工業(yè)電氣自動化控制中變頻調速技術分析

陳 剛

江蘇省水利機械制造有限公司 江蘇 揚州 225006

正文：

前言：在工業(yè)生產中，若是可以在生產中引入一些先進技術，可以讓能耗降低，同時讓節(jié)能的效果更加顯著。國內的工業(yè)電氣化進入到高速發(fā)展的階段，而不斷有新技術在工業(yè)自動化領域實現(xiàn)應用，現(xiàn)階段在工業(yè)電氣化中廣泛應用的技術中，變頻調速是非常重要的一種。

一、變頻調速技術概述

（一）變頻調速技術產生與發(fā)展

在二十世紀的八十年代，變頻調速技術開始出現(xiàn)。變頻調速出現(xiàn)后直接受到了工業(yè)領域的認可和重視，后來變頻調速不斷完善并在工業(yè)中應用。現(xiàn)階段變頻調速在國內的工業(yè)領域不斷擴大應用的范圍，性能在不斷提升，在工業(yè)行業(yè)變頻調速已經是不可取代的一種技術手段，其發(fā)揮出的作用是不可忽視的。

（二）變頻調速技術的組成

從組成上看，變頻調速涉及到諸多的部件，每個部件都有不同的作用。在工業(yè)生產中變頻調速因為這些不同部件，得到持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展[1]。

首先是電動機自適應模塊，這個部分是非常重要的，主要的作用，是在工業(yè)生產中，檢測輸入電機的電壓以及電流，同時可以促進電機的各方面參數(shù)得到及時控制，該部件可以實現(xiàn)轉矩控制。通常將變頻調速應用到工業(yè)生產中，若是轉速超過0.5%。借助閉環(huán)轉速實現(xiàn)反饋，從而取得不錯的應用效果[2]。

其次是轉矩以及磁通比較器。這兩個部件，二者出現(xiàn)的數(shù)據(jù)反饋值以及參考值可以進行對比，然后在每20ms的時間內進行數(shù)據(jù)的比對，同系列的比對完成后，將轉矩和磁場狀態(tài)，通過調節(jié)器輸出，讓工作人員對轉矩以及磁通技術掌握，從而若是工業(yè)生產中有問題出現(xiàn)，及時進行解決。

（三）變頻調速技術的特征

變頻調速被應用到工業(yè)生產中，迎合工業(yè)生產的各類需求。如今技術在不斷更新，變頻調速也是展現(xiàn)出自身的諸多優(yōu)勢，在變頻調速的實際應用中，整個的工業(yè)領域受到非常大的影響。通常變頻調速的器件應用300mm晶圓[3]。對變頻調速展開應用，可以讓企業(yè)節(jié)約諸多的成本，制造的效率也會有明顯的提升，另外是變頻調速在實際設計中，可以用最小化硅區(qū)，在一些復雜系統(tǒng)中，用一個芯片就會達到不錯的效果，另外是投入成本，相當于一個專用集成電路非常低廉的成本。可以滿足諸多的生產需求，讓工業(yè)生產的實際成本得到有效控制[4]。

為了讓各類項目的工業(yè)生產得到滿足，隨之出現(xiàn)了一些高性能變頻調速器。一些包括獨立變頻器以及公共直流變頻器等，對于工業(yè)生產都有一定的促進作用。

二、工業(yè)電氣自動化控制中變頻調速技術的應用

（一）自適應電動機模型單元

該部分的應用，對輸入電動機的電壓以及電流展開檢測，從而對電動機的各類參數(shù)展開自動識別，從而可以對實現(xiàn)對轉速的控制，現(xiàn)階段來看在工業(yè)生產中，電動機的轉速控制是非常重要的部分，在多數(shù)的生產場所，都是可以得到應用。

（二）等速區(qū)間超速控制保護

在工業(yè)生產中，電機拉動有著非常廣泛的應用，在等速區(qū)間不斷運行，可以用變頻調速對其展開適當?shù)谋Ｗo。這樣可以讓設備的過載行為以及超速運行情況得到緩解，也是對設備進行監(jiān)控的一種應用，讓設備的運行得到有效控制。在正常的情況下，電機拉動設備的運行速率不會超過既定速率的15%，若是超過這個標準，那么變頻調速系統(tǒng)的運行就會轉變?yōu)榫徛臓顟B(tài)，從而實現(xiàn)對安全回路的隔離，可以采用緊急制動的方式，讓設備的速度得到有效控制。這樣可以實現(xiàn)對設備過載的有效控制，為了控制區(qū)間過載以及超速的行為，在設備的實際運行中，需要注意對速度大小展開合理控制，從而將控制保護分成兩個主要的階段，要求是速度控制低于10%，超過則是要進行預警，另外是在速度正常的情況下，系統(tǒng)可以保持穩(wěn)定的運行。

（三）減速區(qū)段的低速保護

通常對減速區(qū)間進行控制，也是對變頻調速的一種應用，可以讓設備實現(xiàn)穩(wěn)定控制，要注重對減速區(qū)間進行適當?shù)恼{整，這也是在控制設備穩(wěn)定中的重要環(huán)節(jié)。若是系統(tǒng)的減速達到了限定的位置，這個時候則是要展開控制保護，可以應用變頻設備以及PLC設備，進行結合然后對速度進行取樣和監(jiān)控，將安全設定值以及數(shù)據(jù)值展開反復對比，明確在減速區(qū)間之內，系統(tǒng)不會有問題出現(xiàn)，若是有超速的情況出現(xiàn)，就會對系統(tǒng)進行警告，然后進行及時的控制，讓系統(tǒng)可以實現(xiàn)穩(wěn)定運行。

（四）數(shù)控機床節(jié)能改造中的應用

在某個工程案例中，數(shù)控機床的節(jié)能改造，在該工程中，機床驅動的功率是50kw，速度是16000r/min，在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)機床的項目中，電能的消耗是非常嚴重的，為了將能耗的問題解決，提升企業(yè)的實際效益，通常是采取工頻運行，雖然在讓能耗在很大程度上減少，在一定程度上降低成本，節(jié)約了資源，但其實還是有諸多的不足，在工程中采取變頻調速，這樣可以降低工程投入的成本，從而實現(xiàn)經濟效益的提升。其次是確定傳統(tǒng)數(shù)控機床的方案中，齒輪變速主軸速度中，三十多段是用來進行選擇，橫線速度難以實現(xiàn)準確控制，內部故障比較多，要對離合器展開必要的維修。最后是針對直流型主軸，可以無級調速，但檢修過程是非常復雜的。

（五）工業(yè)電氣自動化控制中變頻調速技術的應用效果

通過對變頻調速展開投影儀，可以讓調速的范圍以及準確性得到更好的保障，同時對機械結構進行簡化，讓能源得到有效節(jié)約，工程的機械化更加簡單和便捷。數(shù)控機床的實際操作過程也是更加便捷，讓企業(yè)在設備維修方面的成本得到降低，在數(shù)控機床中對變頻調速展開應用，可以提升加工的精度，促進生產效率全面的提升，促進工業(yè)生產的穩(wěn)定開展，并且讓數(shù)控機床的性能實現(xiàn)全面的提升。

結論：總之，在現(xiàn)階段的工業(yè)生產中，變頻調速的應用非常廣泛，從目前的趨勢上看，變頻調速在不斷更新和發(fā)展，性能不斷提升，這些對變頻調速在工業(yè)電氣化中的實際應用是有一定促進作用的，也有利于提升企業(yè)的效益。