變頻調速技術及其在工業電氣自動化控制中的運用探究

【摘?要】近年來，隨著社會經濟和科學技術的發展，我國工業電子自動化控制也得到了快速發展，各種先進技術也在工業電子自動化控制領域獲得了廣泛的應用，例如變頻調速技術。為此，本文對變頻調速技術的含義以及特點做出了分析，并探究了其在工業電氣自動化控制中的應用，希望可以進一步促進工業電氣自動化控制的發展。

【關鍵詞】變頻調速技術;工業電氣自動化控制;含義;價值;運用

引言

工業產業是我國經濟支柱型產業，工業生產效率以及自動化控制水平是決定工業發展高度的關鍵因素，是工業產業實現綠色發展的前提。在工業電氣自動化控制中運用變頻調速技術，可以在很大程度上提高工業電氣自動化控制水平，提高工業生產效率，實現節能降耗。同時變頻調速技術的運用可以保障工業電氣自動化控制系統的穩定運行，減少其運行過程中的磨損，從而降低工業設備的維護成本，增加企業經濟效益。

一、變頻調速技術

變頻調速技術是一種為了滿足現代化工業生產發展需求應運而生的新型技術，它的工作原理就是利用電機電源輸入頻率和電機轉速的正比關系，通過改變電源輸入頻率去調整電機轉速，進而保證電機自動化控制效果[1]。在工業電氣自動化控制中運用變頻調速技術，可以有效處理交流電機的耦合現象，并以直流條件為基礎進行變換作業，強化電機交流調速能力。

二、變頻調速技術特點

變頻調速技術具有生產效率高、造價低廉等優勢特征，需要將其與各種先進的科學技術進行有機結合，以此提高現代工業電氣自動化控制水平。將變頻調速技術運用在工業電氣自動化控制中，可以實現對電機啟動頻率的有效控制，使得電機緩慢啟動，電源頻率由低到高輸出，電機轉速逐漸上升，進而減小電機啟動沖擊力[2]。同時變頻調速技術可以大幅度的改變電機運行轉速，使得電機運行過程中的能耗降低，節約電力資源。另外，變頻調速技術的調速范圍比較大，動態響應快，能夠適應不同場合的電機調速，穩定電機調速速度以及精度，電源適應性強。

三、變頻調速技術在工業電氣自動化控制中的運用

（一）變頻調速技術在數控機床中的運用

數控機床是現代工業生產過程中應用比較廣泛的一種機械設備，具有較高的自動化和智能化水平，將變頻調度技術運用到數控機床的生產環節中，可以有效降低其生產過程中能源的消耗量，提高其生產效率。從數控機床的實際運行狀況角度分析，其在生產作業的過程中需要耗費大量的電能，電能的過渡損耗不利于數控機床的高效工作，會降低工業生產的經濟效益。數控機床在運用變頻調速技術以后，則可以有效的改變其以往的工頻控制操作模式，對機床齒輪主軸的速度范圍進行了科學限定，繼而使得數控機床在運行過程中可以對機床進行精準的維修保養。同時，數控機床自動化控制中運用了變頻調速技術以后，其本身的結構性能也得到了有效的提升與優化，機床對金屬材料的消耗也減少了，工業生產效率得到提升，能源與材料消耗減少，為工業企業的經濟增長提供了便捷條件。

（二）變頻調速技術在發電系統中的運用

工業電氣自動化控制的傳統運行模式需要利用外部電源進行動力傳輸，在控制過程中需要耗費大量的人力、資金等資源，會工業企業的消耗較大，控制成本較高。為了在工業電氣自動化控制中節約成本，多數企業都會在電氣自動化控制系統中配備獨立的發電系統，保證工業電氣自動化控制系統的穩定運行，降低能源消耗，提高控制效果。在發電系統中運用變頻調速技術可以對發電系統的運行偏差進行有效控制，避免因為電流故障而引發的發電系統運行癱瘓問題發生，對發電系統的穩定運行起到至關重要的作用[3]。另外，發電系統在運用了變頻調速技術以后，發電系統的傳輸電流大小可以得到有效的控制，進而對電力資源進行合理的配置與引用，提高電力資源的利用率，降低工業電氣自動化控制的運行成本，增加工業企業經營利潤。

（三）變頻調速技術在等速區間超速控制中的運用

工業企業生產過程中經常會使用到電氣拉動設備，并且在拉動過程中要求所有電氣拉動設備的速度保持一致，以此就會出現等速區間。但是，電氣拉動設備在實際運行的過程中會受到諸多因素的影響而發生速度變化，例如負荷因素，從而導致部分電氣拉動設備發生超速現象，對工業生產造成直接影響。此時，為了減少超速現象的出現，避免電氣拉動設備的運行故障，就可以合理的運用變頻調速技術，對電氣拉動設備的自動化運行進行優化，提高自動化控制效果，確保電氣拉動設備的運行速度一致。變頻調速技術在實際運用的時候，可以根據電氣拉動設備的實際速度情況，自動判斷其是否發生過載或者超速問題，如果發現問題即可以通過自動運行控制去調節電機頻率，以此調節設備運行速度。如果自動化控制失效又可以進行實時報警。

（四）變頻調速技術在減速區段低速控制中的運用

變頻調速技術除了在等速區間超速控制中得到了良好的應用以外，將其運用到工業電氣自動化控制的減速區段低速控制中也具有重要意義。變頻調速技術在減速區段低速控制中的運用可以有效改善電氣設備的穩定控制效果，提高電氣設備的運行效果。如果電氣設備的運行速度減速到設備的臨界點時，變頻調速技術就可以根據電氣設備的實際運行狀況選擇合適的控制保護手段，對電氣設備進行低速運行保護[4]。同時，該技術運用過程中可以對變頻設備、PLC設備進行同時選擇，校驗設備數據值和安全設定值等，進而確保減速區段低速運行的電氣設備系統不會發生故障。如果電氣設備的實際運行速度與安全設定范圍不符的話，系統可以直接發出安全警告，對電氣設備實施有效控制。

（五）變頻調速技術在確保傳感器與變頻器穩定運行中的運用

傳感器與變頻器都是工業電氣自動化控制系統中重要組成部分，是確保工業電氣自動化控制系統穩定運行的重要保證。在傳感器中運用變頻調速技術可以利用傳感器的作用，幫助電氣設備操作人員更加全面、準確的獲取設備運行參數信息，并在信息中獲取有效的設備轉速信息，最終將這些信息匯總到電氣自動化控制中心，供相關的工作人員使用[5]。變頻器在工業生產的過程中經常會受到電磁感應的影響而無法正常工作，對工業生產造成不利影響。為此，為了保證變頻器的穩定運行，需要良好的運用變頻調速技術，采取科學的措施對其運行進行保障，需要工作人員使用設備回路配線和主線隔離的工作方式去進行調節，減少變頻器運行故障，提高其在電氣自動化控制中的運用效果，保證工業生產順利進行。

四、結論

綜上所述，變頻調速技術在工業電氣自動化控制中的運用具有十分重要的作用，其在數控機床、發電系統、等速區間超速控制、減速區段低速控制以及傳感器和變頻器穩定運行中都有著良好的運用效果，在一定程度上提高了工業生產的效率，降低了工業生產能源消耗，提高了工業電氣自動化控制水平，有助于工業電氣自動化控制系統的優化，是一種應用價值很高的現代化技術，需要在今后的發展中不斷創新運用方式，擴大運用范圍，促進工業電氣自動化控制發展。

參考文獻：

[1]蒯申紅.變頻調速技術及其在工業電氣自動化控制中的運用[J].科技風，（09）：36.

[2]鄧建旺.變頻調速技術及其在工業電氣自動化控制中的應用研究[J].科技資訊，，17（28）：17-18.

[3]英秀.變頻調速技術在工業電氣自動化控制中的應用分析[J].智庫時代，（32）：263+274.

[4]鄭杰.淺談工業電氣自動化控制中變頻調速技術的應用[J].科技風，（11）：95.

[5]黃欽鋒.工業電氣自動化控制中變頻調速技術的運用初探[J].湖北農機化，（06）：21.

作者簡介：

張鐵山（出生年份—1969.5.28），性別：男，民族：漢，職務/職稱：助理工程師，：學歷：大專，研究方向：工業自動化控制。

（作者單位：河北省灤州市吉宏包裝有限公司）