电气自动化控制技术中变频调速技术的运用

赵 刚

（河南省驻马店市豫龙同力水泥有限公司，河南驻马店 463200）

0 引言

受多种因素的制约，传统的工业电气控制系统存在浪费资源、破坏环境等不足。随着自动化技术的快速发展，电气自动化技术在电气工程广泛运用。变频调速技术源于工业电气自动化控制技术，是科技时代的重要产物。合理运用变频调速技术，一方面可以促进生产效率的显著提升，降低电机能耗，另一方面可以减少财力物力的投入，促进企业经济效益和社会效益的双赢，助力国家经济和工业自动化的稳健发展。

1 变频调速技术的概念和特征

1.1 变频调速技术的概念

变频调速技术工作原理主要是依托对电机频率的调节，对电机的转速进行改变，达到运转生产的目的。基于电气自动化控制技术中的变频调速技术，其表示公式为n=60f（1-s）/p。其中，n 为转速，f 为供电频率，s 为较差率，p 为电动机极对数。在实际应用过程中，仅需要通过对变量的控制，便可以实现自动化及能源控制[1]。在电气自动化控制中，合理、有效的运用变频调速技术能进一步解决点击耦合的问题，保障工业设备生产或管控有条不紊地进行，提高生产效率。

1.2 变频调速的相关特征

当前大多数变频调速器件主要是为了低成本或保障工业生产效率，变频调速器件主要是在TSMC 90 nm 的基础上，选择300 nm 的晶圆。器件在硅区的选用上以最小化为主，追本溯源，主要是其器件可以通过发挥单个芯片实现对复杂数字化系统的支持，所以变频调速器成本较低[2]。由于不同工程的差异性，因此其对变频器的使用要求也不同，当前市场上通用的变频器硬件结构具体分为独立式变频器、带能量回馈单元和公共直流母线式的变频器。在实际应用场景下，独立式变频器主要依托逆变单元与整流单元的整合来实现其功能，通常情况下它可以作用于一台电机，主要应用于一般工业负载领域。从内部原理来分析，主要利用JTAG 及AS 配置法，即其内部所采用的电路模块需要同时满足JTAG 及AS 两种方式，应用芯片以EPCS1 为主。

2 变频调速技术在电气自动化控制中的作用

2.1 有助于电气设备的安全运行

在工业生产中电气设备的安全运行至关重要，但受多种因素的制约，电气设备在运行期间存在多种不可控因素，如果不加强管控则会埋下诸多安全隐患。为确保电气设备的安全运行，在工业生产中要合理运用电气自动化控制设备，依托自动化设备实时监控其运行状态。在电气自动化控制技术体系中，变频调速技术占据举足轻重的地位，它可以针对性地分析或调整设备运行状况，监控或管理设备运行状态，保障电气设备的安全运行[3]。

2.2 有助于提升电气自动化控制效果

通过不断优化或改变频调速技术，可以促进电气自动化控制水平的提升和相关技术的发展。在信息技术高速发展的同时，变频调速技术也在不断发展，相关工作人员可以遵循变频调速技术功能，全方位地分析或动态化管控设备的运行状态，在第一时间了解问题，并采取针对性的措施解决问题，最大限度保障设备安全运行，规避资源浪费，达到节能减排的目的。

2.3 有助于达到全面调控的目的

变频技术的特点是能改变电源频率，优化调整控制电机转速问题，从电气自动化控制的角度来分析，变速调速、调频技术的合理运用，有助于确保电气设备的平稳、持续工作。当前，节能变频器作为一种变频调速技术在自动化控制中已经得到了广泛运用，主要是因为其能够进一步实现自动化调速功能，全面调控电机。操作人员可以严格遵循变频调速技术功能，对目标进行实时监控，准确调节电流大小，规避具体操作过程中的安全隐患。

3 电气自动化控制中变频调速技术的应用

3.1 小标题是脉冲优化选择器

技术设计是实现其功能的关键环节，也是保证自动化控制技术应用的基础。为此，在设计中应优先选择控制芯片，并设定信号源（OFDM，即Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用技术），对与之关联的电路模块进行功能编写，包括FFT（Fast Fourier Transform，快速傅立叶变换）、星座映射、缓冲模块、D/A（Digital to Analog，数模）转换、插入循环前缀等，以保证各模块之间的衔接与功能实现。其中，尤其要关注信号源的设定，仿真试验中应采取倒序的方式进行，先完成各模块组合，再进行信号源（OFDM）设置，以确保设计的可靠性。在运用过程中难免会出现整流电路烧毁的情况，为降低此类事件的发生，可以依托变频调速技术中的抑制措施来抑制电路中的浪涌电流，以确保整个电路的稳定可靠运行。

3.2 自适应电动机模型

其功能主要就是根据电机电流检测结果和输入电压的对比，对电机的自动识别参数进行明确。在转矩控制中，自适应电机模型是非常重要的一个分支，同时也是最为关键的一个单元。自适应电机模型由于自身优势显著，可以广泛运用于诸多工业生产场所中，通过合理控制模型的转速来发挥自身的优势。通常情况下，自适应电动机模型的控制转速在0.5%，适用于闭环转速中。在工业电气控制中自适应电动机模型是至关重要的，原因主要是因为在工业生产中电气化占据着主导地位，对自适应电机模型的合理运用有助于夯实工业生产运行的基础。

3.3 深度指示器

深度指示器是电气自动控制系统中不可或缺的部分，它可以科学识别电气设备运转中存在的问题，并采取针对性的措施处理故障，保障电气系统设备的安全运行。如果电气设备在具体的运行过程中存在问题，则会大大增加系统运行的危险性。

在深度指示器中合理运用变频调速技术，可以有效读取或分析深度指示器设备当中数据信息，同时还能对编码器中脉冲信号采集情况进行识别，采取针对性地措施处理问题，并充分利用自动化技术对其问题进行处理。在这一过程中如果遇到重大故障问题，则需要及时将问题传输到指定系统内，让上级工作人员进行解决处理。

3.4 优化脉冲选择器

针对脉冲选择器所收集的信息数据，应给予及时的分析与处理，同时以其为基础数据进行OFDM 信号设备的调节与优化，以实现数据信号接收的准确性与及时性；注重对结构模块电路的编写与改进，保持各模块间的衔接与功能的完整性，促进其性能地发挥。但受制于变频调速技术问题，在实际应用环节会存在不确定因素，导致电解电容器容量离散问题产生，从而使电压传输出现不稳定现象，因此需要采取科学方式，确保电压值平衡及电阻控制，以保持设备运行的稳定性。运用变频调速技术主要是因为在有效确保整个系统的稳定运行，通常还会抑制浪涌电流，这样就能最大限度地确保电路的稳定运行，防止电路被烧坏。

3.5 设备安全保障措施

（1）主线、配线隔离运行措施。主要是在两者之间提升独立运行能力且产生隔离效应，以此降低变频调速器受电磁感应的影响系数。

（2）遮光措施。即针对设备的应用场景，采取遮光棚减少曝光强度，以减少其对设备使用的影响。

（3）橡胶减振措施。主要依靠在设备底部增加橡胶垫的方式，使设备运转中降低振动性，从而减少振动对变频调速器性能及精度的影响。

由于受到多种外界因素的干扰，在变频调速装置运行中难免会出现各种问题，因此需要根据设备具体情况采取相应的安全保障措施。

3.6 等速区间的超速控制保护

当前电机拉动设备在工业电气企业中的运用较为广泛，电机拉动设备在等速区间运行，最大限度地利用电机变频调速技术，基于超速运行或是电机拉动过载力较大的情况下第一时间发生预警，有效保护等速区间的超速控制。为实现等速区间的超速控制保护，在设备运行过程中要求设置以下两个控制保护：一是速度控制不能超过10%，二是在正常运行过程中速度要保持系统的稳定性。

3.7 电气设备节能降耗

电气设备应用中往往存在高能耗、高负荷、低产出等问题，严重影响生产的效率与安全性，并且会增加产品成本，甚至造成环境影响。因此，变频调速器的应用必须要结合企业的生产实际，加强对设备设计与运行参数的设置，以保证设备运行中对频率的有效控制，达到良好的负荷与状态。总之，既要发挥变频调速器的技术优势，又要保障电气设备在生产环节中的效率，使之设计数据与预期数据保持一致。

4 结束语

综上所述，作为一项节能技术，合理有效地运用变频调速技术有助于改善电气自动化控制技术的效果，助力工业生产技术的发展，为全面提升我国工业生产能力提供强大的内在驱动力。因此，相关人员要认识到变频调速技术的优势，严格根据其原则或要求，统一规划和科学部署变频调速技术的应用内容，从整体上提高电气自动化设备的控制精度或运行质量，促进我国工业的稳健、长远发展。