浅谈变频调速技术在工业电气自动化中的应用

彭书陵

【摘  要】随着我国工业的不断改革及进步，变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用越来越广泛，通过采用变频调速技术使电机的运行实现节能降耗，能够更加智能化的控制电机的工作状态，使工业电气自动化控制中得到了很大的方便，也适应了当代工业经济和环境和谐发展的形势，在工业电气自动化的控制领域中变频调速技术将越来越被重视和完善化。

【关键词】变频调速;工业电气自动化;控制运用探究

近年来，我国的经济快速发展，国民的生活水平有了很大的提升，经济条件好了，对自己的生活水平要求也越来越高，人们所需要的物质水平提高了，就需要国家的工业还有农业方面不断改进，满足人们的物质需求。工业自动化技术在很大程度上提高了工业的生产效率，随着技术的发展，变频调速技术也逐渐加入到自动化技术中，在实际生产中发挥着巨大作用。如今在工业生产中，将调频变速技术应用在工业自动化技术中，不仅使得生产效率有了很大程度提高，同时也在一定程度上节约了成本，将变频调速技术应用到工业自动化控制中，能够加快工业的生产效率，给工厂带来更高的收益，所以火速风靡工业界，受到工业界的欢迎和重视。随着时间的发展，变频调速技术也有了很大改良，性能和功能有了很大提高，应用的范围也越来越广，不仅是在工业中应用范围越来越广，在其他的很多行业中都有了应用。

一、工业电气自动化中变频调速技术的应用优势

1.1成本低廉，生产效益高

频调速技术在实际应用中所采用的控制模式主要有V/F、矢量控制（VC）以及直接转矩控制（DTC）等，其中V/F控制更加适合被运用在成本以及性能要求比较低的作业场所。由此可以总结，变频调速技术与其他技术相比，所花费的费用不多，具有成本低廉的特点，能够有效提升生产效益。

1.2变频调速器具有通用性

变频调速器在实际应用中最为显著的特征便是通用性，一般这种通用的变频器有两种类型，其一是节能型变频器，其二是高性能通用变频器。通过这两种变频调速器，可以在各种环境下高效率运行，例如正反转运行、多级速度运行与多级速度运行、自动频率调整运行、多电机运行等。

1.3变频调速器性能优越

随着工业的不断发展，为变频调速器提出的诸多要求，为了满足这些要求，变频调速设备越来越先进，使其性能得到显著提升，主要体现在节能性、经济性、自动性、高效性等方面，通过这些性能优势，实现工业电气自动化控制。

二、变频调速技术在电气自动化中的具体应用

变频调速技术是目前电气自动化控制领域应用最为广泛的一种先进技术，能可以有效提升自动化技术水平。现如今我国技术的研发与应用越来越深入，变频调速技术的性能得到完善。鉴于此，变频调速技术在工业领域得到广泛应用，不仅能够支持工业生产，同时还推动了自动化控制技术发展。变频调控技术是以V/F、直接转矩控制（DTC）等为基础的自动化控制技术，在我国工业领域得到广泛应用。因为该技术在工业机器人、加工、传输等方面有非常好的应用效果，可以显著提升设备运行效率，所以得到工作人员的青睐，成为目前我国工业领域最为常用的技术之一，对于今后变频调控技术的推广与应用有重要意义。以下将对变频调速技术在电气自动化中的具体应用进行详细分析：

2.1对发电系统进行全面监控，合理分配电流

在工业生产中，发电系统是必不可少的，再加上电不易控制，使用不当就会造成各种各样的事故，如今变频调速技术已经在工业电气自动化控制的有关发电系统中得到应用。在工厂的实际生产过程中，对电的需求量很大，所以在很多的电气自动化控制设备中都自带发电功能，这样就可以做到设备在应用过程中避免从外界借用电源，节约了很多人力物力和财力，同时也解决了很多的安全问题，很大程度上保障了工业中施工人员的人身安全。将变频技术应用到工业电气自动化控制设备中，维护了发电系统的正常运行，因为一般的发电系统很复杂，一旦有不小心，有的地方电流运输位置发生了误差，就会导致整个系统的崩溃，导致整个工厂都无法继续进行正常的工业生产。但是变频调速技术可以解决这些发电系统的问题。变频调速技术可以对整个发电系统进行全方位的监视，对电流的分配进行适合安排，避免因为电流分配的问题导致整个生产体系崩溃，给工厂带来巨大的损失。再加上工业的实际生产中很多工艺复杂繁琐，现场需要大量工人合作才能完成一定的生产任务，这样容易造成加工现场混乱的场面。这样如果仅仅依靠现场的工作人员对电气设备进行控制，恐怕会因为各种复杂的因素做出错误的判断，而变频调速技术就不会有这方面的问题。

2.2深度指示器保护失效

工业电气自动化控制的有关设备是生产效率与有效性的重要前提，只有保证设备性能，才能够实现有效运行。为此，有关人员需要加强对工业设备保护的重视，定期做好设备的维护工作。一般在工业电气自动化控制设备设施保护期间，首先要整理、分析设备运行时的诸多参数，保证其合理设置。对于工业电气生产设备，深度指示器是其中应用比较常见的设备，若深度指示器在运行期间出现故障，便会对其他保护装置的正常运行造成影响，限制其保护作用的发挥。为了将这一问题及时解决，需要从深度指示器开发、设计两个环节入手，增设失效保护装置，如此一来便可以确保深度指示器有效运行。那么在安装失效保护装置的过程中，便会运用到变频调速技术，当电机处于正常运行状态下，采集编码器获得的所有脉冲数信号，并且将其整理。分析数据之后，如果没有发现任何变化，证明深度指示器运行状态不正常，对于保护效力的发挥非常不利。若确定深度指示器不能继续发挥保护效用，工作人员便要对与之有关的设备进行检查，确定其是否已经进入到爬行区当中。如果确定处于爬行区，这时深度指示器会传递信号，随后做好后续的一些处理;若确定其没有进入爬行区，这时相关设备会紧急制动，并发出预警，及时通知相关人员进行处理。

3.3自动化适应電机模型单元

电气自动化控制系统中的自适应电机模型单元是非常重要的一个模块，应用体现在几个方面：首先，可以检验电动机内所有输入电压的参数，以此来确定电动机目前的运行状态;其次，电动机模型可以连接变频器，从而起到转矩控制的作用;最后，工业电气生产期间，通过自适应电机模型单元可以掌握机电一体化系统的运行状态，结合实际需求明确最佳闭环转速，充分发挥出自动化适应电机模型单元的作用，加强电气自动化控制系统运行效果，通过自动化控制来推动工业发展。

3.4通过变频调速技术实现节能减排

工业生产最为核心的目标在于实现经济与社会利益最大化，通过工业自动化生产为社会发展提供源源不断的动力。然而，工业生产期间经常会出现一些问题，限制工业生产目标的实现。其中最为严峻的问题，便是生产期间投入高、收入低。为了减少工业生产期间花费的成本与能源，通过电气自动化控制实现节能减排的目标，必须要应用变频调速技术。一般来说，变频器是可以保证生产车间的高效运行、安全生产，使用变频调速技术，可以最大程度提高變频器、电机的运行稳定性。除此之外，变频器、电动机运行期间所承受的电压负荷比较高，若为了保证变频器变频调速始终处于正常的范围内，发挥出其最大的效用，要利用变频调速技术合理分析电路配置，获得最佳的电动机运行效果。

三、结束语

随着工业电气自动化的不断发展，变频调速技术越来越受到重视，并且已经广泛的用在了工业电气自动化的控制当中。当前关于电机能耗的降低问题，大都普遍采用变频调速的技术，转化电机的工作状态，变频调速控制使得生产效率得到有效的提升，也适应了节能降耗的发展，进而节省人力和财力。变频调速技术适应工业电气自动化控制的要求，相比传统直流调速的方式，变频调速稳定性更好，实用性更强，取得良好的经济效益的同时有利于节约能源，对工业电气化控制具有重要作用，在今后的实际工作中值得推广。

参考文献：

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[2]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].杨渭建.科技风.2018（05）

[3]试论变频器节能技术原理及其应用[J].王俊强.科技创新与应用.2018（19）

（作者单位：施耐德电气信息技术（中国）有限公司）