变频器在电机拖动及其控制领域的应用分析

摘要：经济的发展与进步为我国工业化进程的加速提供了有力条件，但同时为了满足日益增长的单位资源与技术需求，使得当下我国无论是工业生产能力还是电力供应均面临着较大的挑战。为应对愈发紧张的能源供给形式，我国电力产业也根据不同企业对于电能的需要设置了科学且合理的配比与供应参数。而作为常用电力设备，变频器在变频调技术的辅助下完成了电机拖动，尤其是在电机应用过程中产生的多种优势更是凸显其应用价值的主要表现，具有十分广阔的发展前景。

关键词：变频器;电机拖动;控制领域;应用

作为最为常见的电力设备中的一种，变频器在工业生产中出现的频率较高，不仅稳定性较强且能够表现出极佳的调速能力与使用精准度，保证了节能调速的设备活跃性。将变频器应用至实际的工业生产环节，在表现出无级调速优势的基础上，即使出现符合差异也能够最大程度的降低故障的发生风险，在保证其运行效率的同时保证其运行的安全性与节能性。通常情况下，变频器应用较多的地方为工厂或矿场，凸显其应用效果的关键在于多台电机的自由拖动，使得整体的拖动效率被极大提升，尤其是在相同功率的情况下，更为其后续维持良好的生产状态提供了基础条件。

1、变频器的工作原理与现状

1.1应用技术与范围

变频调速技术是变频器的核心技术类型，科学应用该种技术能够最大程度的降低其在运行过程中产生的污染并缩减能耗。其工作原理简单来说就是以工作需求与频率为依据，调整电机转速以及确保在转速被保证的前提下充分发挥电机工作效果[1]。通常情况下该种技术所对应的设备主要为具有变频功能的加点，或是一些特殊的以电力为主要驱动力的交通工具等。该种技术应用的广泛性使得其影响着日常生活的方方面面，因此对其应用过程进行深入研究与分析从而完善其应用流程具有重要意义。除了应用于日常生活中，变频技术在工业与采矿领域的应用也较为常见，工作过程中所应用的多种大型设备均包含变频调速技术，是维持其正常运转的关键因素。

1.2静止变频器

该种类型的变频器的应用主要集中在工业生产领域，主要的应用原理为在自控式变频技术的辅助下各类设备进行控制，只需将转子与电机的位置转变即可实现电机转速的变更，继而实现变频目标。选择静止变频器的主要原因不仅仅是其能够保证设备正常运行过程中的运行速度，更具有维护简单以及对电力系统运行影响小等优势，从根本上提高了其运行效率[2]。在实际的运行过程中，电机拖动状态可以分为低速与高速两种类型，两阶段的辅助工作为实现平稳变频提供了基础条件。需要注意的是，由于变频器的自身特殊性使得其对于使用频率有着固定要求，其对应的两个转换频率一般处于2.5至8赫兹之间。

2、变频器在电动脱机与控制领域中的应用

全压启动与减压启动虽然电机启动电流不同但均会远远大于额定电流，在一些特殊条件下，此时的电机功率损耗相较于正常状态将会有明显增大，同时会产生较强的电压波动，这也是在電力系统中，其所涵盖的设备时常会受到巨大冲击的主要原因。为降低这种不良现象的发生风险，电力部门在选择变压器时优先考虑容量较大的类型，但若长期采用此种方式将会造成较为严重的电机损耗，同时会导致浪费较多的能源，因此该种方法在应用时仍然有着较大的局限性，而将变频器引入到电力系统后，却能通过采用软启动方式将启动电流从零开始使其缓慢的匀速增长，继而避免出现由于电机启动瞬时电流过大而产生的功率损耗问题，为进一步将电机使用寿命延长奠定了基础[3]。虽然传统的变频器仍然具有磁通观测与速度观察等效果，但由于有多种参数的预知需求却仍然表现出了较为明显的不确定性。随着技术的更新与发展，变频器的功能也获得了进一步的改善，不仅能够根据各项参数的预先设置进行自动调整，同时由于该调整功能包含了多个类型，使得其在针对电力系统时也能够通过其中包含的不同参数对其进行深入分析与数据计算，为确保模型的应用准确性与电力系统的运行安全性提供了极大的帮助。

3、变频器的常用误区与解决措施

3.1节能效果强因此能够显著缩减电能耗费

虽然变频器由于其自身应用的特殊性使得其在节约能源方面有着极大优势，但其在设备应用过程中所表现出的节能效果却是相对而言，在多个应用领域中仍然有着多种限制。另外由于设备中的交流电机机械负载并不相同，互相之间有着较大差异的情况下使得并不是何种电机均可以实现变频器的自由调节，其最终的调节能力更是受到了多种类型的应用技术的限制，因此将其作为主要用于节能的方式显然不现实。以某化工厂为例，在没有充分掌握变频器应用特性的情况下，误认为只要装上了大批量的变频器就能够实现节省电能的效果，因此盲目投入资金在设备上加装变频器。但从实际情况来看，不仅节能效果极为不明显，且由于额外增添的变频器无论是对风量还是散热均有着严格要求，反而对设备的正常运行产生了不良影响。因此，变频器的选择和使用并不能盲目，需要结合设备的数据情况选择合适功率的变频器。另外需要控制购买数量，以免购买太多使得设备长期处于闲置状态造成资金浪费。在实际使用过程中也需要严格遵循使用规则，避免有暴力更改线路或是更改内部零件分布的现象出现。

3.2“大材小用”

变频器由于其应用优势较为明显，这就使得许多厂家在没有相关配套设施的情况下同样购买了大批量的变频器，并将其盲目加装在设备上，致使其中的绝大部分交流电机明明已经处于功率不足的状态，却仍然在变频器的限制下采取调速使用方式[4]。虽然应用该种方式无法获得期望的生产或是节能效果，但依然需要分不同的情况进行使用，尤其是在已经发现变频器功率与加装设备不匹配的情况下，只顾着在设备上加装电气或是变频器，不仅会影响其运行的稳定性，长此以往更会损耗使用寿命，增加无效的维护成本。以某建材厂为例，其内部应用的水电供应系统电机功率为38千瓦，但却在没有经过认真调查后擅自加装变频器。在这种情况下，电机由于处于缺相状态使得被烧毁。虽然后续将电机功率变更为45千瓦，但经过如此改装后不仅无法达到节约能源的目的，反而使得用电量相较以往有了极大提升。因此，只有根据实际情况整理出完整设备与变频器各项工作数据后，才能判断是否匹配。

3.3以价格作为选择变频器的首要依据

虽然变频器的应用随着时间的推移其频率也在逐渐提升，过程中表现出了极佳的应用与节能优势，但由于应用的生产工艺与各个厂家的技术能力不同，使得出厂的变频器也有不同的应用效果与使用质量。若应用了此种变频器，不仅使用过程中会出现大量的污染，且由于安全等级未达到国家标准使得其使用风险也有了极大的提升，继而无法凸显变频器的应用优势，延误生产进度。以某化工厂为例，其为了达到节能目的购买了一台无贴牌、无三包的价格较为低廉的变频器，在其使用过程中经常发现集尘袋的脉冲反冲系统失灵，无法展开后续的生产任务。直至变更了一台质量有保障的变频器，才真正解决了这一问题，但此时生产进度已经被严重延误。从这一实例可以看到，在对变频器进行选择时，需要以其质量与功能为基础的购买依据，其次才需要比对价格，确保变频器能够充分发挥其应用优势，避免出现不必要的损失。

结语

综上所述，随着科技的发展与进步，变频器在应用至各行各业后优势也在逐渐凸显，应用价值提升的基础上必然会使变频调速技术获得进一步的更新与完善机遇，为保证电力供应与使用的稳定性奠定坚实的基础。

参考文献

[1]樊勇.基于变频器的电机控制节能系统研究[J].科技创新导报，2017，1414：146-147.

作者简介：郭魏（1983-），汉，男，四川，中级，本科，化工自控系统或电机控制。