变频器调速技术在电气自动化控制中的应用              李海涛                                                  山东京博控股集团有限公司  256500

变频器调速技术在电气自动化控制中的应用              李海涛                                                  山东京博控股集团有限公司  256500

摘要:近年来，我国国民经济保持飞速发展，在此发展趋势下，许多行业都离不开电气工程，从全社会来看，电气工程呈现数量增多、规模扩大的趋势，为保障电气工程的质量与效益，企业必须采用全新的技术，严格遵守行业内的技术体系。长久以来，我国在电气自动化控制方面取得了显著的成效，特别是应用变频器调速技术后，有效地改变了控制系统高能耗情况，提升了系统的稳定性。未来的电气工程领域，有关人员还需持续研究变频器调速技术，以扩大该技术的应用范围。

关键词：变频器调速技术；电气自动化控制；应用

引言

在电气自动化控制领域内，运用变频器可以替代电网控制柜、空气开关等诸多模块，进而精简系统的运行流程，降低成本费用，节省能源资源，全面提升生产效率。可以采用变频器调节控制电气设备的功率。电气自动化控制时间实践中，设备功率过高时会运用高压供电，运行安全性明显降低，在这种工况下配合运用变频器能快速地把很多大功率电气设备的供电电压调节成低电压，进而提高电气设备现场使用的安全性，有益于延长设备的使用寿命。

1.变频器调速技术概述

变频调速技术应用部件主要包含自适应电机模型，是变频调速技术应用过程的核心；旋转力矩和磁通比较器，结合比较反馈值，通过调节器反馈扭矩和磁场的真实位置加以控制；优化脉冲选择器，有效控制处理芯片。变频调速系统的主体单元由变频主体、电抗器和辅助器件三部分构成。其中，变频器的主体单元主要由可控硅整流及一定数量的IGBT功率器件组成整体逆变器，进而实现对电动机的功率控制以及设备保护等。变频器则将输入段的交流电转换为直流电，随后通过设备内置的滤波电容和IGBT后，再次进行电流转换，进而为整个变频调速系统实现供电。

2.应用特点

1）变频调速节能。在变频调速技术的应用中，装置的速度与能耗成正比，功率与立方速度成正比。根据计算公式，设备的总效率保持不变。当流量减少时，速度降低，功率和其他功率之间的立方关系整体减小。2）功率因数补偿。设备总功率低时，出现电气设备加热问题和电路故障。当电气自动化功率降低时，相应的功率降低，整体效率下降，耗电时间增加。变频调速设备可有效调节设备功率，达到补偿系数，减少不必要的能量损失。3）软启动节能。电气自动装置启动时，启动电流通常是额定电流的5倍。常规变频调速设备中通常无法满足自动化要求，主要是因为此类设备用于变频调速的控制系数较低。变频调速技术可减少软启动过程中的电流损失，设备不需要高功率，可在短时间内有效停车或减速发动机，降低电流性能，降低设备整体转速。

3.电气自动化控制中变频调速技术的运用

3.1在深度指示器保护中的运用

现阶段，很多生产领域都实现了机械化作业，机械设备为生产中的关键要素，只有保障了各种机械设备的可靠运转，才能维持正常的生产作业，因此，对于这类型企业而言，必须强化设备设施的保护与控制。要提升设备保护水平，有关人员需全面分析设备运行中的状态或者参数信息。以工业企业为例，许多工业企业内配备了各种专业化设备设施，深度指示器在其中有着不可替代的作用，一旦深度指示器出现了异常，大部分保护装置将无法发挥其保护功能。因此，为解决这一方面的问题，专业人员在开发、设计深度指示器时，要考虑这一情况，设置失效保护装置或者模式，以提高深度保护器的工作可靠性。在这一过程中，变频调速为关键技术，当电机处于正常工作状态时，需累计编码器采集的脉冲数信号，如数据未发生明显变化，说明深度指示器并未正常工作，保护效力不足。如确定了深度指示器没有发挥其保护功能，企业就必须立即安排专人进入现场来检查有关的设备设施，特别是要检查有关的设备设施是否进入了爬行区，如确实进入了爬行区，深度指示器将会立即发送对应的信号，并展开有关的处理任务，但如未进入爬行区，深度指示器也会安排有关的制动任务，并及时发送报警信号提醒相关人员来处理异常情况。

3.2在电机组系统中的应用

对于电机转速的调控是变频调速技术应用的基本功能，现代工业生产中通常依靠电机组来为电气设备的运行和工业生产提供动力。将变频调速技术应用到电机组系统的运行中，能够有效保障电机组的运行安全。结合当前工业生产中电机组的运行情况，变频调速技术在电机组中的应用主要包括两种情况。第一种情况主要是指应用变频调速技术，能够基于电机组系统中联动装置的运行情况，对电机组系统运行中的线路进行科学布局。如果实际应用于工业生产的电机数量较少，变频调速器可以依据联动装置的运行情况，通过对电机转速的控制来调节电机组系统整体的运行电压，从而减少电机启动状态下和长时间运转过程中出现的电机负载较高的现象，避免这种现象影响系统整体运行的安全性和稳定性。另一种情况则主要是指在对电机组系统的电路进行配置的过程中，如果变频调速系统的运行情况刚好符合电机组系统运行情况下的数据标准，就可以直接用于对系统运行模块的划分。在这个应用的过程中，变频调速技术可以将电机组系统和电路中的独立部分集中起来，以主电路为载体，通过电压逆变的方式来实现系统运行中的能量传递。而在将变频调速器安装到自动化系统之后，自动化系统在运行中产生的电力参数能够直接在客户的终端界面显示出来。与以往应用的传统变频技术不同的是，变频调速技术的应用，能够以其更高的环境适应能力，克服用电高峰期对于电力参数的统计和分析困难，并结合电机组系统在用电高峰期的实际运行情况，完成系统运行模式的切换。基于用电高峰期对电网整体和电机组系统运行安全稳定性产生的影响，依据变频调速技术还能够采用仿真保护的方式，保障电机组系统的运行安全。

3.3PLC与变频器结合实现电气自动化控制的办法

变频器能以现场总线系统作为依托把相关信息完整地传送至PLC系统内，PLC专门执行通信管理的调控任务，PLC将信息转发至后台控制中心，DCS运用PLC联网至变频器，共同组成了过程控制系统，达到了对生产工艺过程的精准控制。PLC与变频器两者的结合应用是传统电气控制技术的革新形式，为电气企业稳定发展提供了技术支持。过往部分电气设备使用过程中潜在着诸多隐患因素，电气自动化控制水平长期未见提升，通过结合运用PLC与变频器，能显著提升电气设备运行的安全性、可靠度。当前，通常是利用计算机控制衔接PLC与变频器，这种连接形式有益于减少电气设备生产过程中电能损耗量，提升设备的运行速率，落实节能理念。

结束语

变频调速技术的应用，对提升工业电气自动化的控制水平具有重要的作用。结合当前我国工业电气自动化的发展情况来看，变频调速技术的应用仍然存在一定的技术限制，需要对变频调速技术的应用结构和装置性能进行创新优化，让其能够充分发挥在工业电气自动化发展中的安全保障和节能作用，从而推动我国整体工业水平的进一步提高。

参考文献

[1]倪浩瑀.浅析对电气工程及其自动化的基本认识[J].通讯世界,2018(11):199-200.

[2]田峰.变频调速在电气自动化控制中的运行思路探究[J].水力采煤与管道运输,2018(4):104-105.

[3]王珏，赵子剑，陈成波，等.基于变频调速技术在电气自动化控制中的运用分析[J].数字化用户，2019，25(22):216-220.

[4]马燕.应用变频调速技术的电气自动化控制方法探究[J].电子世界,2021(19):33-34.

[5]何亚福,郝祥山,苏彪.变频调速技术在电气自动化控制中的运用分析[J].锻压装备与制造技术,2021,56(4):75-77.