工業電氣自動化控制中變頻調速技術的應用

隨著當今科學技術的不斷發展，工業自動化設備得到了越來越廣泛的應用，通過電氣自動化的逐步推廣可以確保相關領域生產效率得到有效提升，進而節省大量人力財力。而變頻調速技術的引入更加推動了工業電氣自動化的性能革新。相比于傳統的支流調速，變頻調速技術穩定性更好，實用性也更強，得到電氣自動化的廣泛應用。

電氣自動化;變頻調速技術;應用

變頻調速技術的工作原理是通過調整電源的輸出頻率，從而改變電機的轉速，達到自動變頻調速的目的。這項技術是由20世紀末的一位外國學者提出的，解決了電機的耦合問題。而隨著科技的不斷發展，這項變頻調速技術應用到更多的領域，它造價低廉、卻能產生極高的工作效率。

1.1變頻調速技術的原理

變頻技術是一項比較復雜的技術，根據其工作的具體要求，主要運用了磁極對數、電機轉速與電源之間的關系，可以將其定義概括為，式中的n代表電動機運作的速度，f代表電機輸出的頻率，p為電動機的磁極對數，電動機在工作過程中，主要通過編寫程序控制它的轉速與電源，以達到改變工作頻率，進而能夠實現對電機轉速進行控制的目標。變頻調速技術主要包括自適應電機模型、脈沖優化選擇器以及比較器等三部分構成，自適應電機的模型主要功能是對電動機工作的電壓、電流進行控制，以達到識別電機工作性質的目的，從而能夠有效控制電機的轉速，脈沖優化選擇器是根據電機工作范圍來選擇合適的工作信號，并在工作時對脈沖信號進行緩沖，使得在不同范圍的功能模塊能夠按照既定的功能工作，比較器模型主要是對轉矩與磁通的功能數值與正常情況進行比較，一般情況下，每隔20s比較一次，然后，通過比較的結果來判斷調節器的輸出或者磁場的轉變，進而能夠實現整個電氣設備的變頻調速控制。

1.2工業電氣自動化控制中變頻調速技術的優勢地位

1.2.1 工業電氣自動化控制中變頻調速技術能夠保證施工安全

從古代開始，工業生產一直可以說是一項高危的行業，工人在地下處于高壓狀態，再加上工作任務繁重，極易產生工作事故。但工業電氣自動化控制系統的出現，降低了工業生產過程中出現事故的幾率。在很多地方工業電氣自動化控制系統得到了應用，它能夠代替人工完成一部分工作，大大節省了工作的時間，提升了工作的準確精度，從而在極大程度上保證了施工的安全性。

1.2.2 工業電氣自動化控制中變頻調速技術的引入極大地提高了工作效率

當前的工業生產的過程中，單位時間的工作量雖然有所提升，工業生產事故發生的幾率在減小，但是當前仍然存在著。為解決這種現象，各種自動化控制系統應運而生。通過高度機械化的設備以及先進的現代化技術，大大的解決了這種現象，提高了工業生產的安全性，也大大降低了由于人工操作而造成的錯誤發生幾率，可謂是在當代工業快速發展的過程中起到了很重要的作用。此外，工人們的生命安全以及工作的環境都得到了提升，同時也可以保障工業生產的利潤，大

大的提升了工廠的經濟效益。

2.1變頻調速技術的特征

變頻調速技術之所以能夠在工業電氣自動化控制中得到日益廣泛的應用，這與其自身的優越性能是分不開的。首先，變頻調速技術具有造價低廉、生產效率較高的特點。這是由于通過相當長時期的不斷研發與改進，如今的變頻調速器所使用的所有零部件大都采用生產效率較高的工藝制造而成，例如低K制造工藝等。新型生產技術的引入能夠在更短的時間內完成設備生產，同時降低了其原有的生產成本。第二，為更好的滿足不能工業領域需求，變頻調速器實現了生產過程中的通用性，避免了不同地區、不同領域必須使用不同型號變頻設備的繁瑣，同時提高了變頻調速技術的可推廣性。第三，目前市面上較為常見的幾類變頻調速器性能仍處于逐步優化之中，以獨立式變頻調速器為例，其可以實現整流單元與逆變單元的一體化安置，大大提升了設備使用的便捷性，因而也得到了工業電氣自動化控制領域的廣泛認可。

2.2變頻調速自動化的適應電機模型單元

變頻調速對電機的自動化適應也即自適應電動機模型單元。在實際使用過程中，自適應電動機模型單元能夠對電動機的實時輸入電流（Ii）及實時輸入電壓（Ui）進行監測，所獲得的數值可用來確定相應電動機的設備參數。這些參數的獲得對于后期的轉矩控制發揮著十分重要的作用。通常情況下，變頻調速器能夠與其所控制的電動機實現直接關聯，從而實施轉矩控制。除此之外，還可通過工業電動機的運行過程中不同的精度采取相應的控制措施，并依據具體情況實施轉速調節。

2.3變頻技術在主要發電機組節能系統中的應用

節能生產是目前各生產商十分重視的一項設備性能，特別是對于部分高投入產出比的項目而言，通過變頻調速技術的使用，提高能源利用率、降低生產成本是十分重要的一項措施。通常情況下，在主要發電機組節能系統中引入變頻調速技術往往能夠取得較為理想的結果。獨立變頻器的使用能夠為生產車間的全面調控提供基礎保障，實際應用過程中，每臺電動機應配備獨立的一臺變頻器設備，對電動機的運行參數進行實時監測。

2.4變頻器正常運行的保障措施

變頻器在工業電氣自動化控制中若得不到合理的使用，則容易導致各種故障的發生，因此，必須采取科學的保障措施，方能確保變頻器的正常運行。例如，當變頻器受到其他設備電磁感應的影響而無法正常運行時，建議采取設備回路配線與主線分隔開的方式進行緩解;對于外界光線過強、震動劇烈等因素造成的變頻器運行異常現象，可以采取增設適當的遮光設施，以及安裝橡膠墊以減輕震動的方法降低外界環境對于變頻器運行的干擾。除此之外，不科學的人為操作也是導致變頻器異常運行的又一常見因素，因此，各生產企業還應注意提升設備操控人員及維護人員的業務水平，科學管理變頻設備，避免由于不合理操作而導致的設備運行異常等現象。

隨著現代控制技術與生產需求的發展，變頻調速技術得到了廣泛的應用，而集成電路技術與微機控制技術的發展，為交流變頻調速技術的發展提供了良好的物質基礎與技術條件，變頻技術的功率因數高，調速性能也比較良好，在未來的工業自動化設備中應用會越來越廣泛。

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姓名：許天陽（1989.6.24），男，河北定州人，漢族，碩士，助理工程師，技術員，電氣自動化方向。