变频调速技术在工业电气自动化控制中的运用探究

杨仁伟

摘 要：在科学技术快速发展下，变频调速技术应运而生，其在各领域中均有所建树，在工业自动化控制中同样如此。此项技术的使用对工业生产过程有较大的积极作用，在提高生产效率的同时可以最大程度的实现节能减排的目标，为工业企业实现经济效益最大化提供了更多的有利条件。本文首先对变频调速技术进行概述，其次对其工业电气自动化控制中的具体运用进行分析，最后以数控机床为例对其实际应用和效果进行研究。

关键词：变频调速技术；工业电气自动化控制；应用；研究

目前电气自动化控制技术被广泛的应用至工业生产中，但是多数工业企业均使用传统的电气自动化控制技术，在实际应用过程中会浪费较多的能源，无法更好的实现节能减排的目标，并且生产效率不理想，为此对其进行改进和创新已经成为技术人员研究的重要内容。变频调速技术的出现能够对上述情况进行改进，不仅能够提高自动化水平，并且能够保证产品的质量，下面对其在工业电气自动化控制中的应用进行分析，以期为相关人员提供一定参考。

一、变频调速技术概述

变频调速技术工作原理为：通过电机转速和工作电源输入频率呈正比的关系根据实际需要对电动机的频率进行适当的调整，进而实现控制电机转速的目标。其主要由自适应电动机模型单元，脉冲优化选择器，转矩及磁通比较器构成，下面对构成部分进行逐一说明。

第一，对自适应电动机模型单元进行说明。此构成部分具有检测输入电动机电压及电流的功能，通过此功能对电动机的相关参数进行识别，并且能够通过定子磁场方向对转矩进行合理控制，其控制精度为±0.1%。

第二，对脉冲优化选择器进行说明。脉冲优化选择器能够对一定范围内存在的脉冲信号进行优化选择，为了实现上述功能需要做好如下工作：其一，根据实际情况对信息处理选择芯片进行合理选择；其二，对调制方式的信号源进行设计，同时需要编写多功能的电路模块（缓冲功能模块）；其三，使用信号源对编写完成的电路模块是否具有某种功能进行判断，如果具备所有功能时需要重新进行编写。

第三，对转矩及磁通比较器进行说明。两者能够在一定时间内对反馈值及参考值进行分析对比，在分析完成后可以使用滯环调节器对转矩及磁场状态输出，能够为工作人员实际工作提供可靠的依据和支持。

二、变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用探究

第一，对变频调速技术在电机组节能系统中的具体应用进行分析。现阶段“投入高，产出少”的情况仍然时有发生，为了改善此种情况工业企业需要将一些新式技术应用至发电机组节能系统中，变频调速技术属于新式技术之一，下面对其在电机组节能系统中的应用进行详细说明。将变频调速技术应用至整个生产车间中，每一个电动机均有一个变频器进行全程跟踪及驱动，同时根据电机运行的相关要求为其配备适当的电路，变频器在自动化控制的同时可以对系统进行编程处理，保证两者的工作步骤相一致，从而对原有的生产模式进行改变。除此之外使用标准电压型逆变电路对主电路及支路进行联合同样可以使电能在电网导电机中进行传递，在此种情况下可以实现主电路和生产车间的各个电路高效配合的目标，提高生产效率和效果。

第二，对变频调速技术在工业生产中的具体应用进行分析。在工业生产中对变频器进行使用不仅可以实现节能减排的目标，并且能够对相关电力设备安全运行提供更多的保障，具体体现在电动机在刚启动后会出现脉冲增压积累的情况，在其中安装调度器后能够对采样前及采样后的数据进行比较，在比较过程中可以及时发现相关问题，进而可以尽快采取措施进行调整，将其对电力设备运行带来的负面影响降至最低。与此同时使用变频调速技术后对机电控制系统的工作效率明显提升，并且使机电运行超速保护的目标得以实现，在实现超速保护后机电系统在加速时变频器会对其速度的连续性进行采样保护，并且能够对电机的运行速度进行比较，倘若电机运行速度超过规定数值时系统便会发出报警信号，同时能够根据实际情况的需要对速度进行适当调节，将电机运行速度调整至安全范围内，进而保证生产过程安全、顺利进行。

三、变频调速技术在工业电气自动化控制中应用案例分析

第一，对数控机床应用案例进行概述。某工业企业仍然使用传统的数控机床技术进行实际生产过程，传统的数控机床技术在电能消耗方面比较严重，并且生产效率较低，为企业进一步发展造成一定阻碍，企业领导人员在研究后决定使用工频运行方法进行调整，在使用此种方法后上述情况有所改善，但是仍然存在一些缺点，例如：齿轮主轴速度选择范围较为广阔，导致精度控制很难实现预期目标；同时在生产过程中机械设备出现故障问题的几率较多，这种情况使机械设备维修工作量明显增加，当故障问题较为严重时在短时间内无法维修完成，进而对工业生产产生较大的不利影响。如何解决上述问题成为工业企业当前研究的重点内容，在经过细致研究和分析后工业企业领导人员决定对变频调速技术进行合理应用，此工业企业将此项技术应用至整个数控机床工作中。

第二，应用效果分析。在对此企业进行为期一年的观察发现变频调速技术使用的效果较为显著，下面对应用效果进行详细说明。此工业企业主要将变频调速技术应用至数控机床结构及功能方面，在使用此种技术后数控机床结构同之前相比得到明显优化，在实际生产过程中金属材料使用率有所提升，浪费情况明显减少，与此同时机械操作变得更加简便，在机械设备损耗减少的情况下出现故障几率的频率降低，维修工作量减少；除此之外数控机床范围有所扩展，控制精度和效率同之前相比均有所提升，并且能够为数控机床加工生产的质量提供更多的保证，基于此企业不断扩大变频调速技术的应用范围，为企业带来了更多的经济效益。

第三，变频调速技术应用注意要点。当前变频调速技术在各领域中均有所应用，为了更好的提高其应用效果需要注意如下两方面。其一，重视负荷匹配技术。在实际应用过程中工作人员需要对变频调速设备型号、规格、载荷以及容量等进行充分考虑，保证各类指标同电机功能相适应，一般情况下控制裕量不超过百分之十，从而保证电机系统可以安全运行。其二，做好变频调速系统抗干扰处理工作。通常情况下会使用隔离及屏蔽技术实现抗干扰的目的，前者主要指在电源和放大器连接线缆间的位置对隔离变压器进行合理设置，之后使用噪声隔离变压器对电源隔离变压器进行控制，此外可以增大系统中设备同干扰源的间距，此种方法需要根据现场情况酌情使用；后者主要指将系统中的电路、电气设备及元器件安装在屏蔽箱中，进而将干扰降至最低，保证系统正常运行。

结束语：

通过上文可知在工业电气自动化控制中应用变频调速技术的效果较好，其使用不仅使生产效率和效果有所提升，并且能够最大程度的保证产品质量，为企业进一步发展提供有利条件。为了充分发挥其作用和价值，技术人员需要对其进行不断的研究，对其功能和系统进行完善，从而更好的适应时代发展的要求，加快工业企业发展脚步。

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