淺論變頻調速在電氣自動化中的應用

王錚

摘要：變頻調速作為電氣設備中的一個重要部分，能夠通過數據的收集和分析來傳遞信號，并實現頻率的調整；同時，變頻技術能夠對故障進行監督，并啟動相應的制動系統來對現有情況進行完善，為電氣自動化的可持續發展創造有利條件。綜上所述，變頻調速技術在應用的過程中具備諸多的優勢，而且其性能可以滿足提升電氣自動化控制應用效率的要求。

關鍵詞：變頻調速；啟動器失效；自動化；電氣參數；優化改進；安全可靠

為克服傳統控制過程中存在的電力機組能耗較高、電網傳送速度較低、設備制動性不強等弊端。文章對變頻調速在工業電氣自動化控制中的應用思路進行了探討，在以節能性為主要考量因素的前提下，應運用現代化的變頻調速系統對電氣設備進行整合。

1 變頻調速技術的構成

變頻調速技術電氣控制技術發展的產物，它為滿足實踐過程中的工作需要而產生。自從變頻調速技術產生后，就在工業的相關領域得到良好的應用，而且應用的范圍也在不斷地拓展，隨著工業領域應用的不斷實現，其具體的性能也在逐漸的升級和完善，并且其特性的升級和完善對于工業生產領域的發展來講是極為重要的。

1. 1 脈沖優化選擇器

在對這一部件進行應用時應當擇取 CycloneI？IEP2CSQ208C8 的芯片對信息進行處理，再 對OFDM 調制方式的信號源進行設置，隨后再對五個模塊構成的電路進行編寫，從而滿足不同功能的需要，這些功能一般包括 FFT、緩沖模塊、星座映射、插人循環前綴以及 D/A、在對這些功能進行確定之后，再利用 OFDM 的信號源實現仿真驗證，且在以上的工作內容完畢后，再對 OFDM 信號源實現設計的完成步驟，這一步驟中包含 EPGA 硬件的驗證以及軟件的仿真。另外，在這一過程中應當充分的了解電容電解器的離散性能的負面影響，這一影響會使得所承受的電壓以不等的模式出現，最后對系統的順利運行起到阻礙的作用，要想很好的避免這一問題，就要通過一些針對性的措施來進行優化或改進，最終達到最大程度的降低離散性影響的目的。通常情況下是在電容旁并聯阻值均等的均壓電阻從而對負面影響進行避免。另外，還要注重整流電路所存在的燒毀現象，要在電路中增強浪涌電流的抑制，從而使得電路的整體運行趨于安全可靠。

1. 2 自適應電動機模型單元

這一單元也是關鍵的構成部分，在實踐應用的過程中，一般它是用來對電動機的電流以及電壓進行監測的，從而對電動機的基本參數進行識別。但是從電動機的模型方面來講，它可以發揮著很關鍵的作用。

1. 3 矩形與磁通比較器

這兩種比較器的性能是對參考值以及反饋值進行分析并實現對比。在比較完畢之后，還要利用滯環調節器對轉矩磁場狀態完成輸出，最終實現對磁場狀態以及轉矩的掌控，也為措施的應用提供相應的保障。

2 變頻調速技術的特點

變頻技術自產生以來就在根據工業生產的需要進行不斷的升級和更新，從而不斷滿足工業生產的需要。在多年的升級和更新過程中，因其獨特的優勢，使得工業的運行實現突飛猛進的發展。變頻調速器中的 CycloneII 器件都采用 300 mm 晶圓，且在制造時應運用低 K 工藝，采用這樣的工藝可以降低運行成本，提升工作效率。變頻調速技術在進行設計的過程中還應用了最小化的硅區，在處理復雜的數字系統時，僅需一個芯片就可完成運行。這樣的設計既可以滿足降低運行成本的目的，還能滿足工業生產的使用要求。

3 變頻調速在電子自動化控制中的應用

3. 1 在電機單元模型中的應用

變頻調速在電機單元模型中的應用主要表現在以下方面：（1）變頻調速系統能夠根據電動機的電壓與電流情況做出合理的判斷，并通過數據采集的方式檢測出自動化裝置運行的基本參數。（2）變頻調速系統會將數據第一時間報送到客戶終端，并根據電流量進行規劃，通過電機中磁體與軸承的轉換方向來對應用數值進行反饋，并設定調頻的時間和速率。（3）在變頻器的選擇上，通常會以芯片功能的考察為主。結構優異的變頻器能夠根據系統中的傳感信號對數據進行編碼，并將每一部分與相應的電路模塊相對應。（4）如果電機中出現電阻并聯的情況，變頻器可以將離散的部分集合起來，并對客戶終端的數據傳送結果進行分析，以體現阻值的均等性，達到節能的要求。

3. 2 變頻技術在電機組系統的應用

變頻器技術在電機組系統中的應用主要包括以下幾個方面：（1）系統能夠根據聯動裝置的工作情況對整體線路進行布局。在電機數量較少的情況下，變頻器可以與驅動裝置聯合，并對較高的電壓進行調節，避免高負荷的現象發生。（2）在電路的配制方面，變頻系統內部也可以參照標準的數據劃分運行模塊，并將每個獨立的部分都集中到一個平臺上，以主電路作為電網的調控系統，采取電壓逆變的方式來傳遞能量。調頻器與自動化系統的結合能夠使電力參數在客戶終端顯示出來，并體現結構的靈活性。在用電高峰期，系統也能夠根據設備的頻率來達到模式切換的目的，并啟動檢測中心的仿真保護模式。

3. 3 變頻調速技術在工業節能方面的應用

變頻調速技術在工業節能方面的效果非常顯著。在電機自動化系統啟動時，變頻感應器會進入工作狀態。如果超過了變頻器中所限定的數值，客戶終端會立即發出警示，并針對系統中所顯示的結果來重新設定信號，實現安全調控。最重要的是，變頻器可以在電力系統中設定節點，以繼電器作為控制中心，對電壓回路進行規劃。如果電壓或電流超出了標準額定值的 20%，則說明自動化系統的啟動速率過高，出現了不必要的耗能情況。而變頻器系統中的預警中心會進行警報，指示燈也將由綠色變為紅色，提示工作人員進行重置。

4 結語

變頻調速系統靈活性非常高，它能夠根據電源變化頻率進行調節，并在數據集合的基礎上規劃電機參數。如果電機設備的轉動頻率過高，系統會將信息反饋到監督平臺中，并依照相應的指令進行調動，以達到靈活控制的目的。假定變頻調速器的狀態良好，其工作響應時間可達20 ms，精度可達閉環轉動率的95%，同時，自動化與變頻系統相結合可以實現電能的優化。自動化驅動中心主要依靠電壓的設定來完成，容易出現啟動器失效等情況，消耗大量的電能。而變頻系統的融入則可以避免這種情況，在改變電氣參數的基礎上對電力的消耗過程進行監督。

參考文獻

[1] 工業電氣自動化控制中變頻調速技術分析[J]. 朱麗媛. 電子技術與軟件工程. 2018（03）

（作者單位：勝利油田北方實業集團有限責任公司）