变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用

齐正

摘 要：随着电子技术以及电气元件的不断升级，变频调速技术也有了质的飞跃，在许多的工业电气自动化领域都得到了实现，将变频调速技术应用在工业电气自动化之中，不仅提高了电气设备整体集成化程度，再一个提升了工业电气设备的使用效率。频调速技术，是指通过使用者来调节电动机的实际使用的电源的频率，经过设备内部的比例运算，从而达到改变电机转速的目的。扩展一点，实际电气工业应用的变频器就是使用变频调速技术实现对设备电机高低速转化的设备，其中主要应用的技术有电源的变换技术，以及相关模拟电力电子技术以及PC端控制。在实际的使用中，主要是针对工业用的电机，通常使用的领域有，给排水，机械加工以及棉纺织的自调匀整领域。

关键词：变频调速技术；电源频率；工业领域

引言：

变频调速技术，最核心的原理是，通过改变电动机的电源频率，已达到调节电机转速的目的。

跟随整体电子技术的发展，以及相关的电力电子技术器件的升级，变频调速技术的研究领域也迅速的发展起来了，该技术由于使用的范围广，而且依托该技术来发出来的变频器的使用效率十分的稳定，所以得到了非常高的使用率，并在工业领域的实际使用中得到了非常好的反馈。比如在纺纱机的自调匀整领域的实际使用时，能够实现较高精度的调节，使所开出来的棉条的匀整度十分可靠。

除此之外，在军工领域中，变频调速技术的稳定性也十分的可靠，在生产军事工业所使用的设备的时候，能够确保同一批所生产出来的设备之间存在的误差率小于3%。

一、变频调速技术简介

（一）变频调速技术的发展历史

变频技术，是在21世纪初才大规模的投入到实际的工业领域的使用中的。这和整个电力电子技术的发展有着密不可分的联系，随着第三次工业革命以来，微电子技术以及电脑的发展，使整个电气的研究有了非常丰富的资源库，以及相关的电气参数。

在2005年的时候，变频调速技术得到了质的飞跃。并随着时间的推移，电力电子技术的不断完善，以及电脑控制的智能化，变频调速技术飞速的发展，除了单一的调速功能之外，还搭载了误差自修正功能，以及对于电气设备的保护电路。

（二）变频调速技术的主要优势

整个电气设备的变频调速技术，是通过调节发电机的电源的频率来实现电机的转速。整个控制的环节十分的简单，整个控制的方法十分的简单，只需要根据设备对于电机转速的要求来进行调节就可以实现。

除了操作简单这一优势之外，变频调速技术的稳定性也是同类控制器之中最为稳定的调节系统之一。这主要体现在变频调速技术改变电源频率之后，整个设备只会根据电气参数而动作，是单工输送，不牵扯到数据反馈回来之后的运算或者监测，反应时间迅速[1]。

（三）变频调速技术的劣势

变频调速技术虽然有众多的优点，但是也存在着许多的缺点。

基于变频调速技术所开发的变频器，由于其电力电子器件的高度集成化，所以对于整个电气设备的散热工作十分重要，和以电路板为主的控制电路相比较，变频器需要搭载散热风扇，以及散热片。

以上两种都属于变频器的辅助元件，一方面增加会增加整个变频器的设计成本，再一个方面，会增加变频器的体积[2]。

二、工业电气自动化控制简介

（一）工业电气自动化控制发展历史

工业电气信息化时代，造就了许多基于智能化控制器的崛起，其中就包含以变频调速技术为主的变频器，以及以集成數字电子技术晶体管为主的电路控制板，都是该时代的产物[3]。

从第一次工业革命开始，蒸汽织布机的发明让所有的实业家看到了工业控制自动化为其带来的经济利益，以及未来工业技术的发展方向。

到如今的现代化信息时代，基于高层次的电力电子技术水平，工业电气自动化的发展已经到了如火纯情的境界[4]。

（二）工业电气自动化控制的主要优势

工业电气的自动化控制，是现代化社会工业领域最主要的控制方式。主要优势在于三个方面。

首先，工业电气的自动化控制可以大量的减轻人工成本。由于工业领域的特殊性，工厂为了确保工期以及工作量按时达标，工厂需要24小时运转才能确保最大化的利润率，基于此，所有的设备如果都配置人工进行操作，则会对整个产业利润造成极大的影响。

其次，工业电气的自动化控制非常的便捷。在实际的使用中，只需要根据工艺要求对设备的电气参数进行调节，就可以实现设备的自主化运行，不需要在对设备增加人工去操作。

三、变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用

（一）变频调速技术在纺织工业的应用

纺织行业作为基础性的工业之一，在整个国民生产以及人民需求方面起着无可替代的作用。而棉条的特殊性在于，无法精细的对棉条的质量进行控制，所以在高质量的纺织要求下，只有通过电力电子技术去尽量的对整个纺织设备调整，以求让开出来的棉条尽量的贴合实际的工业要求。

而变频调速技术的应用，能够对整个纺织设备有一个更还的控制，通过对纺织设备电气参数的设定，来实现棉条的匀整。实际的工作原理在于，通过纺纱机的罗拉传感器，将采集到的棉条数据输出到控制电路板上，再由电路板的计算之后，输出到变频器中，再根据变频器内部的参数设计，而输出给电机，以达到电机转速的变化。电机的转速改变，达到了对棉条的粗细的控制，经过调节之后，棉条的质量就处于一个相对合理的范围之内。整个纺织机的电气自动化控制再次运行，循环的进行。

（二）变频调速技术在给排水领域的应用

变频调速技术在给排水领域的应用主要体现在建筑施工项目之中。

在建筑电气施工项目上，给排水工程十分的重要。因为整个给排水项目牵扯到了整个建筑工程的正常使用。

一般建筑高层的给排水项目，主要的工作内容是对整个建筑正常的进行供水，需要考虑到整个建筑的用水量，以及水压的调节等各个方面的内容。在搭载了变频调速技术以后，就可以实现建筑的给排水项目的自动化程度。主要的工作流程是，在整个建筑的供水口加装一个压力传感器，对整个建筑出水的水压做一个数据的采集，在采集完数据之后，将水压的相关数据发送到控制回路之中，在控制回路经过内部的运算之后，触发变频器的参数自调，在变频器的参数调节之后，给到整个给排水的水泵，按照所计算出来的水压来对整个建筑进行供水。

（三）变频调速技术在军工领域的应用

变频调速技术应用十分广泛，其中也包括对精度要求非常高的军事工业领域，在实际生产军工特工的设备的时候，由于军事工业部门对于整个设备的电气以及相关的机械要求十分的高，所以需要通过变频调速技术来对加工所使用的设备进行精确的调节，实际使用时，变频器对于电机的控制，可以使电机的转速被精确在正负5转以内的水平，该水平足够满足整个军事工业对于其所使用的设备的精度的要求。

除此之外，在军工领域中，变频调速技术的稳定性也十分的可靠，在生产军事工业所使用的设备的时候，能够确保同一批所生产出来的设备之间存在的误差率小于3%。

四、结束语

变频调速技术的使用，大大提高了整个工业电气自动化领域的使用效率。

变频调速技术在实际的使用过程中，操作非常的便捷。在使用时，只需要根据对于工业设备的要求，调节其电器有关的参数，从而实现自动控制的目的。整个变频调速技术是基于电力电子技术的发展而实现的，依托电力电子技术以及模拟电力电子技术，还有相关数字电子技术基础所开发出来的，对于工业自动化控制领域的研究以及应用十分有利。

参考文献：

[1]田彪. 变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用分析[J]. 科技展望， 2015（32）.

[2]韩齐丽， 王娜， 董琳. 变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用[J]. 中国机械， 2013（7）：72-73.

[3]杜坚， 何振. 变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用初探[J]. 科学与财富， 2017（14）.

[4]孙明. 变频调速技术在工业电气自动化控制中的运用探究[J]. 环球市场， 2016（15）：136-136.