变频调速技术及其在工业电气自动化控制中的运用探究

【摘 要】近年来，随着社会经济和科学技术的发展，我国工业电子自动化控制也得到了快速发展，各种先进技术也在工业电子自动化控制领域获得了广泛的应用，例如变频调速技术。为此，本文对变频调速技术的含义以及特点做出了分析，并探究了其在工业电气自动化控制中的应用，希望可以进一步促进工业电气自动化控制的发展。

【关键词】变频调速技术;工业电气自动化控制;含义;价值;运用

引言

工业产业是我国经济支柱型产业，工业生产效率以及自动化控制水平是决定工业发展高度的关键因素，是工业产业实现绿色发展的前提。在工业电气自动化控制中运用变频调速技术，可以在很大程度上提高工业电气自动化控制水平，提高工业生产效率，实现节能降耗。同时变频调速技术的运用可以保障工业电气自动化控制系统的稳定运行，减少其运行过程中的磨损，从而降低工业设备的维护成本，增加企业经济效益。

一、变频调速技术

变频调速技术是一种为了满足现代化工业生产发展需求应运而生的新型技術，它的工作原理就是利用电机电源输入频率和电机转速的正比关系，通过改变电源输入频率去调整电机转速，进而保证电机自动化控制效果[1]。在工业电气自动化控制中运用变频调速技术，可以有效处理交流电机的耦合现象，并以直流条件为基础进行变换作业，强化电机交流调速能力。

二、变频调速技术特点

变频调速技术具有生产效率高、造价低廉等优势特征，需要将其与各种先进的科学技术进行有机结合，以此提高现代工业电气自动化控制水平。将变频调速技术运用在工业电气自动化控制中，可以实现对电机启动频率的有效控制，使得电机缓慢启动，电源频率由低到高输出，电机转速逐渐上升，进而减小电机启动冲击力[2]。同时变频调速技术可以大幅度的改变电机运行转速，使得电机运行过程中的能耗降低，节约电力资源。另外，变频调速技术的调速范围比较大，动态响应快，能够适应不同场合的电机调速，稳定电机调速速度以及精度，电源适应性强。

三、变频调速技术在工业电气自动化控制中的运用

（一）变频调速技术在数控机床中的运用

数控机床是现代工业生产过程中应用比较广泛的一种机械设备，具有较高的自动化和智能化水平，将变频调度技术运用到数控机床的生产环节中，可以有效降低其生产过程中能源的消耗量，提高其生产效率。从数控机床的实际运行状况角度分析，其在生产作业的过程中需要耗费大量的电能，电能的过渡损耗不利于数控机床的高效工作，会降低工业生产的经济效益。数控机床在运用变频调速技术以后，则可以有效的改变其以往的工频控制操作模式，对机床齿轮主轴的速度范围进行了科学限定，继而使得数控机床在运行过程中可以对机床进行精准的维修保养。同时，数控机床自动化控制中运用了变频调速技术以后，其本身的结构性能也得到了有效的提升与优化，机床对金属材料的消耗也减少了，工业生产效率得到提升，能源与材料消耗减少，为工业企业的经济增长提供了便捷条件。

（二）变频调速技术在发电系统中的运用

工业电气自动化控制的传统运行模式需要利用外部电源进行动力传输，在控制过程中需要耗费大量的人力、资金等资源，会工业企业的消耗较大，控制成本较高。为了在工业电气自动化控制中节约成本，多数企业都会在电气自动化控制系统中配备独立的发电系统，保证工业电气自动化控制系统的稳定运行，降低能源消耗，提高控制效果。在发电系统中运用变频调速技术可以对发电系统的运行偏差进行有效控制，避免因为电流故障而引发的发电系统运行瘫痪问题发生，对发电系统的稳定运行起到至关重要的作用[3]。另外，发电系统在运用了变频调速技术以后，发电系统的传输电流大小可以得到有效的控制，进而对电力资源进行合理的配置与引用，提高电力资源的利用率，降低工业电气自动化控制的运行成本，增加工业企业经营利润。

（三）变频调速技术在等速区间超速控制中的运用

工业企业生产过程中经常会使用到电气拉动设备，并且在拉动过程中要求所有电气拉动设备的速度保持一致，以此就会出现等速区间。但是，电气拉动设备在实际运行的过程中会受到诸多因素的影响而发生速度变化，例如负荷因素，从而导致部分电气拉动设备发生超速现象，对工业生产造成直接影响。此时，为了减少超速现象的出现，避免电气拉动设备的运行故障，就可以合理的运用变频调速技术，对电气拉动设备的自动化运行进行优化，提高自动化控制效果，确保电气拉动设备的运行速度一致。变频调速技术在实际运用的时候，可以根据电气拉动设备的实际速度情况，自动判断其是否发生过载或者超速问题，如果发现问题即可以通过自动运行控制去调节电机频率，以此调节设备运行速度。如果自动化控制失效又可以进行实时报警。

（四）变频调速技术在减速区段低速控制中的运用

变频调速技术除了在等速区间超速控制中得到了良好的应用以外，将其运用到工业电气自动化控制的减速区段低速控制中也具有重要意义。变频调速技术在减速区段低速控制中的运用可以有效改善电气设备的稳定控制效果，提高电气设备的运行效果。如果电气设备的运行速度减速到设备的临界点时，变频调速技术就可以根据电气设备的实际运行状况选择合适的控制保护手段，对电气设备进行低速运行保护[4]。同时，该技术运用过程中可以对变频设备、PLC设备进行同时选择，校验设备数据值和安全设定值等，进而确保减速区段低速运行的电气设备系统不会发生故障。如果电气设备的实际运行速度与安全设定范围不符的话，系统可以直接发出安全警告，对电气设备实施有效控制。

（五）变频调速技术在确保传感器与变频器稳定运行中的运用

传感器与变频器都是工业电气自动化控制系统中重要组成部分，是确保工业电气自动化控制系统稳定运行的重要保证。在传感器中运用变频调速技术可以利用传感器的作用，帮助电气设备操作人员更加全面、准确的获取设备运行参数信息，并在信息中获取有效的设备转速信息，最终将这些信息汇总到电气自动化控制中心，供相关的工作人员使用[5]。变频器在工业生产的过程中经常会受到电磁感应的影响而无法正常工作，对工业生产造成不利影响。为此，为了保证变频器的稳定运行，需要良好的运用变频调速技术，采取科学的措施对其运行进行保障，需要工作人员使用设备回路配线和主线隔离的工作方式去进行调节，减少变频器运行故障，提高其在电气自动化控制中的运用效果，保证工业生产顺利进行。

四、结论

综上所述，变频调速技术在工业电气自动化控制中的运用具有十分重要的作用，其在数控机床、发电系统、等速区间超速控制、减速区段低速控制以及传感器和变频器稳定运行中都有着良好的运用效果，在一定程度上提高了工业生产的效率，降低了工业生产能源消耗，提高了工业电气自动化控制水平，有助于工业电气自动化控制系统的优化，是一种应用价值很高的现代化技术，需要在今后的发展中不断创新运用方式，扩大运用范围，促进工业电气自动化控制发展。

参考文献：

[1]蒯申红.变频调速技术及其在工业电气自动化控制中的运用[J].科技风，（09）：36.

[2]邓建旺.变频调速技术及其在工业电气自动化控制中的应用研究[J].科技资讯，，17（28）：17-18.

[3]英秀.变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用分析[J].智库时代，（32）：263+274.

[4]郑杰.浅谈工业电气自动化控制中变频调速技术的应用[J].科技风，（11）：95.

[5]黄钦锋.工业电气自动化控制中变频调速技术的运用初探[J].湖北农机化，（06）：21.

作者简介：

张铁山（出生年份—1969.5.28），性别：男，民族：汉，职务/职称：助理工程师，：学历：大专，研究方向：工业自动化控制。

（作者单位：河北省滦州市吉宏包装有限公司）