變頻調速技術在自動化控制中的應用

陶偉

摘要：近年來，電氣自動化運行模式已經在現(xiàn)代化工業(yè)企業(yè)中實現(xiàn)了規(guī)模化應用，需要積極采取電控技術手段，以實現(xiàn)對于電氣設備的充分管控，使其得以實現(xiàn)自動化運作。同時，無需將設備始終維持在某一固定水平，而是可以結合頻率及速度的實際需求進行電氣設備調整。在此背景下，要求相關工業(yè)企業(yè)積極拓展變頻調速技術的應用渠道，以充分優(yōu)化工業(yè)電氣自動化控制技術，提升技術優(yōu)化效果，并據此調整電氣設備速度和頻率。基于此，下文將簡要分析變頻調速技術在工業(yè)自動化控制中的應用特點，并以此為基礎，展開深入分析。

關鍵詞：變頻調速技術;自動化控制;應用

引言：

工業(yè)電氣自動化運行模式早在變頻調速技術誕生前便得到了應用，然而，系統(tǒng)早期運作階段的自動化控制系統(tǒng)運作機制仍然較為簡單，只需利用統(tǒng)一的邏輯便可以達到良好的電氣設備啟停控制效果，以實現(xiàn)對于電氣設備運行時間和模式的有效協(xié)調，同時，相應降低設備故障率。然而，如果采取單一化的啟動控制機制，便可能嚴重影響工業(yè)單位的產能能力，帶來嚴重的自動化控制問題。為此，研究人員提出了合理的變頻調速技術應用方式，并據此實施啟停控制機制細化，以充分提升系統(tǒng)產能，同時，相應降低系統(tǒng)的故障率，減少系統(tǒng)能源損耗。

1、變頻調速技術簡述

1.1 技術發(fā)展

變頻調速技術的歷史可以追溯到上世紀80年代，該技術一經誕生便受到了工業(yè)行業(yè)從業(yè)人員的高度關注，在一定程度上推動了變頻調速技術的發(fā)展，相應拓展了技術的應用范圍。同時，也優(yōu)化了技術性能，切實提升了技術應用價值。結合社會現(xiàn)狀可以確定，變頻調速技術應用范圍廣泛，且表現(xiàn)出十分突出的實施效果，已經在工業(yè)領域中占據了有利位置。

1.2 主要組成部件

1.2.1 硬件結構

變頻器設備是變頻調速技術的核心硬件結構，一般可以將常用的變頻器分成三種類型，其主要特點如下：

1、帶能量回饋單元變頻器，主要應用于電氣設備調速系統(tǒng)中，以變頻器裝置和帶能量回饋單元為重要裝置結構，且其中的各個結構既相互獨立又彼此聯(lián)系。利用此類裝置可以實現(xiàn)切實強化變頻器和電氣設備發(fā)電電源的聯(lián)系，但是，如果電機設備的轉速在短時間內大幅增加，甚至超過了變頻器的轉速，則可能導致裝置中的電壓值顯著提升。此外，在逆變效應的影響下，可能導致帶能量回饋單元中出現(xiàn)相應的設備溫度信息，并據此獲取相應的直流母線電壓信息，以促進電壓的轉化，將直流電壓轉化為交流電壓的形式。同時，可以充分利用多重噪聲濾波技術手段，讓交流電電能可以得到充分反饋，并向發(fā)電網中進行持續(xù)傳輸，也因此增加了電能消耗量。由此可見，此類變頻裝置的應用流程普遍較為復雜，但是卻可以發(fā)揮良好的節(jié)能優(yōu)勢，也因此促進了其應用。

2、獨立式變頻器，利用此類裝置，可以實現(xiàn)對于逆變單元和整流單元的全面整合，使其得以統(tǒng)一放置到同一個容器中，并在此基礎上進行容器及控制設備連接。實施電力自動化控制，需要充分融入獨立式變頻器裝置，以促進電氣設備工頻電源的轉化，提升電源的轉化頻率，讓工頻電流得以轉化為交流電的形式，同時，結合具體的交流電頻率，爭取良好的電氣設備控制效果。由此可以看出，該裝置操作十分便捷，也因此促進了其應用，使其在工業(yè)單位中有著較高的應用率，然而，此類變頻器裝置在應用過程中也存在一定的缺陷，例如，每臺獨立式變頻裝置往往只能控制一臺電氣設備，同時，該裝置卻只能達到設備運行速度控制的控制，以發(fā)揮負載控制的效果。

3、公共直流母線式變頻器，利用該裝置可以針對不同電氣設備實施高效管控，同時，需要在多電氣設備傳動系統(tǒng)中應用這一裝置，充分發(fā)揮回饋和整流裝置效用，為控制系統(tǒng)賦予更為豐富的直流電環(huán)境，讓變頻器裝置得以與傳動系統(tǒng)實現(xiàn)充分銜接。以公共直流母線式變頻器裝置為依托，可以充分提升裝置的直流電水平。為此，要求在實際控制階段積極開展變頻器整流回饋操作，以相應改變電流強度，并據此實施電氣設備運作頻率調整。從中可以看出，公共直流母線式變頻器的操作通常較為復雜，因此，其裝置應用率一般較少，然而，由于裝置有著良好的功能性，可以在大型工業(yè)領域中得到充分應用[1]。

1.2.2 軟件結構

第一，要求積極利用電控單元實施變頻器管控，電控單元的主要構成結構為傳感器設備和控制電路，利用傳感器設備可以獲取精準的電氣設備運行狀態(tài)，并據此實施狀態(tài)處理，將設備狀態(tài)實時發(fā)送到設備終端;第二，依托于自動化控制的邏輯，利用終端設備進行精準的設備狀態(tài)識別，與此同時，要求充分關注人工預設要求，并以此為依據，明確設備的實際狀態(tài)信息，以確保可以在狀態(tài)判定工作后發(fā)出指令信息和相應的信號，以實現(xiàn)對于電路的有效控制。此外，需要充分關注具體的運作邏輯，讓變頻器得以維持穩(wěn)定運行;第三，在系統(tǒng)中進行邏輯預設，需要積極關注具體的工作要求，采取合理的人工控制技術，以維持終端運作機制的正常運行。如果系統(tǒng)終端所發(fā)出的指令信息環(huán)境不同，則相應的指令信息也會出現(xiàn)一定差異，也相應增加了工作的要求，導致預設邏輯數量相對較多。為實現(xiàn)對于邏輯選擇和預設過程的充分優(yōu)化，需要積極采取封裝處理技術，以實現(xiàn)對于邏輯機制的集中處理，促進系統(tǒng)的軟件化應用[2]。

2、變頻調速技術在工業(yè)自動化控制中的應用

2.1 節(jié)約資源工業(yè)

電力是社會經濟發(fā)展中的重要產業(yè)，在電力產業(yè)運作過程中可能消耗大量的能源數量，充分利用電力能源，可以為工業(yè)自動化領域提供一個較為穩(wěn)定的工作環(huán)境，同時，便利不同工業(yè)器材的應用。要求在電力自動化控制的同一時間進行設備運作，以充分保障工作質量，同時，無需進行機器設備用電量考察便可以實現(xiàn)自動化供電，也可能相應增加電力浪費和機器損壞的風險。然而，利用變頻調速技術可以有效應對此類問題，要求有關操作人員針對電流量狀態(tài)實施妥善分配，爭取在保障正常供電狀態(tài)的基礎上充分節(jié)約電力資源和電力設備損耗，同時，相應規(guī)避不必要的風險投入。此外，變頻技術組裝零件通用性較強，將其應用于不同的工業(yè)領域中，可以充分適應電氣自動化控制的多設備應用需求，讓系統(tǒng)運行效率得以切實保障[3]。

2.2 在相關發(fā)電系統(tǒng)中的使用

一般情況下，電子自動化系統(tǒng)中的能源需求量普遍相對較高，若無法探索出一個高效的能源輸送方式，而只能借助外界能源輸送的形式進行輸送，則可能直接增加系統(tǒng)財力損耗。此外，需要為電子自動化系統(tǒng)提供充足的人力資源，以保障電氣自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，并將其作為支撐電氣自動化發(fā)電系統(tǒng)的主要動力。在具體的發(fā)電系統(tǒng)中應用變頻調速技術，可以發(fā)揮較為突出的應用優(yōu)勢，同時，其運作環(huán)節(jié)普遍較為復雜，為此，如果其運輸位置發(fā)生了偏差，便可能直接影響整體電流系統(tǒng)，導致系統(tǒng)難以穩(wěn)定運行。為此，需要充分利用變頻技術，以達到良好的電流控制及維護效果。在正式應用變頻技術后，需要有關人員針對發(fā)電系統(tǒng)中的各類資源實施妥善分配，以充分體現(xiàn)資源的應用價值，同時，相應削弱工業(yè)生產成本。

2.3 在自動化控制中的應用

針對工業(yè)電氣領域實施自動化控制，則在實際控制階段往往需要使用多種類型的人力和設備，也因此增加了現(xiàn)場工作秩序管理的難度。同時，由于所使用的自動化控制儀器普遍十分復雜，導致其在使用過程中問題頻發(fā)，可能引發(fā)電磁波交叉故障、機器噪聲等各類問題，使得自動化控制工作難以穩(wěn)步開展。然而，若可以在自動化控制過程中充分融入變頻技術，便可以高效處理上述問題，以降低機器運作噪聲。一般情況下，工業(yè)電氣結構普遍較為復雜，同時，有著十分繁瑣的整體工作流程，也因此為變頻技術提供了良好的應用契機，需要積極利用變頻技術[4]。

結語：總而言之，工業(yè)領域對于我國社會經濟發(fā)展而言十分關鍵，通過高質量的工業(yè)建設可以有效推動我國經濟的發(fā)展，為我國創(chuàng)造出更為豐厚的經濟效益，然而，若可以針對工業(yè)產品的生產成本實施高效管理，便可以充分彰顯其工業(yè)價值。充分應用變頻調速技術，可以讓工業(yè)生產工作得以穩(wěn)步開展，以促進系統(tǒng)整體工作效率提升，同時，有效降低企業(yè)發(fā)展過程中的人力、物力和財力損耗。現(xiàn)階段，變頻調速技術仍然無法實現(xiàn)普及應用，且應用過程中問題頻發(fā)，需要相關人員在實際操作過程中進行積極優(yōu)化，方可充分發(fā)揮其技術優(yōu)勢。

參考文獻

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[3]陸暢，梁驊旗. 基于PLC技術的造紙機速度鏈自動化控制方法[J]. 造紙科學與技術，2021，40（04）：42-47.

[4]馬櫟. 工業(yè)電氣自動化控制中變頻調速技術的應用[J]. 中外企業(yè)家，2019（11）：128.

[5]鄧建旺. 變頻調速技術及其在工業(yè)電氣自動化控制中的應用研究[J]. 科技資訊，2019，17（28）：17-18.