变频调速技术在工业电气自动化控制中的运用探究

李福强

摘 要： 工业的产生和发展过程，代表着经济的发展历程。变频调速技术在工业电气自动化控制中有这不可替代的作用。变频调速技术能够大幅度的提高生产效率，适应节能降耗的发展，从而节约人力、财力。与传统的直流调速方式相比，变频调速技术的稳定性，实用性是前者不具备的。变频调速技术在节能的同时降低了成本，值得推广应用。

关键词： 变频调速;电气自动化;控制运用

【中图分类号】F4 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）20-0207-01

随着社会科学和技术的发展，应将先进和可靠的技术用于工业生产，以减少能源消耗。而工业自动化设备的安装可以产生更好的结果，自动频率控制技术具有良好的控制性能，可以在高功率和节能之间进行有效切换，同时还具备了其他特征。这种技术的正确应用满足了电气自动化控制的需要。工业事实证明，变频调速技术在工业电气自动化过程中非常有帮助，不仅节省了人力资源，还提高了生产的效率，取得良好的经济效益。

1 变频调速技术的内涵

20世纪中后期，德国著名学者提出矢量控制理论，标志着变频调速技术进入了快速发展时期。简单来说就是模仿直流调速原理，将工业交流电动机解耦，进行矢量变换，使交流调速性能对比直流调速技术来说能够更胜一筹。在20世纪80年代，另一位德国学者提出，当矢量控制减小时，需要对坐标进行合理的变换，此理论包含在转矩控制理论中。该方法的原理是在电压型逆变器工作时，对转子磁链与定子磁链的夹角进行合理有效的控制，从而实现电机的转矩合理运行。这种控制方法使用方便，操作相对简单，对电机模型的参数要求低。由于变频调速的出现，其自身的特性和性能决定了其对电动机的控制效果优于直流调速。通过对变频调速稳定性的不断提高，在工业电气自动化领域，变频调速技术得到了广泛的应用。同时，变频调速技术更实用，更适合长远发展。因此，在工业电气自动化控制的发展中，有必要用变频调速取代直流调速。

2 变频调速的相关特征

变频调速技术成本低，生产效率高。经过长期的研发和改进，变频调速技术中逆变器的所有部件均采用高效的生产工艺制造。采用新的生产技术，可以在短时间内完成设备的生产，降低生产成本，更好地适应不同工业领域的不同需求。目前，不同地区不同领域所使用的变频设备不同，这样极大的阻碍了变频调速技术的普及和发展。因此，变频设备的生产过程通用化，解决不同地区的使用问题的同时也提高了变频调速技术的普及率。目前，市场上的变频器主要是由主电路、整流器、平波回路和逆变器组成，就市场上的变频器而言仍需优化。

3 变频调速的重要性

随着电气自动化技术的发展，变频调速技术已融入到工业生产中。工业电气自动化技术需要各种领域来支撑，主要有信息技术、物理、化学、计算机、互联网、人工智能等多个领域。这项技术涉及我国各行各业的产业发展。在高新技术领域，电气自动化技术是一个重要的组成部分。实现电气控制和变频调速的自动化是十分必要的。在进行电气自动化的运行时，利用变频技术来降低能耗，根据实际情况，使用对应的变频技术，同时对新的变频技术进行开发，从而提高电气自动化控制系统的实际工作效率，让工业电气自动化能够快速实现。

4 变频调速技术的应用研究

4.1 自适应电机模型模块的应用

自适应发动机模型单元在调节变量转速方面起着重要作用。该模块在工业生产调试中的主要任务是确定发动机的输入电流和电压，使发动机参数满足输入电压的要求。此外自适应发动机模型可以直接驱动发动机的转矩控制。该模块不仅可以直接控制转矩，还可以实现受控发动机的转速控制功能。一般来说，频率控制技术的精度在精度超过0.5%时应采用闭环反馈控制发动机转速。自适应电机模型在工业电气自动化控制中极为关键，因为电气化是目前工业生产的主要组成部分，所以自适应电机模型的合理运用可以确保工业的正常生产。

4.2 脉冲优化选择器的应用机制

变频调速技术在工业电气自动化信息处理中所需要的芯片是Cyclone IIEP2C5Q208C8芯片，其信号源FPGA是基于OFDM（正交频分复用技术）调制设计的。如果要实现映射，需要编写五个模块来构成电路。根据信号源，对各模块的性能进行验证。最后，实现了软件仿真和FPGA硬件测试验证。在测试是会出现电压不同的情况，主要原因是电解电容器的容量分散性大。因此，需要在每个电容器旁并联一个电阻值相同的电阻，以消除其离散性，从而避免对系统造成较大影响。在电路中加入一些浪涌电流，以防止电路通电时烧毁。因为当它通过时，电路会因为电流过大而短路，然后整个电路就会烧毁，或者避免一些更严重的影响。

4.3 转矩与磁通比较器的作用与研究

磁链比较器和转矩比较器的工作任务是分别比较变频调速的反馈值和设定的参考值，以50Hz的频率进行比较，确保运行正常。而进行对比的方法主要是对比两点磁滞调节器获得输出磁场或转矩状态，而进行比较时通常会建立数学模型来分析，通过分析结果及时发现问题，将问题进行解决，避免安全事故的发生，同时分析的结果可以为后续的控制方式进行优化，为以后的变频调速技术的优化创新奠定基础。

5 结束语

综上所述，变频调速技术作为一项新的技术，有很多的不足需要相关的科技工作者来完善。在工业上运用变频调速技术实现电气自动化控制，降低了生产成本，带来了经济效益。在未来要对变频调速技术进行创新，设计调速器时要不断改进功能。总而言之，在进行快速生产的同时也要确保安全。变频调速技术的不断发展，让工业生产走向自动化的道路，降低资源消耗，符合现代要求。

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