變頻調速技術在電氣自動化控制中的運用

曹招弟

（山東省紡織建筑設計院有限公司，山東 濟南 250013）

現如今，隨著科技的進步，交流電動機的調速性能變得越來越好，使得工業快速發展。大功率設備能夠很好地滿足工業生產需求，但是其耗電量過大，所以人們需要利用變頻調速技術調整電機輸出功率，從而滿足節能和經濟的要求。因此，有必要研究變頻調速技術在工業電氣自動化控制中的應用。

一、變頻調速技術在電氣自動化控制中的工作原理

在科學開展電氣自動化控制的過程中，技術人員可巧妙使用變頻調速技術，其運用的主要原理為軟啟動器的節能、功率因數的補償與變頻調速的節能等。一方面，依照變頻調速技術的主要原理，工作電源的輸入頻率與其電機轉速成正比，其等式為n=60f（1-s）/p，其分別為轉速、輸入頻率、電機轉差率與電機磁極對數等，通過電機工作電源頻率來改變其電機轉速。若電機整體的工作效率固定，當其控制流量逐漸縮小時，其轉速也會下降，繼而引發功率的減小。另一方面，當電氣設備處在低功率狀態下時，其設備會呈現發熱狀態，不同程度地增加了線路損耗，降低其內部的有效電能，縮減該設備的運用效果、使用壽命，也造成了極大的資源浪費，額外增加成本的同時會改變其運行效率。在使用變頻調速技術后可切實補償設備中的功率因數，繼而減少電能損耗。此外，一般來講，電氣設備的啟動方法多為Y/D 啟動或直接啟動，在進行啟動的一瞬間，其電流會快速超出額定電流，甚至會達到其數值的五倍以上，降低其使用壽命。若技術人員運用了變頻調速技術可提升啟動電流的穩定性，降低其給電網帶去的沖擊，繼而保障此類設備的自動化控制水準。

二、變頻調速技術的應用價值

（一）維護整體的系統化控制技術

在進行自動化控制技術中，合理、有效的應用變頻調速技術，可以全面保證電氣自動化控制水準的全面提升。因此，我國近年來在發展過程中，其自身的變頻調速技術各領域進行了全面應用，保障變頻調速技術能夠實現快速發展。就某種意義而言，可以促進我國經濟體系的全面建設，為我國工業生產力落實發展要求，促進社會經濟的長久發展。在變頻調速技術中，通過多樣性的融合，對變頻調速技術進行合理應用。

（二）完善變頻調速技術

就現階段的發展過程，可以得知在近期實踐運行過程中，可以對變頻調速技術進行控制。目前，我國工業生產建設具有非常重要的現實意義，為了有效保障對工業生產建設的維護，就必須推進其自動化進行合理控制。并利用變頻調速技術，實現完善。根據變頻調速技術的運作流程，對變頻調速技術的整體體系進行管控，保證變頻調速技術應用效果可以實現更加良性的發展方向。

（三）保障整體的設備有效運行

根據變頻調速技術分析，在進行發動機等相關設備運行時，需要維持穩定性及安全性，保護各工業生產的工作能夠實現穩定性，并將其作為重要基礎。因此，在調速技術中，可以根據電機自動化控制的工作效率以及質量，設定關鍵性因素。為了更好地保障工業生產的順利進行，可以使其電氣自動化控制設備能夠發揮出其自身的應有作用。在必要時，可以將變頻調速技術應用至合理的環節里，通過變頻調速技術，更好地將電器自動化控制在合理范圍內，以保障各設備能夠安全運行。此外，也可以根據電動機的實際運行情況，對變頻調速技術做出相關的優化以及改進，以保障設備的運行情況。可以有效促進各工作體系，實現全面的優化提升。

（四）提高自動化的技術水準

在電氣自動化工作過程中，通過合理應用，可以使電氣自動化的技術應用水準得到全面提升。且隨著我國科學技術的快速發展，我國變頻調速技術也得到相應的完善。因此，變頻調速技術在一定程度上，也可以促進我國工業的快速發展。根據相關的員工工作模式而言，變頻技術的合理應用，可以全面促進我國經濟快速發展，更好地實現我國經濟穩定發展的模式。降低能耗以及經濟，實現節能減排，促進我國環保事業的快速發展，引起相關人員的高度關注。

三、變頻調速技術在電氣自動化控制中的運用

（一）變頻調速的優缺點

1.優點。變頻調速具有四大應用優勢。一是啟動沖擊小。大功率電機啟動瞬間產生的強電流會縮短電機使用壽命，在電網沖擊下，電源電壓同樣會產生波動，從而影響電網內的其他設備。而變頻調速可以有效控制電機啟動頻率，大幅降低電機運行期間逐漸上升的電機轉速帶來的負面影響。二是調速性能好。變頻調速器具有較寬的調速范圍，調速動態響應非常快，因此在實際應用中可以完成多種場合的變頻調速工作。三是節約電能。通過改變電機轉速，人們能夠控制電機在適當的轉速下工作，從而達到節約電能的目的。四是適應能力強。變頻調速器通常會配置直流母線電容器，所以面對電網、電壓波動時，其往往具有較強的適應能力，即使運行期間發生電網、電壓下滑，也能在一定周期內保證失電時的運行質量。

2.缺點。變頻調速主要有兩大缺點。一是諧波污染。輸入側大多采用普通移相整流，因此在低頻情況下會產生較大的波形畸變，從而導致電網諧波污染。若沒有使用電磁隔離設備，電源波形就會受到影響。為了避免諧波污染，人們可以采用濾波器，保證運行效率。二是投入成本高。變頻調速器的功率器件成本相對偏高，而且不具備較高的耐壓能力，因此難以在高壓狀態下長時間運行。若采用電源降壓、調頻、升壓的運行方式，則會加速設備損耗，導致成本上升。

（二）變頻調速技術在電氣自動化控制中的運用

1.在發電系統中的應用。工業自動化技術必須對能源進行全面保障，依托于外界電源，使其供電能夠進行全面的應用。避免能源浪費，不利于企業的發展，提升企業的經濟效益。因此，在發電系統中應用變頻調控技術，可以使電氣自動化設備為整個系統提供有效的運行動能。但在發電系統的運行中，其復雜性較高。因此，在實際應用時有可能會出現一定的不相符現象，如電流輸出以及實際需求不相符，針對設備在運行過程中出現的問題，可以分析設備的問題現狀。例如，設備在運行中，其整體電壓有可能會出現供應不穩，導致整體設備出現短路等故障，對系統的正常運行產生不良影響。在系統運行中，根據系統變頻調速技術進行分析，可以就信號以及變頻調速機等進行全面控制以及預防，加強工業電氣自動化控制水平，保證整個運行系統安全。高效保障企業的全面發展，改善工作效率，結合現有的產品，全面落實技術人員的綜合模式。保障電力合理加大資源的利用率，確保電力控制系統安全、有效。實現資源節約、能源節約，使企業能夠得到有效發展。在工業電氣化調試技術中，促進成本，增加經濟效益。通過技術以及發電系統二者之間的融合應用，全面增加發電系統的穩定性。

2.在減速區段中的應用。針對整個減速區段，在應用過程中，必須通過變頻調速技術控制自動化的水準，完成該區段的運行穩定，以避免電氣自動化設備出現臨界值現象。根據整體的自動化控制系統，進行合理且高效的應用，可以確保在工作中，降低整個危險系數，增加工業安全性。例如，在調整中，利用PLC 與變頻設備，可以對減速曲線的特征進行掌控、監督，可以要求減速的時間段進行全面分析，找出問題成因。并給出合理的解決措施，完成安全值以及數據值的融合。此外，也可以在監控期間進行分析，如發現其數量以及預定不符，可以通過自身的安全閾值向系統中心進行記錄，必要時可發出警報，完成系統穿梭的全面調節。

3.控制等速區間。在正常的電氣企業中，電機設備的應用較為廣泛，此類設備運行的主要位置為等速區間，在使用變頻調速技術的過程中，借助相應的信息技術平臺可有效控制該設備的運行狀況，在電機拉動設備時，當其超速或過載運行時會發出相應的預警信號，從而對該區域起到切實的保護作用。通常來講，針對拉動設備的電機來說，其合理的工作速度需為此前設定的15%，若速率超出該標準數值，該系統的運行速度會減慢，會隔開設備內部的安全回路，利用緊急制動裝置來緩解其運行速度，繼而保障該區間的安全性。相關設備在正常運行時，保護裝置需進行科學設置，如控制設備運行速度，其速度要在10%內、密切關注運行期間的系統參數，確保該數值可維持設備的正常運行。

4.深度融合指示器保護失效。針對變頻調速技術而言，變頻調速技術在運行中，必須與工業設備進行連接，落實相關的保護裝置，并對其進行多種設置。通過相關的保護體系，依靠相關設備的實際運作，將其定位參考依據。在深度測試期中，產生作用非常重要。如果深度融合指示器無法正常運行，也會導致大部分深度融合指示器失去保護能力，在設計研發、深度學習中，教師需要根據深度支持器的功能，設置指示器的調整模式。以全面保證支持器的正常運行，可以起到優良的保障效果。而利用變頻調速技術，在相關信號開啟時，可以對編碼器的脈沖信號進行收集、整理，并就脈沖信號的整體數值進行分析。例如，針對脈沖信號，可以將脈沖信號采取分析判斷后，就整體的數據進行優化。如果采用活動數據出現任何變化，深度指示器自身均可以支持深度指示器的工作，失去應用效率。如整體的深度支持其失去效率，需要對設備進行全面檢測，以判斷設備是否進入爬行狀態。分析深度指示器的相關現狀。采取制動措施，并進行有效的處理。

（三）發展趨勢

當前，變頻調速技術表現出四大發展趨勢。一是智能化。交流電機的性能控制比較困難，但是因為神經網絡本身具有非常強大的信息處理能力，可以通過學習來解決很多復雜問題，所以人們可以通過神經網絡實現智能化變頻調速。二是高度集成化。如今，變頻調速裝置體積已經非常小巧，但是依然很難滿足使用需求，所以人們需要在保證變頻調速器性能不受影響的同時，通過集成電路工藝進一步提高其集成度，使系統的總體結構更加小巧、便捷，研究強弱電一體化的集成化智能電機。三是高頻化。變頻調速器的開關頻率可以對諧波起到抑制作用，從而優化系統性能，但是開關頻率的提升會加速器件損耗，影響變頻調速器的運行穩定性，所以人們需要優化電子器件，促使變頻調速器完成高頻化。四是軟開關化。硬件開關會影響變頻調速器的頻率和容量，而軟開關則可以有效降低變頻調速器開關期間元件的損耗，從而提升變頻調速器的運行質量。總而言之，在工業電氣自動化控制中，變頻調速技術的重要性毋庸置疑。變頻調速不僅能夠在工業生產中降低生產成本，還能夠有效提高各種電氣設備的運行穩定性。未來，隨著時代的發展，變頻調速技術會變得更加完善。

四、結語

綜上所述，隨著電氣自動化的廣泛應用，其能改進生產效率，降低生產成本，在采用變頻調速技術的過程中，可有效增強電氣內部各項系統的穩定，在保證產品質量的同時，促進企業的社會效益、經濟效益。