变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用

2020-11-27胡小亮

商品与质量 2020年16期

胡小亮

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在工业电气体系运行过程中，电动机一直在正向和反向之间进行频繁切换运动，处于负荷运动状态，电动模式和自动模式发生转变。因此，电动机的调速控制工作操作难度极大，为了使自动化控制体系安全稳定运行，还需要应用变频调速技术[1]。

1 变频调速技术概述

变频调速技术是指为了满足现代化工业生产发展需要而出现的一种新型技术形式，变频调速技术的工作原理是通过调节电源输出频率来改变电机的转动速度，从而达到自动化变频调速的发展目的。变频调速技术的实现会涉及到以下几个部件：第一，自适应电动机模型单元。这个单元是变频调速技术中最为重要的零部件，使用过程中的主要功能是查看电动机的电压、电流等信息是否处于正常运行的状态，通过了解电流、电压参数能够帮助相关人员全面的掌握电动机的参数信息，为工业电气自动化后期工作提供有力支持。第二，转矩、磁通比较器。这两个比较器的应用作用是将反馈数值和参考数值进行综合比较，通过滞环调节器来输出转柜和磁场的状态信息，从而帮助相关人员更好的掌握转柜和磁场的运行状态。第三，脉冲优化选择器。脉冲优化选择器能够实现对芯片信息的有效处理，在处理完成之后设计调制信号源，同时编写五个模块组成的电路。

2 变频调速技术应用价值的分析和探讨

在科学技术水平不断提高的影响下，工业电气自动化水平不断进步，在工业生产中变频调速技术受到越来越多专业人士的关注，现阶段电气自动化控制具有重要作用，对于电气设备能量消耗问题，大都运用变频调速技术进行调整，降低能源消耗，使电机的工作状态有所转变，通过控制频率提高生产效率，向着节能环保的方向进行，节约了大量人力物力[2]。

2.1 对工业自动化技术应用水平做出维护

现阶段，变频调速技术的应用为工业现代化建设水平的提高提供了有力的保障。变频调速技术在应用过程中可以加快工业生产速度，是保证生产能力的重要支持。依据该项技术在节能环保方面的优点，使工业生产向着绿色生产的方向推进。

2.2 使变频调速技术自身完善

工业生产建设主要进行电动机的建设，在生产过程中需要检测电动机的运行状况、电能的消耗、生产产品的质量等，这些问题影响着工业生产建设的效果。为了提高变频调速技术的使用效果，让工业生产建设水平不断提升，需要将电动机自身工作情况结合在一起，不断优化和完善变频调速技术，在对变频调速技术进行完善的过程中使工业生产水平逐渐提升。

3 变频调速技术的应用方法

在我国工业电气自动化领域发展中，随着对变频调速技术应用力度、研发力度的不断提升，在充分积累技术应用经验的同时，技术总体理论体系不断优化完善，并降低了变频调速器装置的造价成本。同时，使电气设备的负载发生变化。比如工业生产中用来提拉重物的提升机，它的电气自动化控制系统具有非常多的保护装置，例如超速保护、过卷保护、低速保护等。在工作状态下，这些保护装置时刻监督提升机的工作情况，一旦提升机处于非正常状态，这些保护装置就会在第一时间发出报警信号并采取应急措施，确保提升机一直处于稳定运行的状态。具体分析变频调速技术在工业电气自动化体系中，有以下几个方面的应用。

3.1 深度指示器保护失效

很多工业生产设备在实际运行过程中具有多种保护装置，设计师结合工业设备的使用环境和运作原理，在设备中加装了多重保护装置。深度指示器是其中之一，具有重要作用，如果深度指示器处于非正常运行状态，就会使得保护模式发生改变，所以设计深度指示器时一定要安装失效保护模式。在变频调速技术的支持下，首先启动电机，累加编码器对应采集周期内采集到的脉冲数信号，对比信号采集前与采集后的数值，如果数值没有发生任何变化，就意味着深度指示器已经处于失效状态。在失效状态下，对设备的状态进行判断，如果设备已经进入爬行区状态，那么立即发送对应的报警信号发出强烈预警，引起工作人员的高度注意，如果没有进入爬行区状态，那么自动采取安全制动措施，发出报警提示[3]。

3.2 自动化适应电机模型单元

在工业电气自动化控制体系中运用合适的电动机模型单元，实现电动机整体运行状态的识别。与此同时，模型与变频器产生连接，进行转矩控制工作。在实际生产工作进行过程中，运用电动机模型单元对生产中的电气设备以及一体化系统的运行状态，进行精准的调控，依据一体化运行的一般规律，选择对闭环转速。

3.3 变频器节能

在工业电气自动化控制过程中经常出现高水平低产出的情况，导致生产过程消耗大量的经济资源，使生产效率逐渐下降，所以提高工业电器自动控制体系的节能水平具有重要意义。运用变频调速技术可以提高体系的节能水平，在一定意义上，变频器是整个生产制造过程中的调节机制，所以一定要运用变频调速技术来保证电动机的运行状态，变频器与电动机一直处于相互对应的关系，从而确保科学合理运行，使生产制造过程中复合电压的耐受性不断提高。这一过程中为了使变频调速的应用效果越来越好，需要选择能够满足电机能够正常运转，使自动化控制的功能逐渐完善，对运行体系做出统一的编程和控制，协调好二者的工作，形成高效率的工作体系。另一方面，为了确保自动化控制功能，还要在控制电路主板的基础上选择一致性的变压型逆变电路，配合好工业车间电路，实现故障全面保护的目标，确保工业生产设备稳定运行。