电气自动化控制中变频调速技术运用研究

姚守龙 张川 洛阳三隆安装检修有限公司

一、变频调速技术的应用原理

变频调速是电气自动化控制最关键的一项技术，其基本原理为利基于电机转速和工作电源输入频率的正比关系，利用电动机工作电源频率调整改变的方式，以此实现电机转速改变的作用。公式如下：

n =60 f（1-s）/p

其中，转速由n表示；输入频率由f表示；

电机转差率由s表示；

电机磁极对数由p表示。

通过上式可见，转速与供电频、电动机的极对数、转差率息息相关，无论改变供电频、电动机的极对数、转差率中的任何一个，都可以达到改变转速的作用。

二、变频调速技术在电气自动化控制的应用意义

（一）保障设备运行的效率和质量

设备的安全与稳定，对经营过程中是否能够达到安全生产、提升生产效率意义重大。设备是现代化生产的物质基础，是现代化程度和生产力发展水平的重要标志。也就是说，设备不稳定、不安全就没不会有现代化生产，因此，电动机等设备运行是否安全稳定与生产效率和质量息息相关。在电气自动化控制工作当中，合理应用变频调速技术，可以改善电气设备运行状况，保证电气自动化控制系统稳定运行。此外，根据电气设备的具体情况，适当调整变频调速技术，还能更好地满足设备运行的需求，提高各项工作的规范性、科学性，并能将电气自动化控制的优势充分显示出现，提高设备运行的稳定性，最终达到提质增效的目的。

（二）提升电气自动化控制技术水平

当前，我国已进入了工业4.0时代，随着社会经济的迅速发展，科学技术不断进步，工业化水平越来越高。工业生产作为带动国民经济增长的重要支柱型产业，对国家经济发展和社会稳定影响深远。与此同时，社会经济的不断进步，也给工业生产领域提出了更高的要求。为适应新经济新形势的发展需求，电气自动化控制技术也迎来了新一轮的改革与创新。变频调速技术的应用与发展，很大程度上推动了电气自动化的进步，进一步提高了电气自动化控制技术水平，且能满足当前我国“节能、减排”的能源发展理念，符合社会可持续发展观，对工业生产领域可持续发展意义重大。

三、变频调速技术在电气自动化控制中的应用要点

变频调速技术的应用效果与动化电气设备自身所能承受的最大负载关系密切，通常情况下，电气设备通过自动化控制系统可以达到超速与低速保护的效果。在电机运行过程中，通过大量保护装置能够对设备的运行状态进行全程监控，当发生故障之后，将立即发出警报，从而提醒相关工作人员及时找出故障、分析故障原因并采取有针对性的措施进行合理化解决。

目前，在电气自动化控制当中，变频调速技术主要在以下几方面应用，具体如下：

（一）变频调速技术在深度指示器保护中的应用

电气设备的稳定运行，可以保证生产活动有序开展，为此，在设备设施运行环节，必须准确、详细地进行参数分析，并做好各项设备设施的保护工作，这是保证生产效率和质量的根本条件。在电机设备当中，深度指示器是一种最常见的保护装置，对维护电气设备的稳定运行具有重要意义。一旦深度指示器发生故障，将不能起到保护效果，甚至还会影响其他保护装置，出现大量保护装置失效的情况。为此，必须重视深度指示器故障问题，保证其处于正常运行状态。在开发和设计深度指示器时，需要进行相应失效保护装置和模式的设置。在电机运行环节，变频调速技术的应用能够有效累计编码器采集的脉冲数信号，通过观察数据是否发生变化，相关工作人员便能判定出深度指示器的真实运行情况，了解是否存在故障问题。若发生数据异常，则说明深度指示器存在故障，根本无法发挥相应的保护作用，此时，需详细检查相应的设备设施，检查设备设施是否进入爬行区，并观察是否有相应报警信号发出。针对设备设施是否进入爬行区进行相应处理，保证设备设施始终处于良好的运行状态。

（二）变频调速技术在自适应电机模型单元中的应用

在电气自动化控制系统中自适应电机模型单元的构建与应用发挥着关键性的作用。在电机体系内，自适电机模型单元主要负责检测电机的电压和电流，进而准确获取并判断电机参数是否异常。作为极为重要的一个单元，电机模型能够直接控制电机转矩。在自适应电机模型单元中变频调速技术的应用，可以调查分析系统和设备的运行状况，并检验设备设施输入的电压参数，从而有效控制设备设施的运行状态，保证整个电气自动化控制系统运行稳定、安全。此外，根据电气自动化控制系统的运行状态，可以充分连接电动机模型与变频器，达到控制转矩的作用，当转速控制精度大于规范要求的情况下，可直接利用闭环转速进行反馈，最终将其控制在一个合理的范围内，保证设备运行正常，通过这种操作模式，能够将变频调速技术的优势充分体现出现，并能达到有效提升电气自动化控制技术水平的效果。

（三）变频调速技术在脉冲优化选择器中的应用

变频调速技术在脉冲优化选择器中的应用，是通过芯片加工信息，随后设计OFDM调制信号源，再进行模块编写组成电路，进而达到相应功能作用。比如，缓冲模块，插入循环前缀等。在检测模块功能效果的过程中，需要先进行信号源仿真，随后进行功能设计，在此环节，基于电解电容器离散性较高的特点，会出现电压承受值不等的情况，若无法采取很好的解决措施，将会对系统的有效运行造成极大影响，因此，必须提前解决离散性等弊端。一般可将并联电阻设置到电容器附近，防止损坏电路，同时还能达到减小及控制浪涌电流的效果。

（四）变频调速技术在转矩、磁通比较器中的应用

变频调速系统中转矩和磁通比较器是最主要的构成部分，通过分析对比的方式，能够获取准确的反馈值和参考值，且具有一定时间规律，通常情况下，为20s左右。通过滞缓调节器调整磁场和转矩，可以迅速、方便地了解转矩和磁通比较器的实际情况，便于更好地进行处理。此外，在变频调速技术应用中，还要保证选择的主电路和控制电路合理，能够有效输送电能，保证设备与变频器之间相互协调、转换灵活。

四、结束语

综上所述，电气自动化控制设备在运行过程中都会消耗大量能源、资源，不利于我国社会经济与生态环境和谐发展，传统工频技术不仅能耗大，且工作效率低。变频调速技术的出现，很好地弥补了传统工频技术的弊端，并能达到节能减排的目标，因此，大力推广与应用变频调速技术，对提高电气自动化控制水平十分有利。