最大化降低过热故障发生率。
(2) 计算机系统保护: ①运行和启动连锁保护、安全链。一旦计算机接收到相关信号后，电力拖动系统会在模块、程序作用下顺利实现自动控制，进而，实现运行和启动连锁保护。安全链体现在多个方面，比如，油压保护、过流保护，作为串行条件，安全链如果无法满足电力拖动系统某要求，计算机系统便会在自动控制系统作用下，关闭运行中的电动机; ②信息处理安全保护。在处理海量数据信息方面，计算机系统的安全性、可靠性特别高，电力拖动系统硬软件也不例外。一旦电力拖动系统运行中出现问题，计算机系统会第一时间实现自动化操作，停止运行的设备，便于相关人员及时进行合理化处理，避免引发严重的故障问题。
4 结语
总而言之，在经济发展的过程中，电力拖动系统发挥着不可替代的作用。设计人员应准确把握电力拖动系统自动控制原理，坚持相关设计原则，明确设计方案，科学选择电动机，合理设计电器控制线路、调节器等，优化电力拖动系统设计，顺利实现自动控制，实现安全保护，电气保护以及计算机系统保护。以此，最大化降低电力拖动系统故障发生率，有效提高生产效率与质量，提高整体经济效益。