淺談工業電氣自動化控制中變頻調速技術的應用

羅桂東

摘? ? 要：目前，我國的科技發展十分迅速，自動化技術是社會發展的產物，工業領域電氣自動化控制趨勢越來越明顯，其中變頻調速技術應用率較高，并取得了良好的使用效果，推動了工業發展自動化步伐。本文簡要介紹變頻調速技術，然后重點分析該技術在工業電氣自動化控制中的運用，希望能為相關學者提供理論支持，為行業工作者提供借鑒。

關鍵詞：工業電氣自動化控制;變頻調速技術;概述;優勢地位;應用方案

1? 引言

工業作為我國重要的經濟支柱產業對國家的經濟發展和社會繁榮起到了重要的作用。提高工業生產效率，降低能源消耗會顯著提高工業企業的利潤和技術附加值，實現工業的健康綠色發展。利用變頻調速技術，能有效提高工業自動化生產中電機驅動效率，降低電能消耗，并提高系統的穩定性和電網適應性，在整體上提升了工業自動化系統的性能和可靠性。

2? 變頻調速技術的原理

變頻調速技術的應用原理主要依賴以下三個方面：比較器、脈沖優化選擇器以及自適應電機模型。其中比較器的功能主要是每隔20秒將對轉矩與磁通的功能數值和正常工作狀態下的數值進行一次比較，以對比得來的結果為檢測依據，判斷設備調節器的輸出或者磁場是否發生轉變，進而控制整個電氣設備的變頻調速。而脈沖優化選擇器則是將電機的工作范圍作為判斷工作信號是否適合的基礎，同時緩沖工作狀態中的脈沖信號，確保不同范圍的功能模塊正常運行，最后，對電動機在正常工作情況下的電壓和電流分別進行控制的是自適應電機模型，通過正確的識別電機工作的性質，達到有效控制電機轉速的目的。

3? 工業電氣自動化控制中變頻調速技術的具體應用

3.1? V-F控制技術

V-F控制技術是指保證輸出電壓與控制頻率成正比，使電機的磁通量保持一定，避免出現弱磁場和磁飽和現象。V-F控制模式主要應用于風機水泵類負載節能變頻器，由壓控振蕩器實現。V-F控制的原理是產生一種振蕩頻率電路，稱為壓控振蕩器，它是一種受電壓變化而產生電容變化的壓敏電容器。當電壓變化時，它的電容量就會發生改變。電容的變化會引起振蕩頻率的變化，產生頻率的變化，將此控制頻率用于輸出電壓的頻率，使被控制電機的轉速發生改變。

3.2? 電氣自動化控制方面

工業電氣自動化控制需要工作人員與機械設備良好配合，如果配合默契度較低，那么極易出現混亂控制現象，并產生復雜問題。電氣運行故障問題長時間得不到處理，極易影響工業安全性。有效運用變頻調速技術，在噪音屏蔽方面發揮抵御作用。換言之，電氣系統能夠得到可靠保障，取得電氣自動化控制的良好效果，最終能夠促進工業穩定生產。從變頻調速技術組成部分這一角度分析工業電氣自動化控制中技術具體應用，其中自適應電動機模型單元合理控制電動機轉速，盡可能發揮電氣化主體優勢，根據參數變化情況合理調節，促進生產任務及時完成。磁通和轉矩比較器在兩點式滯環調節器輔助下對比分析參數值以及反饋值，針對機械問題以及安全隱患，制定可行的處理對策。脈沖優化選擇器在信息處理方面發揮功能優勢，并對模塊性能功能準確驗證，以免電力系統受到影響。

3.3? 重視傳感器以及人工智能技術的引入

提到自動控制系統，那么便少不了傳感器這個概念。顧名思義，傳感器是檢測并且傳播信號等各項信息的一種物理裝置，工業電氣自動化控制中變頻調速技術也運用到了相關的傳感器技術。傳感器水平能否提升以及傳感器的應用是否合理，關系到工業電氣自動化控制中變頻調速設備能否正常運轉，也關系到關于工業電氣自動化控制中變頻調速的各項技術能夠得到快速高效地發展。傳感器可以搜集周圍的機器相關的參數以及信息，提取出所需要的轉速等信息，并將這些數據及時的匯報給顯示器，送到工作人員的手中。在當前的工業生產過程中，稍有不注意將會產生許多的問題，從而造成不可避免的損失以及危險。而傳感器利用搜集信息以及數據、傳遞數據的功能，并以它的準確性以及及時性，大大的降低了工業生產中失誤以及各種危險發生的幾率，也可以保證工業生產能夠更加順利地進行。此外，傳感器的實時性，它能夠時刻的監測并傳遞各種轉速等信息。這種功能對工業生產具有很重要的意義，畢竟在工業生產當中，時間都是萬分寶貴的。

3.4? 減速區段的低速保護

對減速區間的控制技術也是變頻調速技術良好運用不可忽視的組成部分。提升設備控制穩定性能的關鍵內容包括了對提減速區間的控制，在設備運行過程中，一旦系統出現減速，且到達了設備限定的標準，那么設備運行系統就需要進行變頻調速控制保護，相關操作人員應當在采用變頻設備的同時，結合PLC設備進行監控速度取樣，反復對比所得數值和安全設定值，以此來確定系統在減速區段是否存在異常情況，如果速度發生超越現象，設備將自動對系統中心發表安全警告，進而達到實時控制設備安全運行的目的，有效控制并對系統減速進行調節。

3.5? 數字控制技術

隨著計算機和電子信息技術的快速發展，數字控制技術成為了變頻調速技術未來發展的主流趨勢，數字控制技術計算速度快，控制精度高，能有效提升電機驅動性能和效率，同時降低了運行噪聲。此外，采用數字控制技術的變頻器體積會縮小很多，比傳統的矢量控制和直接轉矩控制具有更明顯的優勢。

3.6? 資源節約方面

工業生產以資源使用為條件，為生產活動提供適量資源，不僅能夠促進生產活動順利推進，而且還能避免資源浪費，從整體上降低生產成本。生產過程中除了控制資源用量之外，還需要監控設備運行狀態，了解各設備電能供應情況。一旦發現設備故障，應及時處理，以免影響整體生產進度，導致工業經濟效益受到損失。變頻調速技術的及時運用在電流配置方面發揮重要作用，在滿足電能需要的基礎上，提高電能資源利用率，以此降低生產成本。再加上變頻調速技術能夠全面監控設備運行情況，并傳遞零件規模適用性信息，實現工業經濟效益最大化，并提高設備利用率。

3.7? 在數控機床中的應用

變頻調速技術當前被廣泛應用在數控機床中，這項技術所帶來最大的優勢是能夠節約數控機床的運作所消耗的電能。數控機床的作用是對于各種復雜的零部件以及各種材料進行精準的加工工作，整個機床具有較大的工作量，在這項技術出現之前，數控機床運用的是恒流電機，通過不斷調整電機的傳速達到對于不同材料的制作的目的，這不僅造成了較高的能源損耗，而且還不能夠保證對于電機轉速的精準控制，此外對于加工的效率有很大程度上的影響。通過引入變頻調速技術，使得可供選擇的機床的齒輪主軸速度范圍減小，從而實現了對于轉速的精準控制。再加上可以通過對于轉速的調節，還能夠在機床上切割不同的材料，大大的提高了機床的利用率。

4? 結語

綜上所述，工業電氣是推動我國經濟發展的重要組成因素，它能提高工業電氣企業生產工作效率的同時，還能減少企業成本。自動化控制中的變頻調速技術不僅能幫助企業在進行工業生產相關工作時提高安全高效性，確保操作穩定性，還可以降低能耗與污染，節省人力物力財力等各方面的成本，從一定程度上承擔工業電氣行業企業需要承擔的社會責任。工業電氣使用的電動機在進行工業生產的過程中，由于正反向工作頻繁地、長時間地切換，極易導致電動機處在超負荷狀態中。而變頻調速技術可確保工業電氣電動機系統安全穩定的運行。因此，自動化控制中變頻調速技術對于工業電氣發展具有重大意義。

參考文獻：

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