变频调速技术及其在工业电气自动化控制中的应用探析

刘俊 卢禹炜

摘 要：在工业电气自动化控制中，变频调速技术应用普遍，使电气设备工作效率得到明显提升，实施效果非常好。文章简要论述变频调速技术原理及特点，从多个方面，深入探讨该技术在工业电气自动化控制的应用，便于后续各项工作开展和实施。

关键词：变频调速;工业电气;自动化控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.16.136

0 前言

以往工业电气控制系统成本消耗大，人力物力资源浪费严重，还会对环境产生干扰。自半导体技术发展以来，变频调速技术应用范围不断扩大，无论在工业生产，还是家用电器方面均得到了普及。依据工业电气自动化控制特点、内容、要求等，对该技术进行灵活运用，提高工业生产效率，实现工业电气自动化控制工作目标。

1 变频调速技术原理

变频技术相对比较复杂，依托磁极对数、电机转速、电源等各设备间的关系，对其进行定义。处于工作状态下的电动机，依托程序编写，对其转速、电源等各指标进行控制，使工作频率发生改变，科学控制电机转速。其中，变频调速技术主要构成元素有自适应电机模型、脉冲优化选择器、比较器。其中，自适应电机模型作用在于控制电动机工作电压、电流等，通过这种方式，对电机工作性质加以识别，对电机转速进行控制。脉冲优化选择器则是在电机工作范围已知时，把相关工作信号确定下来，并在工作状态下，适当缓冲脉冲信号，确保各功能模块保持正常工作[1]。比较器模型则把转矩与磁通功能数值和常规工作状态进行比较。通常情况下，单次比较频率以20s为宜，依据结果，对调节器输出、磁场转变等相关情况进行准确判断，确保电气设备达到良好的变频调速效果。

2 变频调速技术特点

变频调速技术以交流电动技术为依托，对直流电动机应用缺陷进行弥补。因变频调速控制系统结构简单，设置过程简便、安全，灵活运用变频技术，有助于增强电气设备强度，使之更加可靠、耐用，提高数据动态频率。该技术使以往220V电压工作模式发生明显改变，即使电压不足220V，仍然能够正常工作，节省电力。这一技术背景下，选择交—直—交系统控制装置或者交—交系统控制装置均可。节约电能的同时，还能够使该系统工作效率得到明显提高。

3 变频调速技术在工业电气自动化控制中应用

3.1 矿井指示器保护

由于煤矿井下环境复杂，需要依托多重保护机制，对工作状态下的电气提升设备进行保护，确保该电气设备工作正常。其中，电气设备深度指示器非常关键。煤矿井下工程实践中，倘若深度指示器无法发挥作用，会干扰整体电气设备系统，使该系统处于不良工作状态。通过对变频调节设备进行调节，科学检查深度指示器，并对工作电机进行启动，叠加处理周期内编码脉冲，比对编码器、比较器脉冲，以此为依据，对设备能否正常运行加以判断。如果比较前后数据并无太大差别，表明深度指示器存在漏洞、问题，需要及时检修变频调度设备，保证检修频率达标[2]。

3.2 等速区间超速控制保护

电机拉动设备应用普遍，在等速区间运行，需要借助变频调速技术实施保护。其优势在于能够对电机拉动设备过载、超速情况实施预警，以此对机器设备能否控制提升设备运行速度进行监控。通常情况下，电机拉动设备常规工作速率在设备运行15%以下。倘若超过该数值，变频系统设备运行速度会明显下降，隔开系统安全回路，以紧急制动设备为载体，对系统设备运行速度加以控制，对电机拉动设备过载行为实施预警。严格控制设备运行速度，使之在10%以内，常规运行速度下，系统保持正常、稳定工作。通过这种方式，对区间超速、过载行为进行有效控制。

3.3 减速区段低速控制保护

在变频调速技术应用过程中，减速区间控制也非常关键，能够使设备稳定控制得到明显提升。倘若系统减速至设备限定位置，需要立刻采取相关控制保护措施。同步使用变频设备和PLC设备，将二者结合起来，对速度实施监控，完成取样工作。还要多次核对数据值、安全设定值这两项指标，确保在减速区段系统不会出现问题、漏洞[3]。倘若速度超出这个范围，向系统中心发出安全警告，繼而对设备运行过程进行实时控制，确保达到良好的系统减速控制调节效果。

4 结束语

综上所述，变频调速技术以其独特的优势和作用，被广泛应用到工业电气自动化控制工作中，应用效果好，备受青睐。依据工业电气自动化控制工作内容、要求，依托变频调速技术特点及原理，从矿井指示器保护、等速区间超速控制保护、减速区段低速控制保护等多个分方面，对该技术加以应用，使工业电气自动化控制工作质量、效率等得到明显提高，达到良好的电气自动化控制效果，实现最佳生产效益。

参考文献：

[1]李仕菊.变频调速技术在工业电气自动化控制中的运用探究[J].科技创新与应用，2017（04）：144.

[2]关剑.变频调速在工业电气自动化控制中的运行思路探究[J].智能建筑与智慧城市，2017（08）：69-70.

[3]马海良.浅谈变频调速技术在工业电气自动化控制中的运用[J].科学中国人，2017（03）：35.

作者简介：刘俊（1986-），男，江西于都人，本科，助理工程师，研究方向：自动化。