淺談工業電氣自動化控制中變頻調速技術的應用

鄭杰

摘 要：隨著我國社會經濟的不斷發展和進步，工業電氣自動化控制技術水平也在不斷提高。由于人們物質需求變化對社會生產力的快速增長有直接的影響，因此，自動化控制技術中的變頻調速技術隨之產生，并被逐漸運用到各個生產領域中。變頻調速技術在工業電氣生產中不僅能夠幫助企業節約資源，還能迅速提高生產效率，促使企業生產效益達到最優化狀態，推動工業行業的發展。本文就變頻調速技術的原理特點和對工業電氣自動化控制的意義及應用方面進行研究分析，希望能為促進工業電氣發展做出貢獻。

關鍵詞：工業電氣;自動化控制;變頻調速技術

隨著我國工業電氣自動化控制技術與社會實踐生產發展的需求，變頻調速技術被眾多工業企業廣泛應用，與此同時，不斷發展的集成電路和微機控制技術，也在不斷推動著交流變頻調速技術的發展，并為其提供了良好的物質基礎與技術條件，由于變頻調速技術功率因數相對較高，因此，調速性能比也相對較好，在未來的發展前景良好。工業電氣使用的電動機在進行工業生產的過程中，由于正反向工作頻繁的、長時間的切換，極易導致電動機處在超負荷狀態中。而變頻調速技術可確保工業電氣電動機系統安全穩定的運行。因此，自動化控制中變頻調速技術對于工業電氣發展具有重大意義。

1 變頻調速技術的原理及特點

1.1 變頻調速技術的原理

變頻調速技術的應用原理主要依賴以下三個方面：比較器、脈沖優化選擇器以及自適應電機模型。其中比較器的功能主要是每隔20秒將對轉矩與磁通的功能數值和正常工作狀態下的數值進行一次比較，以對比得來的結果為檢測依據，判斷設備調節器的輸出或者磁場是否發生轉變，進而控制整個電氣設備的變頻調速。而脈沖優化選擇器則是將電機的工作范圍作為判斷工作信號是否適合的基礎，同時緩沖工作狀態中的脈沖信號，確保不同范圍的功能模塊正常運行，最后，對電動機在正常工作情況下的電壓和電流分別進行控制的是自適應電機模型，通過正確的識別電機工作的性質，達到有效控制電機轉速的目的。

1.2 變頻調速技術的特點

交流電動是變頻調速技術實施的主要特點，交流電動技術的使用可以直接彌補直流電動機在工業電氣生產中的不足，由于變頻調速控制系統結構設置安全簡單，且電氣設備在結合變頻技術的使用后，不僅數據動態頻率顯示良好，而且工作強度也相對來說更為耐用。除此之外，變頻調速技術還對電壓工作模式做出了改變，確保電壓在不足220V的情況下，依然保持正常運行的狀態，為工業電氣企業節省電能資源的同時，有效的提高生產效率。

2 工業電氣自動化控制中變頻調速技術的具體應用

2.1 礦井指示器保護中的應用

礦井下的電氣提升設備在正常情況下，為確保工作狀態的穩定需要采用多重保護機制。電氣提升設備的深度指示器功能對于系統的正常工作至關重要，在電氣提升設備運行過程中，一旦發生功能失效的情況，會直接影響整個設備系統的穩定運行，致使設備無法正常工作。而變頻調速設備可以對深度指示器起到檢測的作用，相關操作人員首先將電機開啟到工作狀態中，與此同時，做好周期內編碼脈沖的疊加處理工作，然后記錄并比較編碼器與比較器的脈沖數值，最后根據比較結果來判斷整個電氣提升設備是否處在正常運行的工作狀態中，如果前后數據沒有發生改變，那么深度指示器就存在出現異常的情況，從而導致為設備留下隱患的可能。

2.2 等速區間的超速控制保護

電機拉動設備一般情況下是在等速區間運行，且被工業電氣企業廣泛應用。變頻調速技術的使用則可以有效地對設備系統的異常情況包括過載和超速等現象進行預警通報。作為提升設備運行速度的監控依據，其正常工作速率應當確保不高于系統運行既定速率的百分之十五，如果速率顯示超過既定速率，那么變頻調速系統的運行速度會直線緩慢，并且隔開設備的安全回路架構，與此同時，采用緊急制動設備，以此來達到減少系統設備運行速度、進行預警控制的目的。工業電氣企業相關操作人員為了有效的控制系統設備運行時區間的超速或者過載行為，應在注意控制電機拉動設備運行過程中時刻注意速率的大小，為此，可將調速控制保護分成兩個步驟，首先，速度不能超過設備既定速率的10%;其次，在電機拉動設備正常運行的情況下，確保系統整體工作處于正常狀態，保持系統穩定性。

2.3 減速區段的低速保護

對減速區間的控制技術也是變頻調速技術良好運用不可忽視的組成部分。提升設備控制穩定性能的關鍵內容包括了對提減速區間的控制，在設備運行過程中，一旦系統出現減速，且到達了設備限定的標準，那么設備運行系統就需要進行變頻調速控制保護，相關操作人員應當在采用變頻設備的同時，結合PLC 設備進行監控速度取樣，反復對比所得數值和安全設定值，以此來確定系統在減速區段是否存在異常情況，如果速度發生超越現象，設備將自動對系統中心發表安全警告，進而達到實時控制設備安全運行的目的，有效控制并對系統減速進行調節。

3 結語

綜上所述，工業電氣是推動我國經濟發展的重要組成因素，它能提高工業電氣企業生產工作效率的同時，還能減少企業成本。自動化控制中的變頻調速技術不僅能幫助企業在進行工業生產相關工作時提高安全高效性，確保操作穩定性，還可以降低能耗與污染，節省人力物力財力等各方面的成本，從一定程度上承擔工業電氣行業企業需要承擔的社會責任。工業電氣使用的電動機在進行工業生產的過程中，由于正反向工作頻繁地、長時間地切換，極易導致電動機處在超負荷狀態中。而變頻調速技術可確保工業電氣電動機系統安全穩定的運行。因此，自動化控制中變頻調速技術對于工業電氣發展具有重大意義。

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