工业电气自动化控制中变频调速技术的应用

随着当今科学技术的不断发展，工业自动化设备得到了越来越广泛的应用，通过电气自动化的逐步推广可以确保相关领域生产效率得到有效提升，进而节省大量人力财力。而变频调速技术的引入更加推动了工业电气自动化的性能革新。相比于传统的支流调速，变频调速技术稳定性更好，实用性也更强，得到电气自动化的广泛应用。

电气自动化;变频调速技术;应用

变频调速技术的工作原理是通过调整电源的输出频率，从而改变电机的转速，达到自动变频调速的目的。这项技术是由20世纪末的一位外国学者提出的，解决了电机的耦合问题。而随着科技的不断发展，这项变频调速技术应用到更多的领域，它造价低廉、却能产生极高的工作效率。

1.1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。

1.2工业电气自动化控制中变频调速技术的优势地位

1.2.1 工业电气自动化控制中变频调速技术能够保证施工安全

从古代开始，工业生产一直可以说是一项高危的行业，工人在地下处于高压状态，再加上工作任务繁重，极易产生工作事故。但工业电气自动化控制系统的出现，降低了工业生产过程中出现事故的几率。在很多地方工业电气自动化控制系统得到了应用，它能够代替人工完成一部分工作，大大节省了工作的时间，提升了工作的准确精度，从而在极大程度上保证了施工的安全性。

1.2.2 工业电气自动化控制中变频调速技术的引入极大地提高了工作效率

当前的工业生产的过程中，单位时间的工作量虽然有所提升，工业生产事故发生的几率在减小，但是当前仍然存在着。为解决这种现象，各种自动化控制系统应运而生。通过高度机械化的设备以及先进的现代化技术，大大的解决了这种现象，提高了工业生产的安全性，也大大降低了由于人工操作而造成的错误发生几率，可谓是在当代工业快速发展的过程中起到了很重要的作用。此外，工人们的生命安全以及工作的环境都得到了提升，同时也可以保障工业生产的利润，大

大的提升了工厂的经济效益。

2.1变频调速技术的特征

变频调速技术之所以能够在工业电气自动化控制中得到日益广泛的应用，这与其自身的优越性能是分不开的。首先，变频调速技术具有造价低廉、生产效率较高的特点。这是由于通过相当长时期的不断研发与改进，如今的变频调速器所使用的所有零部件大都采用生產效率较高的工艺制造而成，例如低K制造工艺等。新型生产技术的引入能够在更短的时间内完成设备生产，同时降低了其原有的生产成本。第二，为更好的满足不能工业领域需求，变频调速器实现了生产过程中的通用性，避免了不同地区、不同领域必须使用不同型号变频设备的繁琐，同时提高了变频调速技术的可推广性。第三，目前市面上较为常见的几类变频调速器性能仍处于逐步优化之中，以独立式变频调速器为例，其可以实现整流单元与逆变单元的一体化安置，大大提升了设备使用的便捷性，因而也得到了工业电气自动化控制领域的广泛认可。

2.2变频调速自动化的适应电机模型单元

变频调速对电机的自动化适应也即自适应电动机模型单元。在实际使用过程中，自适应电动机模型单元能够对电动机的实时输入电流（Ii）及实时输入电压（Ui）进行监测，所获得的数值可用来确定相应电动机的设备参数。这些参数的获得对于后期的转矩控制发挥着十分重要的作用。通常情况下，变频调速器能够与其所控制的电动机实现直接关联，从而实施转矩控制。除此之外，还可通过工业电动机的运行过程中不同的精度采取相应的控制措施，并依据具体情况实施转速调节。

2.3变频技术在主要发电机组节能系统中的应用

节能生产是目前各生产商十分重视的一项设备性能，特别是对于部分高投入产出比的项目而言，通过变频调速技术的使用，提高能源利用率、降低生产成本是十分重要的一项措施。通常情况下，在主要发电机组节能系统中引入变频调速技术往往能够取得较为理想的结果。独立变频器的使用能够为生产车间的全面调控提供基础保障，实际应用过程中，每台电动机应配备独立的一台变频器设备，对电动机的运行参数进行实时监测。

2.4变频器正常运行的保障措施

变频器在工业电气自动化控制中若得不到合理的使用，则容易导致各种故障的发生，因此，必须采取科学的保障措施，方能确保变频器的正常运行。例如，当变频器受到其他设备电磁感应的影响而无法正常运行时，建议采取设备回路配线与主线分隔开的方式进行缓解;对于外界光线过强、震动剧烈等因素造成的变频器运行异常现象，可以采取增设适当的遮光设施，以及安装橡胶垫以减轻震动的方法降低外界环境对于变频器运行的干扰。除此之外，不科学的人为操作也是导致变频器异常运行的又一常见因素，因此，各生产企业还应注意提升设备操控人员及维护人员的业务水平，科学管理变频设备，避免由于不合理操作而导致的设备运行异常等现象。

随着现代控制技术与生产需求的发展，变频调速技术得到了广泛的应用，而集成电路技术与微机控制技术的发展，为交流变频调速技术的发展提供了良好的物质基础与技术条件，变频技术的功率因数高，调速性能也比较良好，在未来的工业自动化设备中应用会越来越广泛。

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.

姓名：许天阳（1989.6.24），男，河北定州人，汉族，硕士，助理工程师，技术员，电气自动化方向。