試論電氣自動化設備中PLC變頻節能技術的應用

張斌

摘要：隨著我國高新技術的不斷研發，當前PLC變頻節能技術的出現及應用對于電氣自動化的發展有著極為重要的影響。PLC變頻節能技術在電氣自動化領域的應用在很大程度上能夠提高電氣設備的使用效果、降低電氣設備的能耗。現代化發展的今天，節約能源成為各行各業發展的主題，因此電氣設備需要對PLC變頻節能技術進行全面的考慮，并選取合理的技術提高電氣自動化運行的效果，達到節能的目的。

【關鍵詞】電氣自動化設備;PLC變頻節能技術;應用分析

引言

電氣自動化設備對于能耗有一定的要求，一些電氣自動化設備的電能消耗比較大，造成生產中的能耗增大，整體的能耗成本也提高了。電能的消耗也需要付出一定的環境代價，因此，提倡要發展綠色低碳經濟，就需要不斷降低能耗，促進整體電氣自動化設備使用效率提升，變頻節能技術在研發設備中應用普遍，為了減耗生產過程中的能耗，越來越多的人加入到研究中。

一、變頻器及其節能原理

1.變頻器的組成結構

變頻器主要應用的是變頻技術以及微電子技術，主要是通過針對電機工作電源頻率的方式進行改變來實現對于交流電動機相關控制設備的有效控制，就變頻器的主要組成機構來看，包含了整流、逆變、濾波、檢測單元、驅動單元、制動單元等主要結構，其主要的工作方式是通過針對電源頻率進行改變，實現對于電源電壓的改變，按照電機的運行需要為電機提供相應的電源和電壓支持，實現智能變頻和調速目標。此外，在變頻器中，還包含了一些保護功能，可以實現過流保護、過壓保護、過載保護等。目前，變頻器在自動化生產和控制中的應用越來越廣泛，在提升電氣自動化設備的運行效率上具有顯著作用。

2.變頻器節能原理

就變頻器的節能原理來看，主要是通過電力半導體的通斷功能對于工頻電源進行頻率的調整和控制來達到對于設備電能控制的一種設備。目前市場中應用廣泛的變頻器主要采用的交流電-直流電-交流電的變頻控制模式，可以首先將工頻交流電源在整流器的作用下變成直流電源，在通過將直流電源按照一定的電壓和頻率的控制來為電機提供必要的交流電，保證電機的運轉，同時實現對于電能的節約。在變頻器的電流系統中，包含了整流、中間直流、逆變以及控制這幾個重要結構，其中的整流環節可以劃分為三相橋式不可控整流器，逆變部分可以分成IGBT三相橋式逆變器，并以PWM的波形進行輸出，中間的直流環節也可以根據濾波、直流儲能以及緩沖無功功率等實現。

二、電氣自動化設備中PLC變頻節能技術的應用優勢分析

PLC變頻節能技術在電氣自動化設備中的應用有著諸多方面的優勢，主要體現在操作方法簡便及使用后可靠性高兩個方面。可靠性方面的優勢主要體現在PLC變頻節能技術的應用依靠內部大面積集成電路加以實現，同時綜合應用了抗干擾處理工藝，這就很大程度上為電氣自動化設備在實際應用過程中提供了保障，這也是其高可靠性的體現。同時，PLC變頻節能技術在電氣自動化設備中進行應用時還能夠幫助提升電氣設備硬件部分的抗干擾性能，但需要針對電源、輸入電路等進行單獨的接口設置。電氣自動化設備相關操作人員還可以根據使用環境進行可編程控制器的密封處理，也可以根據外界干擾因素采取其他措施，其目的都是為了更好地保障PLC變頻節能技術在電氣自動化設備中的安全運行。除了可靠性外，PLC變頻節能技術在電氣自動化設備中的應用比較簡便，應用簡便也是PLC變頻節能技術應用的最大優勢。應用簡便主要表現在實際的應用過程中，PLC變頻節能技術自身便能夠實現對電氣設備的自動化控制，而不需要通過其他方面的電氣設備，連接使用上的簡便性在一定程度上還能夠提高電氣設備使用過程中的效率。此外，PLC變頻節能技術在應用過程中直接就可以實現對電氣設備的自動化控制，這也在一定程度上保障了電氣設備的控制效率，并降低了電氣自動化設備使用過程中的能耗。PLC變頻節能技術的應用簡便，相關工作人員不需要進行繁雜的設備操作，降低了工作難度，同時能夠較好地對工作區域進行控制，沒有繁多的設備裝置需要觀察，這也降低了工作人員的操作風險，失誤操作大大減少。

三、PLC變頻節能技術在電氣自動化設備中的具體應用分析

1.在架橋設備系統中的具體應用

就PLC變頻節能技術在架橋設備系統中的應用來看，其發揮的節能效益比較突出，架橋機作為當前高速鐵路建設中不可或缺的重要設備，其運轉時長長，需要隨時保持待機狀態，其中還涉及和很多電氣設備的關聯，整體的構成比較復雜，所以實際能耗也比較高。要針對架橋設備實施節能設計，是十分必要的，在架橋設備系統的節能設計中，首先要保證架橋設備運行的安全性，其次才是變頻節能技術的引入，保證在降低架橋設備系統整體能耗的情況下進行。一般情況下，架橋設備在啟動后相關負載情況就會隨之產生，這時候設備內部的電動機功率以及電流值就會不斷上漲，PLC變頻節能技術應用，能夠將設備系統的變動損耗值以及固定損耗值控制保持在同一標準，確保電機能夠保持良好的運行狀態，這一技術的應用原理是通過電頻機械動能以及三相交流變頻電壓控制，確保架橋設備需要的機械動能得到有效的發揮，借助控制芯片來確保機械動能能夠穩定釋放。

2.PLC變頻節能技術在風機中的應用分析

風機也是煤礦生產過程中所要使用到的重要器械，在礦井中風機的作用極大，風機的使用能夠保證礦井內部的通風換氣，同時由于礦井內部的情況不同對于風機的轉速也有著不同的要求，因此風機的使用必須結合井內的實際情況進行調整，才能夠符合使用的要求。由于風機的使用過程中不能對井下的實際工作情況進行監測，在速度設置等方面存在較大的缺陷，這就導致風機的使用往往不能夠及時地進行更新，需要經常性地進行維修，從而耗費了巨大的成本。基于此，PLC變頻節能技術的應用則顯得十分有必要，相關人員將變頻節能技術應用到風機的使用上，由此風機的使用更加節能有效，同時對于井內綜合情況也有了更深入的了解，能夠及時發現風速的變化，減少能耗。

3.在照明系統中的應用

照明系統是電氣設備的重要組成部分，為人們帶來光明。照明系統電能消耗過大成為擺在人們面前的難題，增加了經濟負擔。所以要在照明系統中引入PLC變頻節能技術，不僅有利于改善照明系統的實際運行效果，還可以最大程度地節省資源。在傳統的技術下，燈光長時間維持在一定的亮度。運用先進的技術可以使照明系統根據實際需求進行調整，減少了電力資源的浪費。充分發揮PLC變頻節能技術的應用優勢，改善傳統照明系統和技術的弊端，不斷提升照明系統的效果。PLC變頻節能技術在發展中不斷改進，拓展了應用范圍，獲得了更高的經濟效益。有關人員要加強對這方面的研究，加深PLC變頻節能技術的應用程度，促進照明系統的優化升級。

結束語

綜上所述，PLC變頻節能技術在電氣自動化設備中的應用研究具有重要意義。加強對PLC變頻節能技術的研究，將其有效運用在電氣自動化設備中，不斷提升設備的運行效率和質量。

參考文獻

[1]吳周亮.PLC變頻節能技術在電氣自動化設備中的應用研究[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2019（9）：119-120.

[2]張瓊.PLC變頻節能技術在電氣自動化設備中的應用研究[J].南方農機，2019，50（14）：165-166.

[3]李琦.PLC變頻節能技術在電氣自動化設備中的應用研究[J].電力與能源，2018（1）：66-68.

[4]魏文策，呂福才，王守成.PLC變頻節能技術在電氣自動化設備中的應用研究[J].卷宗，2018，8（34）：236.