探讨变频调速在工业电气自动化控制中的运行

刘明贤

【摘要】现如今，从社会主义市场经济高速发展的形态来讲，国内工业在电气自动化发展中收获巨大，怎样才可将工业化安全平稳运转，且降低技术人员的压力，当前，电气自动化功能已普及到工业化当中，给工业化带来了巨大的变革。电气自动化为新时期创新技术，也逐渐出现在大家日常生活中，其在电气工程中使用电气自动化技术，不但有利于提升电气工程品质与安全，也可将工业进行自动化设施，最终极大的节约资源投入，例如：节约人力的投入，进而更加高效的提升生产率。采取变频调速，不仅能缩减投入费用，也可依据交流电动机转速的调节方法，实现电气自动化的把控，此外，也能提升工人的工作环境，从而提升工业领域的运营成效。因此，文章重点探讨在工业电气自动化控制中变频调速的运行思路，希望能给大家带来帮助。

【关键词】变频调速;工业电气自动化;运行;探讨

伴随着科学水平持续提升，电气自动化技术已逐渐在大家日常生活中发挥了巨大的作用，已然成为当下电气工程当中非常常见的技术之一，可把多种自动控制与检测装置实施结合，进一步针对实际状况进行调控与管理。并且，也可高效确保工程进程中，电气体系趋于平稳的安全运转。所以，在工业电气自动化控制当中，加入变频调速是未来发展的趋势。经过变频器调动电机，已成了国内工业发展的主要调控方法，其主要思路就是经过频率调节，从而实现电机的调速与控制。实践使用进程中，变频器具备优良的变速和节能优点，且也可极大程度上整体提升安全性与可靠性。基于此，想要高效达成针对电气自动化做好全方位把控，就务必持续完备变频调速技术的使用方法，同时科学的借助变频调速器的调动电动机，进一步将会更加无缝衔接的对接国内市场发展趋势。

1、变频调速技术特性解析

变频器的变频调速作用是将三相工频（50Hz）交流电源（或任意电源）变换成三相电压可调、频率可调的交流电源，有时又将变频调速器称为变压变频装置。主要用于交流电动机（异步机或同步机）转速的调节。一个交流电动机变频调速系统由变频调速器驱动器交流电动机和控制器三大部分组成。其中关键核心设备是变频调速器，由它来实现电动机电压和频率的平滑变化。变频调速在调频范围、静态精度、动态品质、系统效率、完善的保护功能、容易实现自动控制和过程控制等诸方面是以往的调压调速、变极调速、串级调速、滑差调速和液力耦合器调速等无法比拟的。它是公认的交流电动机最理想最有前途的调速方案，代表今后电气传动的发展方向。

2、使用变频调速技术在工业中的重要性

近三十多年来变频器调速已在钢铁、冶金、石油、化工、纺织、化纤、轻工、造纸、橡胶、塑料、电力、水务等行业中得到广泛应用。低压电动机变频调速应用已非常普及和成熟。高压电动机变频调速也正在被人们关注和逐步应用。交流电动机变频调速除了有卓越的调速性能之外，还有显著的节约电能和保护环境等重大作用，是企业技术改造和产品更新换代的理想调速装置。我国电动机约消耗全国一半以上的发电量。因此如何实现电动机节电就非常重要。一般电机节能有二个途径：一是提高电机本身效率达到长期高效运行，主要用于恒速机械;另一个是提高电机转速的控制精度，使电机在最节能的转速下运行。风机水泵和压缩机是国民经济生产中量大面广的电动机驱动设备，变频器调速是风机水泵节能的最佳方案。根据流体理论，离心式风机水泵的轴功率是转速的三次方函数关系。当转速降低后，其消耗功率会大幅下降，例如50%转速时，轴机械功率仅为12.5%。当然不同调速方案的效率相差很大，滑差后液力调速装置效率不高，η≈（1-S），在50%转速时，ηvs≈50%，而变频调速器效率，效率因数高，ηvvvF≈95%～98%，而且近似不变。所以在诸多调速方案中变频调速节能效益最佳，理应为首选方案。

3、变频器在工业电气设计中的应用

3.1变频器的选用

变频器功率的选用 必须注意变频器负载率及效率的关系，系统效率等于变频器效率与电动机效率的乘积从效率角度出发，在选用变频器功率时，要注意以下几点：变频器功率与电动机功率相當时为最合适，以利于变频器在高效率状态下运转。在变频器的功率分级与电动机功率分级不相同时，则变频器的功率要尽可能接近电动机的功率'并且应略大于电动机的功率。当电动机属频繁启动，制动工作或处于重载启动且较频繁时，可选取大一级的变频器，以利于变频器长期安全地运行。经测试，电动机实际功率确有富余，可以考虑选用功率小于电动机功率的变频器，但要注意瞬时峰值电流是否会造成过电流保护动作。当变频器与电动机功率不相同时，则必须相应调整变频器参数的设置，以利于达到较高的节能效果。

3.2变频器主电路

变频器主电路划分为四部分，即为输入、整流、逆变及其滤波，三相交流电转变为直流，则需经过滤波与整流方法，随后直流经过逆变，变成调节电压与频率三相交流电，其直流步骤重点关注为将电容并联，其电容实际非常大，主电路直流电压平稳性与内阻相比非常小，具备电压源特性，可作为电压型逆变器，毕竟电机在调速系统中为感性负责原因，同样可将电容当作储存能量组件。而桥臂的逆变器部分为绝缘栅双极型晶体管与二级管构成，关键是支持负载滞后电流的通道。此外，想要最大程度的减少谐波的干扰，且想要提升电机性能，电机电源是三相交流电机，而电源是三相正弦波电源，且对称性非常好，变频器使用正弦波脉宽调制方法实施把控，其整流器的整流部分则为直接应用，则会极大提升电网侧功率因数与波形。

3.3变频器应用中的抗干扰措施

变频器在应用中的抗干扰主要表现在：高次谐波，噪声与振动、负载匹配，发热等问题，这些干扰是不可避免的，因为变频器的输入部分为整流电路，输出部分为逆变电路，它们都是由起开关作用的非线性元件组成的，而在开、断电路的过程中，都要产生高次谐波，从而使其输入电源和输出的电压波形和电流波形产生畸变。鉴于以上情况在工业现场，必须采取措施降低干扰，把干扰抑制在允许范围内。1.切断干扰的传播途径，信号线靠近有干扰的导线时，干扰会被诱导到信号线上使信号受到干扰，布线分离对消除这种干扰行之有效，实际电缆铺设中需把高压电缆、动力电缆、控制电缆与仪表电缆、计算机电缆分开布线，分开走不同的桥架。2.抑制高次谐波 在变频器前侧安装线路电抗器，可抑制电源侧过电压，并降低变频器产生的电流畸变，避免使主电源受到严重干扰。当电机与变频器电缆长度大于50米或80米（非屏蔽）时，为了防止电机启动时的瞬时过电压，减少电机对地的泄漏电流和噪声，保护电动机，在变频器与电机之间安装电抗器。

总结：

总而言之，变频调速是电气设备的关键构成，其数据能够经过收集与分析传送信号，同时达成频率调整，且变频技术能够针对问题实施监控，同时开启对应制动系统来完善电气自动化可循环发展。由此得出结论为，变频调速技术在实践中的优点非常明显，其在电气自动化控制当中的平稳运转，不但可全方位控制电气自动化运转，并且也可以针对客户终端电机功能实施正常维护，进而降低系统的损坏，同时促进工业电气自动化控制运转的进步发展。

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