探究变频调速技术在电气自动化控制中的应用

刘新

摘  要：变频调速技术在现代工业生产中应用非常关键，对于工业生产效率提升起到关键作用，并且有利于工业生产资源节约。当前，变频调速技术开始应用于电气自动化当中。文章作者对变频调速技术在电气自动化技术当中应用进行分析研究，文章阐述变频调速技术的基本原理和主要优点，并提出变频调速技术在电气自动化控制当中的具体应用。

关键词：变频调速技术;电气自动化技术;控制技术

中图分类号：TM921.51 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）36-0169-02

Abstract： The application of frequency conversion speed regulation technology in modern industrial production is very critical， plays a key role in improving industrial production efficiency， and is conducive to the conservation of industrial production resources. At present， frequency conversion speed regulation technology is beginning to be applied to electrical automation. In this paper， the author analyzes and studies the application of variable frequency speed control technology in electrical automation technology. This paper explains the basic principles and main advantages of frequency conversion speed control technology， and proposes the specific application of frequency conversion speed control technology in electrical automation control.

Keywords： frequency conversion speed regulation technology; electrical automation technology; control technology

電气自动化控制技术是当前工业生产过程中非常重要的技术，其提升工业生产机械的自动化控制水平，并对工业设备的生产效率提升起到促进作用。当前，为了进一步提升工业生产机械的自动化控制水平以及节能发展，在工业设备电气自动化控制系统当中还应用了变频调速技术，变频调速技术与电气自动化技术能够良好的结合应用，提升工业生产的生产效率。

1 变频调速技术的简要阐述

1.1 变频调速技术工作原理

变频调速技术具体是指通过电机转速以及电源的调整，从而实现对电机频率进行控制的目的。在电机正常工作的过程中，电源因素、电机实际转速以及磁极对数之间存在非常紧密的联系，其中电机的转动速度与电源的输出频率之间呈现正比例的关系，其公式为n=60f（1-s）/p，公式中;n-电动机转速;f-电源频率;s-转差率;p-电动机磁极对数。

从公式可以看出，将电动机的电源频率进行改革可以有效的调整电机的转速，从而实现电机工作效率的变化[1]。所以，变频调速技术正是根据这一原理进行工作，变频调速技术是可以根据不同的工作需求，对电机的工作频率进行调整，从而实现电机工作效率的提升。另外，将变频调速技术应用于电气自动化控制技术当中，就实现了对电机的自动化控制，从而实现整个工业生产的自动化控制效率。

1.2 变频调速技术的主要优势

变频调速技术在当前工业自动化生产中应用非常广泛，是因其有独特的优势，具体包括以下几方面内容;首先，应用变频调速技术有效的调整了电机启动的冲击。传统的电机启动为直接启动方式，直接启动方式在开机的瞬间会产生强大的电流和电压，从而对电机的电力系统以及电源造成损害，长此以往也会影响到电机的使用效率。而采用到变频调速技术之后，电机的启动方式发生转变为软启动方式，电机开启的过程中，对自身电源系统的损害相对比较小，对于电机而言也是一种保护。其次，变频调速技术的调速范围比较宽，使电机的使用性能更高。不同的电气系统以及机械系统应用到的电机结构也不相同，所以在实际的生产过程中，应该调整转机转速，其能够有效的提升电机应用性。而应用变频调速技术可以实现电机频率0Hz到几百Hz的调整，使一种电机适用于更多的应用场景。最后，应用变频调速技术之后，还可以实现电力资源的有效解决，根据不同的情况进行电机频率调整，电机的电力能耗也有所调整，所以根本上实现了电力资源节约。

2 变频调速技术在工业电气自动化控制技术当中的具体应用

2.1 V-F控制技术的主要应用

V-F控制技术是现代变频调速技术当中非常重要的一种，其具有非常良好的变频调速功能，在具体的调速工作中，V-F控制技术是通过控制电机电压来完成电机转速控制的。V-F控制技术也是一种压控振荡装置，在实际的电机工作中，电压决定了电源的工作效率，电源由于电机转速之间有十分紧密的联系，所以适当的对电压进行有效的调整，就能够保证电压发生变化，电压发生变化也会引起电机振荡频率发生变化，最终控制到电机的转速。在电气自动化控制过程中，与V-F控制技术能够有效的结合，自动化控制技术如PLC技术完全可以对电压进行有效的控制，从而实现V-F的精准控制，实现电机转速调整。

2.2 自适应电机模型模块的应用

自适应电机模型模块是当前电力系统当中应用常见的变频系统，其应用的主要功能是为了对电机的输入和输出电流和电压进行有效的检测，从而保证电机输入输出电流与电机的工作性能参数互相匹配。自适应电机模型模块是一种电气自动化控制模块，不仅能够对电机电压进行实时的检测，更是能够实现对电机转矩进行调整，调整转机转矩就能够在一定程度上实现电机转速的调整，实现自动变速功能。自适应电机模型模块是当前变频调速技术与现代化电气控制系统的集成引用，在自适应电机模型模块具体应用的过程中，其可以实现电机系统的变频调速精度在0.5%以上，不僅做到了变频调速的效率性，更是直接提升变频调速的精度。

2.3 减速区段的低速保护

在电气自动化控制系统当中，变调速技术的应用还体现在减速区间控制方面上[2]。在电气自动化控制设备正常工作的过程中，设备工作运行的稳定性是设备运行评价的重要指标，保证设备工作运行稳定才能够根本上保证设备运行更加高效。而为了保证设备运行稳定，在自动化控制设备正常工作的过程中，对设备电机进行减速区间控制是合理的对策，设备实现减速运动，合理的控制好电机转速就会在一定程度上优化设备的稳定性。在实际的变频调速技术应用过程中，变频设备与PLC设备结合监控速度取样，并对设备的运行速度安全值进行实时的监控对比，一旦发现设备在实际的工作中，将要达到转速临界值或者已经超过转速临界值的情况，要立即采用PLC智能电气自动控制技术对变频调速系统的工作进行调整，使整个电力设备呈减速区段趋势，通过有效减速的方法，来完成电气设备的保护。在电气自动化控制系统中应用变频调速技术，不仅可以对电气设备的工作运行效率进行一定的调整，更是可以实现整个电气设备的保护，保证电气设备能够高效稳定运行。

2.4 等速区间的超速控制保护

在变频调速技术在工业电气自动化控制当中应用时，电机拉动设备以及等速区间保护也是非常重要的应用内容，等速区间保护与减速区间保护应用原理相同，都是应用电气自动化技术对变频调速技术进行控制，从而实现电机工作运行速度的有效控制，从而实现对电机系统的保护。在电气设备长期使用的过程中，很有可能会出现电机拉动设备超载使用的情况，电机拉动设备超载使用情况下，电机自身的转速已经超过实际的界定转速值，在长期超速工作状态下，电机不仅会发生故障，电机的使用效率也会造成一定程度的影响[3]。同时，电机拉动设备也会出现工作故障问题，而采用变频调速技术与电气自动化技术进行结合应用，可以实现等速区间的超速控制，在实际的系统中设计电机和设备的运行速度不能超过最大工作速度的10%，一旦出现电机工作速度超过最大工作速度10%的情况，等速区间保护系统就开始自动实施保护措施，自动控制系统催动变速调整系统进行电机运行速度调整，保证电机在安全的运行速度之内，从而实现对电机以及电机拉动设备的保护。

3 结束语

本文笔者从等区间超速控制保护、减速区段低速保护、自适应电机模型模块应用以及V-F控制技术应用四个方面阐述变频调速技术在电气自动化控制技术当中的具体应用，希望能够对电气自动化控制技术的发展有所帮助。

参考文献：

[1]翟潘.变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用[J].绿色环保建材，2018，134（04）：235-235.

[2]申文斌.变频调速技术在工业电气自动化控制中的运用探究[J].建筑工程技术与设计，2018，000（005）：2583.

[3]蒲亮文.变频调速技术在电气自动化控制中的应用[J].电子技术与软件工程，2018，000（023）：111-111.