工業電氣的自動化控制和變頻調速技術研究

萬長濤　高瑞　宋光哲

摘要：當前所應用的變頻調速技術，具有調速性能良好、功率因素較高以及節能成效顯著的優勢，廣泛應用于工業電氣自動化控制當中。合理科學的應用變頻調速技術，可以針對存在于工業電氣自動化控制的缺陷加以改善和調節，促進經濟效益和社會效益的協調發展。

關鍵詞：電氣;自動化控制;變頻調速;技術

1變頻調速技術應用部件分析

1.1自適應電動機模型單元

這是變頻調速技術中最常應用的部件，它在變頻調速技術的應用過程中發揮著非常重要的作用，所發揮的功能主要體現在對電動機的電壓和電流的參數進行檢測，保證其能夠處于平穩運行的模式。這些電壓和電流參數的獲得，也能夠讓相關人員對電動機的具體信息狀態全盤掌控，促使工業電器自動化工作能夠進一步強化和落實。

1.2轉矩和磁通比較器

這兩個比較器在應用的過程中，能夠將生成的數值和作為參考的數值進行系統的比較，再通過置換調節器反饋出轉柜還有磁場所處的真實狀態。

1.3脈沖優化選擇器

這個部件的使用，能夠針對芯片信息進行科學有效的處理，在處理環節結束后，通過對信號源進行調制和設計，在同一時間段內將由五個模塊構成的電路系統編寫出來。

2工業電氣的自動化控制和變頻調速技術研究

2.1硬件結構

2.1.1獨立式變頻器

獨立式變頻器將逆變與整流單元置于同一容器，控制設備與容器相連即可投入使用。在具體應用過程中，獨立式變頻器能夠實現對電氣設備工頻電源的頻率轉化，將工頻電流轉化為交流電，再以交流電頻率為依托，達到控制電氣設備的目標。

2.1.2公共直流母線式

公共直流母線式變頻器能夠適用于多電氣設備傳動系統之中，實現對多臺電氣設備的控制。其借助獨立的回饋裝置、整流裝置，推動控制系統帶功率直流電的產生，并與傳統系統直流母線進行連接，此時，該變頻器具備增強母線直流電與吸收母線內直流電的性能。在實際應用過程中，可借助回饋與整流裝置實現對電流的增強或削弱控制，改變電氣設備的運作頻率。

2.1.3帶能量回饋單元

帶能量回饋單元變頻器適用于電氣設備調速系統之中，與公共直流母線式、獨立式變頻器的差異，主要表現為：帶能量回饋單元變頻器涉及變頻器與帶能量回饋單元兩結構，且兩結構相互獨立，卻又保持聯系。帶能量回饋單元變頻器的運作原理，主要表現為：首先連接電氣設備與變頻器結構的發電電源，在發電條件下，由于負載轉動慣量的影響，變頻器和電氣設備同時轉動，短時間內，電機轉速高于變頻器轉速，則表示電機內帶有多余電能，變頻器吸收該電能，電壓急速上漲，進而對設備溫度造成影響，此后，帶能量回饋單元會獲取變頻器內的直流母線電壓，并借助逆變效應，實現直流電壓向交流電壓的轉換，再經由噪聲濾波環節，實現交流電電能與發電網的交接，進而達到消耗電能的效果。

2.2軟件結構

軟件結構作為變頻調速技術實現自動運轉的關鍵因素，具有功能服務、遠程控制以及預設邏輯等特點，具體表現為：首先，通常借助電控單元實現對變頻器的控制，電控單元主要包含控制電路與傳感器，傳感器主要作用于電氣設備狀態接收與傳輸;其次，借助終端對設備狀態進行識別，再以人工預設為標準，對狀態優良性進行判斷分析，再對控制電路發出指令，變頻器邏輯運轉;最后，結合實際工作需求，對邏輯機制進行補充優化，推動應用程序形成，實現軟件化發展。

3變頻調速技術在工業電氣自動化控制中的應用

3.1應用于數控機床

將變頻調速技術引入數控機床的功能應用當中，能夠最大程度減少資源、能源的損耗。這是從數控機床的實際工作情況加以分析的，數控機床在傳統運行過程當中會造成電源的大量消耗，這些能源消耗過度會導致數控機床的使用壽命下降。因此，將變頻調速技術與數控機床領域相結合，可以從多方面促進往常工頻在控制機床時的操作方式的有效轉變，保證機床的齒輪主軸速度在合理科學的限定和選擇范圍之內，使機床在工作過程當中能夠得到精準的維護和保養。從現階段數控機床中應用變頻調速技術的具體情況來看，除了資源能源消耗量的大幅減少，工廠企業所投入的成本在降低之外，數控機床應用的效率也得到有效的提升，更能滿足工廠企業發展的需求，展現了良好的應用效果。

3.2傳感器的運行應用

傳感器這一物理裝置的應用是構建工業電氣自動化系統的基礎要素之一，其在這一系統發揮的功能主要是能夠對信號源進行檢測。因此，在傳感器的應用過程當中同樣將變頻調速技術充分融入到其中。通過發揮傳感器的作用，能夠助力工作人員對機器以及其周圍的一些設備的參數信息進行全方位的收集，再加以分析和提取，從而獲得可供利用的轉速信息，與此同時，將這些所獲得轉速信息實時低發布到顯示器當中，最后工作人員及時進行整理，以便為進一步工作提供有力的數據支撐。

3.3變頻器的穩定運行

變頻調速技術應用于工業電氣自動化控制中能夠保證變頻器運行的穩定性，變頻器對于工業電氣自動化控制成效具有較大的影響，需要技術人員采取合理的手段措施，來保障變頻器在應用過程中的平穩運行。從當前的運用情況來看，受到部分電磁感應影響，變頻器無法正常發揮出使用功能，因而，在處理這個問題的時候，相關工作人員可以運用主線隔離和設備回路配線的手段來進行適當調整，如因外界強光、震蕩帶來的變頻器運行不良則可采取遮光措施來改善。

3.4發電系統應用

通常情況下，工業電氣自動化控制系統在運行時會更傾向于外部能源的傳輸方式，在這個傳輸過程當中，會給工廠企業的人力、物力還有其他資源投入帶來較大的損耗，因而為了有效解決這個問題，大部分工業電氣自動化控制系統在自身會帶有發電裝置，變頻調速技術能夠對這些發電裝置進行適當的調節，在其作用下，可以改善發電裝置中出現的運行偏差的問題，從根本上解決電流出現故障問題致使整個發電系統癱瘓的現象。

參考文獻

[1] 陳永青. 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]. 數碼世界， 2020， No.175（05）：277-277.

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