变频调速技术在电气自动化控制中的应用探究

张原博 陈旭 白松

摘要：在电气自动化控制领域，调速系统的合理应用可以使工业生产水平大幅度提升，促进节能工艺的有效展开。伴随当前技术快速发展，传统的调速方法已经无法符合当前工艺需求，电力资源的浪费会导致工业生产产品的成本大幅度增加。变频调控技术的出现可以有效解决该问题。本文具体分析研究变频调速技术在电气自动化控制中的应用，以供参考。

关键词：电气自动化;变频调速技术;应用;原理

1 变频调速技术概述

变频调速技术是当前我国发展的一种重要技术。变频技术主要是对电流、频率等进行优化，以便控制电机实际转速。这种频率的改变不会额外产生附加损耗，能够让电气设备自动化控制水平提升，是当前运行过程中非常先进的一种调速技术。在工业控制领域，以前主要使用直流调速的方式，这种方式的优点较多，控制力较强，稳定性较高，可以对电路系统进行简单的设计就能实现目的。但是在工业技术发展的过程中，该调速方式暴露出的问题越来越明显，主要在于调控不够灵活，耗能较多，直到变频调速技术出现，取代原有的直流调速方式，逐步成为电气自动控制当中的主流技术。

2 变频调速系统的工作原理和结构

2.1 变频调速技术的工作原理

变频调速技术包含功率因数补偿、启动节能和变频调速节能等。首先功率因数补偿主要指的是在功率因数下降的过程中，电气自动化系统的有功功率也随之下降，这样会导致电能耗增高，浪费大量资源，而变频调速技术可以利用调整功率因数等方式来使无功损耗减少。其次，变频调速节能系统主要是依照电机运行的具体原理而操作的，在电机保持一定功率的条件下对调节流量进行控制，下调转速，这样功率会出现地方比例的降低。软启动节能主要是对电气自动化启动过程中需要较高的电流，造成电机设备使用寿命下降这个问题进行处理的。变频调速技术可以通过软启动使电机启动电流减小，这样可以延长设备的使用寿命[1]。

2.2 变频调速系统的结构

变频设备中，变频器扮演非常重要的角色。变频器主要由直流环节、整流器、控制电路和逆变器组成。在电机控制方面，整流器能够有效的转变交流电，使其成为直流电，而直流环节的效用主要体现在滤波功能上。在运用过程中针对直流电进行控制，可以转换直流电，使其变成频率可控的交流电，并且向电动机传输。在变频系统运行过程中，逆变器是非常重要的核心变频技术。在运用时可以将原有直流电机一直保持额定运行速率，这样能够将能源消耗问题有效地解决，可以有效的确保电气设备的安全、稳定、可靠运行。

3 变频调速技术对电气自动化控制的作用

在电气设备运行过程中，安全是基础，但是因为电气设备在运行时面临各种不确定因素，导致的安全隐患较多，对操作人员和管理人员的要求较高，需要针对设备的运行安全问题提出相应的统筹规划策略，以便对安全管理工作进行有效控制。在此过程中可以使用电气自动化技术实时监控电气设备，另外使用变频调速技术发挥电气控制的具体效果，以确保整个设备的稳定运行。在实践中，操作人员可以通过变频调速技术实时监控设备目标，通过精准地对电流大小进行调节，缩小误差，让电工业电气设备生产时出现的安全隐患问题有效消除，提升电气设备的工作质量[2]。

4 变频调速技术在电气自动化控制中的具体应用分析

4.1 变频调速技术在深度指示器保护中的应用

深度指示器主要对整个电气设备的正常运行进行维护，是电气工业控制过程中重要的组成部分。如果深度指示器产生问题，其他设备保护装置也会失效，各种危险信号无法及时被检测出来，会对电气设备的正常运行产生影响。因此要想使深度指示器的故障频率降低，就需要在开发设计深度指示器前设计相应的失效保护装置，确保深度指示器的安全运转。通过变频调速技术可以有效地对电机的运行进行记录、编码，采集相应的脉冲数据。如果这些数据信息没有异常，则可判定深度指示器没有进入工作状态，无法发挥保护作用，提醒工作人员检查相关连接设备，将异常问题解决[3]。

4.2 变频调速技术在超速控制保护中的应用

电气拉动设备在生产生活当中具有非常重要的作用，通常在等速区间运行，一般情况下运行速率是在15%以下。如果超出既定速率，可能会对电机拉动设备产生影响，变频调速系统可以在电机拉动设备速率过高的条件下发出预警。运行时变频调速系统运行速度减慢时，合理进行安全设置，甚至可以自动启动紧急制动设备，使运行速率降低。在超速控制方面具有较好的效果，可以有效的监控超速运行的状态。以电梯系统为例，在电梯中应用变频节能技术，可以让电梯运行的安全性提升，并且控制电梯的能耗。通过重物对曳引机拖动负载时生成的轿厢质量变化情况进行动态化的调节，能够让电梯设备的整体能耗降低。在电梯运行过程中负载会产生一定的变化，电动机的电流和功率值都是动态变化的，变频技术可以有效的对系统的能耗进行控制，确保机械设备的动能能够充分释放。

4.3 变频调速技术在电机单元模型中的应用

在电气自动化控制当中，电机是非常重要的，变频调速系统的电机當中应用可以准确地判断电机的电流电压参数进行合理控制，进而保证自动化控制系统的稳定性。自动式变频调速系统可以及时构建相应的模型，完成数据的传送和反馈，掌握机电一体化系统的生产状态，依照要求合理进行闭环运转。值得注意的是要想使变频调速系统的功能最大化地发挥出来，需要严格甄选变频器，并且以plc的系统进行辅助，这样才能使电机控制效果提升[4]。

4.4 变频调速技术在脉冲优化选择器的应用

变频调速系统在脉冲优化选择器方面的应用，主要是通过芯片来进行控制，设计相应的ofdm调制信号源，将其编写到模块电路当中，实现各种功能。工作人员在操作过程中可能会出现电容器容量离散性过高等情况，最终对电压均衡产生影响，而通过并联的方式可以阻止相同均质电阻或者使用抑制浪涌电流的方式，可以确保电路运行中设备的运行状态。

4.5 变频调速技术在工业节能降耗中的应用

传统直流调速系统支持下的电气设备会出现高负荷高能耗等问题，不但会造成工业技术生产的成本和增高，而且会降低效率，严重破坏周边生态环境。变频调速技术在电气自动化控制应用过程中，可以有效的配置电流，确保工业生产需求的同时使电能的使用效率提升，降低工业成本，实现电工业生产过程中对电能节能降耗的需求。与此同时，变频调速技术可以对电机设备的运行状态进行监控，如果设备电流出现超过阈值等现象，变频系统可以及时发出预警。

结束语

在工农业生产以及社会各个领域变频调速技术的优势非常明显，随着国家越来越重视可持续化发展，人们的节能意识也逐步提高，资源的浪费会对工业企业生产带来很大的压力。变频调速技术可以将电气自动化控制过程中出现的各种问题有效解决，帮助工业企业的生产效益提升，解决生产生活过程中的各种问题，符合当前社会化大生产的具体需求。

参考文献

[1]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）：93-93.

[2]杨渭建. 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]. 科技风， 2014（5）：82-82.

[3]韩齐丽， 王娜， 董琳. 变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用[J]. 中国机械， 2013， 000（007）：72-73.

[4]关剑，等. 变频调速在工业电气自动化控制中的运行思路探究[J]. 智能建筑与智慧城市， 2017， 08（No.366）：67-68.

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