淺談變頻調速技術在工業電氣自動化中的應用

彭書陵

【摘 ?要】隨著我國工業的不斷改革及進步，變頻調速技術在工業電氣自動化控制中的應用越來越廣泛，通過采用變頻調速技術使電機的運行實現節能降耗，能夠更加智能化的控制電機的工作狀態，使工業電氣自動化控制中得到了很大的方便，也適應了當代工業經濟和環境和諧發展的形勢，在工業電氣自動化的控制領域中變頻調速技術將越來越被重視和完善化。

【關鍵詞】變頻調速;工業電氣自動化;控制運用探究

近年來，我國的經濟快速發展，國民的生活水平有了很大的提升，經濟條件好了，對自己的生活水平要求也越來越高，人們所需要的物質水平提高了，就需要國家的工業還有農業方面不斷改進，滿足人們的物質需求。工業自動化技術在很大程度上提高了工業的生產效率，隨著技術的發展，變頻調速技術也逐漸加入到自動化技術中，在實際生產中發揮著巨大作用。如今在工業生產中，將調頻變速技術應用在工業自動化技術中，不僅使得生產效率有了很大程度提高，同時也在一定程度上節約了成本，將變頻調速技術應用到工業自動化控制中，能夠加快工業的生產效率，給工廠帶來更高的收益，所以火速風靡工業界，受到工業界的歡迎和重視。隨著時間的發展，變頻調速技術也有了很大改良，性能和功能有了很大提高，應用的范圍也越來越廣，不僅是在工業中應用范圍越來越廣，在其他的很多行業中都有了應用。

一、工業電氣自動化中變頻調速技術的應用優勢

1.1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。

1.2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。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。

1.3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。

二、變頻調速技術在電氣自動化中的具體應用

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。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。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。以下將對變頻調速技術在電氣自動化中的具體應用進行詳細分析：

2.1對發電系統進行全面監控，合理分配電流

在工業生產中，發電系統是必不可少的，再加上電不易控制，使用不當就會造成各種各樣的事故，如今變頻調速技術已經在工業電氣自動化控制的有關發電系統中得到應用。在工廠的實際生產過程中，對電的需求量很大，所以在很多的電氣自動化控制設備中都自帶發電功能，這樣就可以做到設備在應用過程中避免從外界借用電源，節約了很多人力物力和財力，同時也解決了很多的安全問題，很大程度上保障了工業中施工人員的人身安全。將變頻技術應用到工業電氣自動化控制設備中，維護了發電系統的正常運行，因為一般的發電系統很復雜，一旦有不小心，有的地方電流運輸位置發生了誤差，就會導致整個系統的崩潰，導致整個工廠都無法繼續進行正常的工業生產。但是變頻調速技術可以解決這些發電系統的問題。變頻調速技術可以對整個發電系統進行全方位的監視，對電流的分配進行適合安排，避免因為電流分配的問題導致整個生產體系崩潰，給工廠帶來巨大的損失。再加上工業的實際生產中很多工藝復雜繁瑣，現場需要大量工人合作才能完成一定的生產任務，這樣容易造成加工現場混亂的場面。這樣如果僅僅依靠現場的工作人員對電氣設備進行控制，恐怕會因為各種復雜的因素做出錯誤的判斷，而變頻調速技術就不會有這方面的問題。

2.2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。

3.3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，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。

3.4通過變頻調速技術實現節能減排

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。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。

三、結束語

隨著工業電氣自動化的不斷發展，變頻調速技術越來越受到重視，并且已經廣泛的用在了工業電氣自動化的控制當中。當前關于電機能耗的降低問題，大都普遍采用變頻調速的技術，轉化電機的工作狀態，變頻調速控制使得生產效率得到有效的提升，也適應了節能降耗的發展，進而節省人力和財力。變頻調速技術適應工業電氣自動化控制的要求，相比傳統直流調速的方式，變頻調速穩定性更好，實用性更強，取得良好的經濟效益的同時有利于節約能源，對工業電氣化控制具有重要作用，在今后的實際工作中值得推廣。

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（作者單位：施耐德電氣信息技術（中國）有限公司）