工业电气自动化控制中变频调速技术的应用分析

张雪松

【摘 要】现阶段，随着社会的发展，我国的工业化的发展也有了很大的提高。不断增长的物质需求要求社会生产力也快速的增长，由此，自动化技术便应运而生，并随着技术的成熟逐渐运用到各个领域。在工业电气自动化控制中变频调速技术中的应用就是其中一个典型的例子。变频调速技术在实际的应用过程中既可以起到节约资源的作用，又能使生产效率得到飞速提高，将其运用于工业电气自动化控制中可以说是工业发展的一大福音。本文主要研究分析变频调速技术在工业电气自动化控制中实践运用的意义及具体应用方面。

【关键词】工业电气自动化控制；变频调速技术；应用分析

引言

将变频调速技术应用在工业电气自动化控制领域中，不仅能够促使企业获取良好的经济效益，而且一定程度上还能有效的节约资源。基于此，本文将着重对变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用展开深入的探究，希望能不断的促使今后我国的工业电气化行业迈向稳定的发展道路。

1变频器的性能与节能作用

在我国节能的应用方面，变频器成为很重要的节能自动化设备，得到迅速的发展与大范围的应用，如：电力行业、建材行业、石油行业、造纸行业、食品饮料行业等。在公共的设施中，也应用变频器。变频器生产之初是在对速度进行调控方面来发挥作用的，我国目前将这种调节速度的功能应用在节能的功能上，并且取得了一些成效。变频调速技术使电动机在节能的转速形式下运行，在一定程度上对电动机的转速控制精度进行提高。在实际中的应用如下：在风机水泵中，依据流体力学的原理，轴功率与转速三次方形成正比，当设备所需要的风量减少的时候，风机的转速自然就降低了，设备的功率也在同一时刻按照转速的三次方逐渐下降。可见精确调速在节电方面的效果非常好。所以，采用变频调速，可以有效提高电动机运行的工作效率，具有高节能潜力。

2变频调速技术的原理

变频技术是一项比较复杂的技术，根据其工作的具体要求，主要运用了磁极对数、电机转速与电源之间的关系，可以将其定义概括为，式中的n代表电动机运作的速度，f代表电机输出的频率，p为电动机的磁极对数，电动机在工作过程中，主要通过编写程序控制它的转速与电源，以达到改变工作频率，进而能够实现对电机转速进行控制的目标。变频调速技术主要包括自适应电机模型、脉冲优化选择器以及比较器等三部分构成，自适应电机的模型主要功能是对电动机工作的电压、电流进行控制，以达到识别电机工作性质的目的，从而能够有效控制电机的转速，脉冲优化选择器是根据电机工作范围来选择合适的工作信号，并在工作时对脉冲信号进行缓冲，使得在不同范围的功能模块能够按照既定的功能工作，比较器模型主要是对转矩与磁通的功能数值与正常情况进行比较，一般情况下，每隔20s比较一次，然后，通过比较的结果来判断调节器的输出或者磁场的转变，进而能够实现整个电气设备的变频调速控制。

3工业电气自动化控制中变频调速技术的具体应用

3.1适应电机模型单元

变频调速可以检测到电动机中的电压与电流特征，从而辨别电动机中的基础操作标准，同时使用电动机的模型可以实现与变频器的连接，有效地控制对转矩。同时在大部分的工业行业中，也可以实現对工业机电一体化体系运行的控制。同时，也能够按照工业机电一体化的差异性，决定开闭环的转速大小。而且能够通过对转矩比较器和磁通比较器进行比较选择，并且对其进行反馈以及参考值的固定时间的比较，通过两者之间的滞环调节器来输出转矩或者磁场的状态。在脉冲优化的选择器中，选用芯片处理信息，然后根据设计中的OFDM调制方式的信号编码设计实现并编写相对应的模块电路，实现星座映射、FFT/插入循环前缀、缓冲模块等功能，实现变频器对工业电气自动化控制的仿真验证，全面的落实工业电子自动化控制中对于变频调速的要求。有效的将节能要求进行落实，降低生产成本进而提高产品竞争力，实现工业电子自动化控制的要求。

3.2通过变频技术能够进行资源的有效节约

工业作为我国的第二产业，其在生产过程中还需要耗费大量的能源。电力作为工业运行过程中的主要能源之一，其也是保障工业正常生产的重要依据。在工业电气自动化控制过程中，还需要在同一时间内来对多台机器的运行情况进行有效的控制，但是在很多工程中多是对仪器设备进行直接供电，也没有对用电机器的具体运行情况进行考察，也就存在有一定的电力资源浪费情况，严重情况下还会导致机器的损坏，从而威胁到该工业企业的生产可靠性以及生产效益。在工业电气自动化控制工作中通过变频调速技术的合理应用，其能够实现对电流的合理分配，在满足各种用电机器正常用电需求的基础上，尽可能的节约电力能源，还能够有效减少机器在运行过程中可以遭受的损伤，来减少该工业企业的生产成本。此外变频技术的相关组装零件还具备有一定的通用性，而在电气自动化控制工作中还需要对多种不同规格的机器运转进行控制，通过变频技术能够有效减少零件规模原因所导致的经济损失跟资源损失，还能够促进这些机器的工作效率得到进一步的提升，借此来为该工业企业带来良好的经济效益。

3.3等速区间的超速控制保护

电机拉动设备的应用也是十分广泛，主要在等速区间运行，采用变频调速技术对其进行保护也十分重要，可以有效的对电机拉动设备的过载或者超速运行进行预警，这也是监控机器设备对提升设备运行速度控制的依据，正常情况下，电机拉动设备的正常工作速率不会超过设备运行既定设备的15%，如果超过，变频系统设备的运行速度将会出现运行缓慢的情况，将系统的安全回路隔开，进而能够采用紧急制动设备来减少系统设备运行的速度，达到对电机拉动设备的过载行为进行预警控制[3]。为了有效的控制区间的超速或者过载行为，设备在运行时要注意控制速度的大小，将控制保护设置为两个阶段，首先要求速度控制不能超过10%，否则就会出现预警；其次，在速度正常运行时，要求系统工作能够在正常工作状态下，保持系统稳定的工作。

3.4在工业电气自动化控制中的应用效果

从上面的文章中可以看出，传统中的数控机床节能改造工程存在着很多不足，而这些不足之处，通过变频调速技术就能很好的解决。变频调速技术应用后，不仅促使其调速范围、速度准确性以及定位功能等方面有了最大的保障，而且更是促使工程的机械结构更加的简单化。其中，得到简化后的机械结构，能够有效的节约资源。而数控机床的操作过程变得更加简单，从而促使企业投入的机床维修费用不断减少。此外，在数控机床领域内应用变频调速技术，更促使其工程项目的加工精度得到大幅度的提升，从而促使整个企业的生产效率大大提高，最终促使整个机床加工行业得到稳定的发展。

结语

工业作为我国国民经济中的重要组成部分，通过变频调速技术的应用，能够促进工业产品生产的效率得到进一步的提升，并能够很好的减少能耗与污染的出现，以促进我国的工业领域得到进一步的发展。但是在目前的变频调速技术应用过程中还存在有比较多的问题，因此相关技术人员还需要加强对该方面的研究力度，并对电气自动化控制中变频调速技术的应用模式进行不断的优化与完善，借此提升我国的工业发展水平以及经济实力。

参考文献：

[1]林泽武.变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用研究[J].科技尚品，2016（1）：126.

[2]席李岩.变频调速在工业电气自动化控制中的运行思路探究[J].江西建材，2014（20）：202+215.

[3]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（4）：144.

[4]鲍杰.变频调速技术及其在工业电气自动化控制中的应用探析[J].科技与企业，2015（3）：93.

（作者单位：河钢集团唐钢一钢轧厂）