变频调速技术及其在工业电气自动化控制中的运用

张磊

摘要：在变频调速技术出现之前，工业电气自动化运作模式就已经实现，但早期运作当中，自动化控制系统的运作机制相对简单，即依照统一逻辑，对电气设备进行启停控制，这种模式在实际工作，主要可以起到合理调配电气设备运作时间，降低设备故障率的作用，但单纯的启停控制机制，会影响到工业单位的产能水平，由此可见早期自动化控制存在缺陷。那么在现代技术背景下，有学者提出了变频调速技术在自动化控制当中的应用，在启停控制机制上进行细化，尽可能保障“产能相对最大化”，同时兼顾降低故障率的能效。

关键词：变频调速技术;工业电气;自动化控制

中图分类号：TM921.51 文献标识码：A

引言

工业电气可谓是促进国民经济发展的核心要素，不但能对有关企业生产效率加以提升，还可大幅缩减企业发展所需成本。就变频调速技术而言，将其适用于工业电气自动化控制，不但可为企业安全生产予以保障，还能避免能源过度损耗及防范污染，减少人、物、财力等投入。可以说，变频调速技术对工业电气自动化控制具备显著效用。基于此，本文探讨了变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用，这是具备显著现实意义的。

1、变频调速技术的概念

早在20世纪80年代的时候，变频调速技术就已经被发明，由于它的应用能够加快工业的生产效率，给工厂带来更高的收益，所以火速风靡工业界，受到工业界的欢迎和重视。随着时间的发展，变频调速技术也有了很大改良，性能和功能有了很大提高，应用的范围也越来越广，不仅是在工业中应用范围越来越广，在其他的很多行业中都有了应用。现在，变频调速技术已经有了不可撼动的地位。变频调速技术在实际应用到工业生产时需要很多组成部件相互配合才能完成它的生产任务，保证生产过程稳定进行。变频调速技术中有2个非常重要的部件，为了适应自动化设备的控制发挥着很大的作用。它们2个分别是自适应电动机模型单元和比较器，比较器有2种，转矩比较器和磁通比较器这2种部件一个控制变频调速技术在实际生产中顺利的发挥功能，另一个负责监视，一旦在应用中出现故障，就可以立刻做出相应的解决措施，两者相辅相成，帮助变频调速技术在自动化控制中顺利应用。

2、谐波危害及变频调速技术分析

2.1谐波危害分析

谐波危害常发生在容量较小的电力系统当中，但此类电力系统最为常见，所以我们要重视谐波危害现象。具体来说，在谐波条件下，会导致供电线路电能损失量大幅度增加，即供电线路在电能传输过程当中会产生肌肤效应以及临近效应，此时如果谐波进入线路，就会增加线路的电阻频率，说明电能损失增加。此外，谐波危害与普通配电存在区别，即任何与工频频率不同的成分都属于谐波，而普通配电的有效分量就代表了工频频率，因为两者之间不兼容，所以一旦接触就会形成危害。

2.2变频调速技术分析

变频调速技术是通过变频器，对电气设备的运作频率、速度进行调制的技术，例如调节设备振动频率、转速等。在此前提下，因为设备如果在长期应用当中，一直保持高频率与高转速，那么就代表设备内部的温度在逐渐上升，当温度达到一定水平，就可能烧毁元件，出现相应的故障现象，所以通过变频调速技术，可以有效避免这一点，使电气设备运作更加合理，降低此类事故的发生，由此说明变频调速技术在电气设备控制中的作用。现代变频器主要采用脉冲来进行控制，而为了确保控制效果，要重视脉冲储量的选择，关于这一点，应当根据控制电机的额定电流、实际运行中的最大电流值来进行选择。此外，在谐波条件下，变频器需要得到调整，由此可以适当降低谐波，如果“症状”较轻可以直接消除，在具体方法上，该文建议先测得谐波具体表现，随后检查变频器接地，如果发现问题则进行调整，使系统有效地抑制外来干扰，或者适当缩短线路长度，由此避免线路交叉。综上，可以起到一定的治理效果。

3、变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用

3.1变频调速技术为深度指示器设备提供失效保护预防措施

在工业电气设备及整体生产系统运行过程中，会采取多种包装措施，预防各类工业电气设备出现运行故障等问题，提高系统运行稳定性。而在整体工业电气生产系统中，深度保护器装置的地位尤为重要。在深度指示器装置出现运行故障时，会造成大范围的设备连锁反应，以及严重的经济损失。因此，变频调速技术也主要被应用于为深度指示器装置提供失效保护预防措施。在装置运行过程中，会定期对装置在一定时间阶段内所重复叠加的脉冲数信号进行独臂处理，在处理过程中深度指示器装置与数据信号没有出现变化、且装置存在运行状态异常问题时，则表明装置出现运行故障，及时采取相应故障预防措施、切断装置与其他工业电气设备之间的联系，并进行装置故障预警。

3.2变频调速技术在适应设备电机模型单元方向中的应用

變频调速技术在适应设备电机模型单元方向中的主要应用原理为：对工业电气设备的电流输入频率开展持续性、实时性监测，并在监测结果基础上，对工业电气设备的运行参数、状态进行分析、确定。此外在工业电气设备转矩控制层面上，对设备运行参数及状态的实时监测，也为其提供了准确的信息参考，进行转矩控制。而这也是实现工业电气设备闭环运转的主要途径之一。

3.3矿井指示器保护

众所周知，煤矿井下的环境极为繁杂，需依靠多重保护机制保护工作中的电气提升设备，为电气设备良好运行予以支撑。此间，电子设备深度指示器极为重要，就煤矿井下作业期间，如果指示器难以体现效用，便会对整体电气设备系统产生不良干扰，导致系统无法正常运行。而目前，可将变频调速技术予以利用，经由调节变频设备，对深度指示器有效检查，且启动工作电机，对周期内编码脉冲实时叠加处理，将编码器和器脉冲加以比较，将其为依据对设备可否良好运转予以判定。若对比前后数据没有较大出入，说明深度指示器具有缺陷，应立刻检修变频设备，确保检修率契合标准。工业的实际生产中很多工艺复杂繁琐，现场需要大量工人合作才能完成一定的生产任务，这样容易造成加工现场混乱的场面。这样如果仅仅依靠现场的工作人员对电气设备进行控制，恐怕会因为各种复杂的因素做出错误的判断，而变频调速技术就不会有这方面的问题。

3.4减速区段低速控制保护

变频调速技术适用于工业电气自动化控制时，减速区间控制至关重要，可改善设备稳定控制效果。如果系统减速到设备临界点，便应及时选择相应控制保护举措。同步选择变频、PLC设备，把两者有效结合，监控速度，落实取样工作。并对数据值、安全设定值等有效核对，以此保证减速区段系统没有问题。如果速度与这一范围不符，可面向系统中心作出安全警告，从而实时控制设备运行，以此保证系统减速控制调节效用得以体现。

结束语

概括而言，变频调速技术借助其自身独有的优势特征在工业电气自动化控制中获取了极为宽泛的运用，不但可改善工业电气自动化控制效率与质量，还能确保生产效益最大化。此次研究先对变频调速技术进行了阐述，而后分析了变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用价值，并对其实践应用进行了探讨，望以此为工业电气自动化控制水平的提升予以参考。

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（作者身份证号码：130183198401130159）