电气自动化控制中变频调速技术运用探讨

(陕西省广播电视大学宝鸡市分校，陕西 宝鸡 721000)

0 引言

电气自动化控制技术正在不断地进步和发展，运用在人们生活中的方方面面，为生活和生产带来很多便利，但是电气自动化控制设备普遍耗电量都比较高，消耗的资源也相对较大。为了解决这一高能耗的问题，就需要借助变频调速技术，在提高整体效率和质量的同时又能够降低整体的能耗，做到双赢。变频调速技术的运用还能够避免一些传统工频技术的缺陷。

1 电气自动化控制中变频调速技术的重要作用

1.1 保障设备的高效运行

电机设备安全稳定的运行是各项工业生产能够正常顺利开展的基础，也是保证整体工作质量和效率的关键。想要更好地推动电机设备的运行就要使用电气自动化控制。引入电气自动化控制设备后能够促进电机设备更加高效地运转，而变频调速技术能进一步保证电气自动化控制设备的运行，加强设备的稳定运行。变频调控技术能够根据设备的运行情况进行调整，时刻保证整体运行状态的良好和稳定。

1.2 提高电气自动化控制水平

变频调速技术是我国今后改革发展的一个大趋势，近年来变频调速技术一直在发展和更新。变频调控技术的引入能够提高电气自动化控制的整体水平，推动电气自动化控制技术水平的进一步提高。而且变频调速技术是能够根据运行状态来调整的一种调速技术，能够按照实际运行的情况来降低能耗提升效率，达到节能减排的效果，是符合时代发展进步的一种技术。

1.3 推动变频技术的运用

变频技术能够改变电源频率来对电机转速进行调整和控制，实现电气自动化控制持续平稳地工作。目前最好的调速方案就是使用变频器和节能变频器进行自动化控制。变频调速技术能够直接进行自动化调速，实现对电机、电源的全面调控，而且还可以实现实时监控，通过电流大小来进行精确的调节，利用高效调速缩小误差范围。在电气自动化控制中使用变频调速技术能够推动变频技术更多地运用在工业生产中。

2 变频调速技术的应用原理

2.1 变频调速节能

电机在运行的时候转速与流量的一次方成正比的关系，其中功率和转速的立方也呈现正比的关系，通过计算可知，当电机的运行效率固定的时候，对流量的调节降低会导致转速也成比例的下降，从而导致功率与其的立方关系整体降低。

2.2 功率因数补偿

功率较低的时候很容易出现电气设备发热的情况，会增加相关的线损情况。而且当电气自动化系统功率因素降低的时候，相应的有功功率也会随之减少，这时整体效率就降低了，电能的损耗将会增大，设备的整体使用效能都将进一步降低，造成资源的浪费和成本的损耗。变频调速器能够有效调整功率因素，从而达到功率因数补偿，减少无功损耗的情况发生。

2.3 软启动节能

自动化电气启动时的电流一般是额定电流的5倍，如果设备的电容量不足就会导致超额，长期也会降低整体电机设备的使用寿命。变频调速技术在软启动中的应用可以有效降低启动电流，设备可以不再需要高电容量，也减轻了电网冲击，让设备能够延长使用的年限。通用的变频器一般不能满足自动化控制的要求，因为其内部控制系数要求不够。变频调速技术能够让电机短时间内实现停机或者减速的命令，还能够减少相应的输出频率，降低整体的转速，达到降低消耗功率的目的。而且当电机在进行减速的时候，转子电流相位相反引起电动机的制动转矩，如果使用大中型容量的变频器，就需要利用电源再生单元来达到能量回馈，从而节能减耗；如果使用小型容量的变频器，则是通过制动电路消耗电机的反馈能量。

3 变频调速技术在电气自动化控制中的运用

变频调速技术的产生很好适应了电气自动化控制的相关要求，所以也广泛运用在电气自动化控制中。相对于传统的工频技术，变频调速技术要更加优秀，技术上也更加符合节能的整体发展趋势，能够弥补原来传统工频技术的许多缺陷，全面提升电气自动化控制的水平。

3.1 自适电动机模型单元

变频调速技术引入之后能够对电动机的输入电压和电流等数值进行检测，并且对电动机的各项参数进行识别。电动机模型单元是转矩直接控制中重要的组成部分，引用变频调速技术之后，转速的精度控制超过0.5%，并且能够进行闭环转速反馈，达到有效运用的目的。而且自适电动机模型单元能够对电气自动化控制系统的工作情况进行了解，从而选择出更加适合的闭环转速。

3.2 脉冲优化选择器

变频调速技术在脉冲优化选择器中的运用主要是通过芯片对信息进行一定的分析和处理，再对OFDM调制信号源进行相应的设计。同时，也能够对五大模块缩成的电路进行编写，从而实现各大模块所对应的相应功能。在进行相关操作的时候，很容易出现电解电容器容量离散性过高的情况，导致承受电压不相等的情况。这种情况发生后会影响整个系统的有效运行，这时必须采取一些措施来缓解，最有效的就是在电容旁分别并联阻值相同的均压电阻。为了进一步保证整个系统的安全运行，往往还会对浪涌电流进行抑制，保证电路运行的时候能避免整流电路被烧坏。

3.3 深度指示器保护

深度指示器是电气自动化控制中重要的组成部分，如果深度指示器发生相应的故障，将会导致保护装置失效，无法检测到危险的情况而引发重大的事故。所以在开发设计深度指示器的时候，都要设置好相应的保护装置，保证它可以处于稳定安全的状态，保持正常的工作状态。引入变频调速技术后，能够对编码器采集的脉冲数信号进行记录，若数据没有变化，则可以判断出深度指示器已经出现了异常，就应该及时地对深度指示器进行检查，解除它的异常情况，恢复其正常的运行状态。

3.4 节能系统的应用

实体经济被冲击的现代社会，工业生产必须降低自身的能耗，减少投入高、产出少的情况。在严峻的环保环境下，工业企业也应该积极调整生产能耗，朝可持续性发展前进。变频调速技术可以有效运用在发电机组节能系统中，对整个车间工作进行全面调动，减少生产车间内的电击伤，为电机工作提供保护，而且也能够跟踪和驱动电机。

4 结语

变频调速技术在电气自动化控制中的运用是符合可持续性发展理念的。变频调速技术的发展也必定会促进电气自动化控制更好地发展，促进工业生产的技术革新，并给人们的生活带来更多的益处。借助变频调速技术，进一步提高电气自动化控制的精度，化繁为简的控制结构也更具有操作性，也将实现节能减耗的社会终极目标；并通过降低电气自动化设备的能耗，进而降低生产成本，提高整体收益。