工業電氣自動化控制中變頻調速技術的整合應用分析

劉強 李國虎 鄧勇

摘 要：針對工業電氣自動化控制過程中變頻調速技術的應用，首先分析其技術的重要作用，明確其對于工業發展的重要意義，其次闡述變頻調速技術的特點，為其實際應用奠定基礎，最后從三個方面闡述工業電氣自動化控制過程和變頻調速技術的整合應用，以此推動我國工業發展。

關鍵詞：工業;電氣自動化控制;自動化控制技術;變頻調速技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.111

我國工業領域已經進入到發展的重要階段，在信息化時代下為了實現行業改革的深入開展，制定了電氣自動化控制的目標。為了實現這一目標，變頻調速技術得到應用，一方面能夠提高電氣控制水平，減少電氣控制期間能源的消耗，另一方面則可以帶動社會經濟發展。但是目前變頻調速技術的運用還存在一些不足，需要在實踐中總結經驗。

1 運用變頻調控技術的重要性分析

（1）推動自動化控制技術的不斷發展。變頻調速技術是目前電氣自動化控制領域應用最為廣泛的一種先進技術，能可以有效提升自動化技術水平。現如今我國技術的研發與應用越來越深入，變頻調速技術的性能得到完善[1]。鑒于此，變頻調速技術在工業領域得到廣泛應用，不僅能夠支持工業生產，同時還推動了自動化控制技術發展。

（2）促進變頻調控技術的推廣應用。變頻調控技術是以V/F、直接轉矩控制（DTC）等為基礎的自動化控制技術，在我國工業領域得到廣泛應用。因為該技術在工業機器人、加工、傳輸等方面有非常好的應用效果，可以顯著提升設備運行效率，所以得到工作人員的青睞，成為目前我國工業領域最為常用的技術之一，對于今后變頻調控技術的推廣與應用有重要意義。

2 變頻調速技術的特征

（1）成本低廉，生產效益高。頻調速技術在實際應用中所采用的控制模式主要有V/F、矢量控制（VC）以及直接轉矩控制（DTC）等，其中V/F控制更加適合被運用在成本以及性能要求比較低的作業場所。由此可以總結，變頻調速技術與其他技術相比，所花費的費用不多，具有成本低廉的特點，能夠有效提升生產效益。

（2）變頻調速器具有通用性。變頻調速器在實際應用中最為顯著的特征便是通用性，一般這種通用的變頻器有兩種類型，其一是節能型變頻器，其二是高性能通用變頻器[2]。通過這兩種變頻調速器，可以在各種環境下高效率運行，例如正反轉運行、多級速度運行與多級速度運行、自動頻率調整運行、多電機運行等。

（3）變頻調速器性能優越。隨著工業的不斷發展，為變頻調速器提出的諸多要求，為了滿足這些要求，變頻調速設備越來越先進，使其性能得到顯著提升，主要體現在節能性、經濟性、自動性、高效性等方面，通過這些性能優勢，實現工業電氣自動化控制。

3 變頻調速技術的具體應用分析

（1）深度指示器保護失效。工業電氣自動化控制的有關設備是生產效率與有效性的重要前提，只有保證設備性能，才能夠實現有效運行。為此，有關人員需要加強對工業設備保護的重視，定期做好設備的維護工作。一般在工業電氣自動化控制設備設施保護期間，首先要整理、分析設備運行時的諸多參數，保證其合理設置。對于工業電氣生產設備，深度指示器是其中應用比較常見的設備，若深度指示器在運行期間出現故障，便會對其他保護裝置的正常運行造成影響，限制其保護作用的發揮。

為了將這一問題及時解決，需要從深度指示器開發、設計兩個環節入手，增設失效保護裝置，如此一來便可以確保深度指示器有效運行。那么在安裝失效保護裝置的過程中，便會運用到變頻調速技術，當電機處于正常運行狀態下，采集編碼器獲得的所有脈沖數信號，并且將其整理。分析數據之后，如果沒有發現任何變化，證明深度指示器運行狀態不正常，對于保護效力的發揮非常不利。若確定深度指示器不能繼續發揮保護效用，工作人員便要對與之有關的設備進行檢查，確定其是否已經進入到爬行區當中。如果確定處于爬行區，這時深度指示器會傳遞信號，隨后做好后續的一些處理;若確定其沒有進入爬行區，這時相關設備會緊急制動，并發出預警，及時通知相關人員進行處理。

（2）自動化適應電機模型單元。電氣自動化控制系統中的自適應電機模型單元是非常重要的一個模塊，應用體現在幾個方面：首先，可以檢驗電動機內所有輸入電壓的參數，以此來確定電動機目前的運行狀態;其次，電動機模型可以連接變頻器，從而起到轉矩控制的作用;最后，工業電氣生產期間，通過自適應電機模型單元可以掌握機電一體化系統的運行狀態，結合實際需求明確最佳閉環轉速。如此一來，便可以充分發揮出自動化適應電機模型單元的作用，加強電氣自動化控制系統運行效果，通過自動化控制來推動工業發展。

（3）變頻器節能應用。工業生產最為核心的目標在于實現經濟與社會利益最大化，通過工業自動化生產為社會發展提供源源不斷的動力。然而，工業生產期間經常會出現一些問題，限制工業生產目標的實現。其中最為嚴峻的問題，便是生產期間投入高、收入低。鑒于此，為了減少工業生產期間花費的成本與能源，通過電氣自動化控制實現節能減排的目標，必須要應用變頻調速技術。一般來說，變頻器是可以保證生產車間的高效運行、安全生產，使用變頻調速技術，可以最大程度提高變頻器、電機的運行穩定性。除此之外，變頻器、電動機運行期間所承受的電壓負荷比較高，若為了保證變頻器變頻調速始終處于正常的范圍內，發揮出其最大的效用，要利用變頻調速技術合理分析電路配置，獲得最佳的電動機運行效果。另外，電氣自動化控制當中所涉及到的功能、系統編程必須要保持一致，只有如此才能夠真正提升工業電氣自動化控制效率以及質量。

4 結束語

綜上所述，變頻調速技術在工業電氣自動化控制過程中應用，一方面可以提高自動化控制效果，最大程度的發揮出控制設備作用，另一方面則可以為今后我國工業生產提供技術方面的支持，從而促進工業生產水平的提升。

參考文獻：

[1]溫培艷，張磊.同步電機變頻調速矢量控制技術問題的研究[J].內燃機與配件，2019（05）：30-31.

[2]吳帆，邵家玉.異步電動機直接轉矩變頻調速技術研究[J].工業控制計算機，2019，32（02）：141-143+145.

作者簡介：劉強（1990-），男，山東萊蕪人，本科，助理工程師，研究方向：電氣自動化。