变频调速技术在工业电气自动化控制中的运用解析

刘利中

摘 要：在我国工业生产中合理控制电气自动化之中的变频调速技术，对于我国工业发展至关重要，因此应用变频调速技术在工业中广泛运用，在电机运行中应用其主要目的在于对能源的消耗有所降低，利用变频调速技术在电机上应用可以快速的转化电机的工作情况，使得电气自动化得到有效的控制，不仅适应我国节能减排的新形势，还可以有效促进工业电气自动化中的变频调速器得到全面发展。

关键词：变频调速技术；工业电气；自动化控制；运用探究

1 变频调速技术的内涵

变频控制技术主要集中在20世纪下旬，著名的德国学者提出的矢量控制理论，工业交流电机解耦模拟直流调速的原理，它的矢量变换，使交流调速性能达到直流调速技术的速度，在上世纪80年代，有一个德国学者提出的转矩控制理论，在矢量控制来降低相对繁琐的坐标进行合理的改造。这种方法的原理是根据逆变器的电压在工作中，对转子磁链和定子磁链之间进行有效的控制，从而对电机转矩进行控制。这种控制方法使用起来比较方便，操作也比较简单，对电机模型参数的要求也不是很高。由于频率控制的出现，其自身的特点和性能，决定了它比直流调速电机效果更好，通过增加频率控制的稳定性，在工业自动化领域中应用较为广泛的使用，同时具有实用性比较强，更适合长期发展科学技术，因此，频率控制将取代DC速度是科学技术发展的必然。

2 变频调速在工业电气自动化控制中的应用

2.1 在电机单元模型中的应用

变频调速在电机单元模型中的应用主要表现在以下几个方面：（1）变频调速系统能够根据电动机的电压与电流情况做出合理的判断，并通过数据采集的方式检测出自动化装置运行的基本参数。（2）变频调速系统会将数据第一时间报送到客户终端，并根据电流量进行规划，通过电机中磁体与轴承的转换方向来对应数值进行反馈，并设定调频的时间和速率。（3）在变频器的选择上，我们通常会以芯片功能的考察为主。结构优异的变频器能够根据系统中的传感信号对数据进行编码，并将每一部分与相应的电路模块相对应。（4）如果电机中出现电阻并联的情况，变频器可以将离散的部分集合起来，并对客户终端的数据传送结果进行分析，以体现阻值的均等性，达到节能的具体要求。

2.2 变频技术在电机组系统的应用

变频器技术在电机组技能系统中的应用主要包括以下几个方面：（1）系统能够根据联动装置的工作情况对整体线路进行布局。在电机数量较少的情况下，变频机可以与驱动装置联合，并对较高的电压进行调节，避免高负荷的现象发生。（2）在电路的配制方面，变频系统内部也可以参照标准的数据划分运行模块，并将每个独立的部分都集中到一个平台上，以主电路作为电网的调控系统，采取电压逆变的方式来传递能量。调频器与自动化系统的结合能够使电力参数在客户终端显示出来，并体现结构的灵活性调整。在用电高峰期，系统也能够根据设备的运动频率来达到模式切换的目的，并启动检测中心的仿真保护模式。

2.3 变频调速技术在工业节能方面的应用

变频调速技术在工业节能方面的效果非常显著。首先，在电机自动化系统启动时，变频感应器会将设备内所累积的缓冲脉波予以發布，并进入工作状态。如果超过了变频器中所限定的数值，客户终端会立即发出警示，并针对系统中所显示的结果来重新设定信号，实现速度的安全调控。最重要的是，变频器可以在电力系统中设定节点，以继电器作为控制中心，对电压回路进行规划。如果电压或电流超出了标准额定值的20%，则说明自动化系统的启动速率过高，出现了不必要的耗能情况。而变频器系统中的预警中心会进行警报，指示灯也将由绿色变为红色，提示工作人员进行重置。

2.4 变频器在自动化控制中的应用结果

经过变频器中数据的收集和电压的均衡制定规划，电动自动化的工作效率得到了提升。首先，在同样的能量消耗下，变频器技术的融入会使电动机启动更加快速，并有大于一般的电能储存在自动化设备中。但在传统的自动化机械运行中，还会出现能量负化的现象。其次，传统自动化驱动中心主要依靠电压的设定来完成，容易出现启动器失效等情况，消耗大量的电能。而变频系统的融入则可以规避这种情况，在制定电气参数标准的基础上对电力的流转过程进行监督。

3 变频调速在工业电气自动化控制中的具体案例分析

3.1 变频调速器的应用环境

变频调速系统的灵活性非常高。它能够根据电源运动频率进行调节，并在数据集合的基础上规划电机参数。如果电机设备的转动频率过高，系统内部会将信息反馈到监督平台中，并依照相应的指令进行调动，以达到灵活控制的目的。假定变频调速器的状态良好，其工作速度可达20ms，精度可达闭环转动率的95%。同时，自动化与变频系统相结合可以实现电能的优化。自动化驱动中心主要依靠电压的设定来完成，容易出现启动器失效等情况，消耗大量的电能。而变频系统的融入则可以规避这种情况，在制定电气参数标准的基础上对电力的流转过程进行监督。

3.2 具体应用案例

在电动机的整体规划过程中，设计者对调频器中的转矩比较器和磁通比较器进行完善。首先，根据两类比较器作用的不同设定参考数值。一般情况下，转矩比较器的转动时间为每次0.05s，磁通比较器的转动速度为0.02s/次。每个磁通感应器在一个节点处会出现一定的滞留时间。如果在电源接通的瞬间变频器的塑速率加快，则说明其电容和电池容量在限定的范围内，没有出现大幅度变化的情况。反之，则说明变频器的磁通感应中心的信息不灵敏。工作人员将变频器在自动化电动机中进行使用，并根据其中的引脚位置进行连接，得出以下结果：大容量变频器在电源启动时进行能量收集，其中80%的数据在服务终端会得到回馈，20%的电能则会消耗出去。电网将这部分能量储存起来，并选择一个单元进行电阻制动。变频调速技术的融入能够将耗能量较大的设备进行改进，并根据具体的情况做出合理有效的规划，实现节能的目的。

3.3 变频器在自动化控制中的应用结果

经过变频器中数据的收集和电压的均衡制定规划，电动自动化的工作效率得到了提升。首先，在同样的能量消耗下，变频器技术的融入会使电动机启动更加快速，并有大于一般的电能储存在自动化设备中。但在传统的自动化机械运行中，还会出现能量负化的现象。其次，传统自动化驱动中心主要依靠电压的设定来完成，容易出现启动器失效等情况，消耗大量的电能。而变频系统的融入则可以规避这种情况，在制定电气参数标准的基础上对电力的流转过程进行监督。最后，在电阻数值相同的电容器中，变频自动化装备的信号检测速度要比传统的自动控制技术高，平均每秒多出500条信息左右，具备了极高的灵敏性。因此，使用时可以通过输出功率的控制来达到电动机同步转动的目的，实现再生能源的存储，为能源的节约创造有利条件。

4 结束语

总而言之，变频调速技术是一项新技术，应用变频调速技术降低生产能耗，保证生产的安全和质量，满足电气自动化和控制的需要，给企业带来经济效益。在未来的调速器的设计，应该从实际出发，根据生产要求不断提高的功能，如果有必要，需要不断创新，在创新产品的改进，使其在工业电气自动化的应用不仅可以减少工业电气自动化系统能耗的变频器，但还可以有效地改善生产工艺条件，创造更多的便利条件，适应科学技术飞速发展的形势。

参考文献：

[1] 张静宇.变频器调速技术在风机系统节能中的应用[J].山东工业技术，2016（1）：65+217.

[2] 于良.对变频器工作技术原理及运用的研究[J].电子制作，2016（9）：64+66.

[3] 郑昭.浅谈变频调节技术在煤矿生产中的应用[J].低碳世界，2016（25）：78～79.