電氣自動化控制中變頻調速技術運用研究

姚守龍 張川 洛陽三隆安裝檢修有限公司

一、變頻調速技術的應用原理

變頻調速是電氣自動化控制最關鍵的一項技術，其基本原理為利基于電機轉速和工作電源輸入頻率的正比關系，利用電動機工作電源頻率調整改變的方式，以此實現電機轉速改變的作用。公式如下：

n =60 f（1-s）/p

其中，轉速由n表示；輸入頻率由f表示；

電機轉差率由s表示；

電機磁極對數由p表示。

通過上式可見，轉速與供電頻、電動機的極對數、轉差率息息相關，無論改變供電頻、電動機的極對數、轉差率中的任何一個，都可以達到改變轉速的作用。

二、變頻調速技術在電氣自動化控制的應用意義

（一）保障設備運行的效率和質量

設備的安全與穩定，對經營過程中是否能夠達到安全生產、提升生產效率意義重大。設備是現代化生產的物質基礎，是現代化程度和生產力發展水平的重要標志。也就是說，設備不穩定、不安全就沒不會有現代化生產，因此，電動機等設備運行是否安全穩定與生產效率和質量息息相關。在電氣自動化控制工作當中，合理應用變頻調速技術，可以改善電氣設備運行狀況，保證電氣自動化控制系統穩定運行。此外，根據電氣設備的具體情況，適當調整變頻調速技術，還能更好地滿足設備運行的需求，提高各項工作的規范性、科學性，并能將電氣自動化控制的優勢充分顯示出現，提高設備運行的穩定性，最終達到提質增效的目的。

（二）提升電氣自動化控制技術水平

當前，我國已進入了工業4.0時代，隨著社會經濟的迅速發展，科學技術不斷進步，工業化水平越來越高。工業生產作為帶動國民經濟增長的重要支柱型產業，對國家經濟發展和社會穩定影響深遠。與此同時，社會經濟的不斷進步，也給工業生產領域提出了更高的要求。為適應新經濟新形勢的發展需求，電氣自動化控制技術也迎來了新一輪的改革與創新。變頻調速技術的應用與發展，很大程度上推動了電氣自動化的進步，進一步提高了電氣自動化控制技術水平，且能滿足當前我國“節能、減排”的能源發展理念，符合社會可持續發展觀，對工業生產領域可持續發展意義重大。

三、變頻調速技術在電氣自動化控制中的應用要點

變頻調速技術的應用效果與動化電氣設備自身所能承受的最大負載關系密切，通常情況下，電氣設備通過自動化控制系統可以達到超速與低速保護的效果。在電機運行過程中，通過大量保護裝置能夠對設備的運行狀態進行全程監控，當發生故障之后，將立即發出警報，從而提醒相關工作人員及時找出故障、分析故障原因并采取有針對性的措施進行合理化解決。

目前，在電氣自動化控制當中，變頻調速技術主要在以下幾方面應用，具體如下：

（一）變頻調速技術在深度指示器保護中的應用

電氣設備的穩定運行，可以保證生產活動有序開展，為此，在設備設施運行環節，必須準確、詳細地進行參數分析，并做好各項設備設施的保護工作，這是保證生產效率和質量的根本條件。在電機設備當中，深度指示器是一種最常見的保護裝置，對維護電氣設備的穩定運行具有重要意義。一旦深度指示器發生故障，將不能起到保護效果，甚至還會影響其他保護裝置，出現大量保護裝置失效的情況。為此，必須重視深度指示器故障問題，保證其處于正常運行狀態。在開發和設計深度指示器時，需要進行相應失效保護裝置和模式的設置。在電機運行環節，變頻調速技術的應用能夠有效累計編碼器采集的脈沖數信號，通過觀察數據是否發生變化，相關工作人員便能判定出深度指示器的真實運行情況，了解是否存在故障問題。若發生數據異常，則說明深度指示器存在故障，根本無法發揮相應的保護作用，此時，需詳細檢查相應的設備設施，檢查設備設施是否進入爬行區，并觀察是否有相應報警信號發出。針對設備設施是否進入爬行區進行相應處理，保證設備設施始終處于良好的運行狀態。

（二）變頻調速技術在自適應電機模型單元中的應用

在電氣自動化控制系統中自適應電機模型單元的構建與應用發揮著關鍵性的作用。在電機體系內，自適電機模型單元主要負責檢測電機的電壓和電流，進而準確獲取并判斷電機參數是否異常。作為極為重要的一個單元，電機模型能夠直接控制電機轉矩。在自適應電機模型單元中變頻調速技術的應用，可以調查分析系統和設備的運行狀況，并檢驗設備設施輸入的電壓參數，從而有效控制設備設施的運行狀態，保證整個電氣自動化控制系統運行穩定、安全。此外，根據電氣自動化控制系統的運行狀態，可以充分連接電動機模型與變頻器，達到控制轉矩的作用，當轉速控制精度大于規范要求的情況下，可直接利用閉環轉速進行反饋，最終將其控制在一個合理的范圍內，保證設備運行正常，通過這種操作模式，能夠將變頻調速技術的優勢充分體現出現，并能達到有效提升電氣自動化控制技術水平的效果。

（三）變頻調速技術在脈沖優化選擇器中的應用

變頻調速技術在脈沖優化選擇器中的應用，是通過芯片加工信息，隨后設計OFDM調制信號源，再進行模塊編寫組成電路，進而達到相應功能作用。比如，緩沖模塊，插入循環前綴等。在檢測模塊功能效果的過程中，需要先進行信號源仿真，隨后進行功能設計，在此環節，基于電解電容器離散性較高的特點，會出現電壓承受值不等的情況，若無法采取很好的解決措施，將會對系統的有效運行造成極大影響，因此，必須提前解決離散性等弊端。一般可將并聯電阻設置到電容器附近，防止損壞電路，同時還能達到減小及控制浪涌電流的效果。

（四）變頻調速技術在轉矩、磁通比較器中的應用

變頻調速系統中轉矩和磁通比較器是最主要的構成部分，通過分析對比的方式，能夠獲取準確的反饋值和參考值，且具有一定時間規律，通常情況下，為20s左右。通過滯緩調節器調整磁場和轉矩，可以迅速、方便地了解轉矩和磁通比較器的實際情況，便于更好地進行處理。此外，在變頻調速技術應用中，還要保證選擇的主電路和控制電路合理，能夠有效輸送電能，保證設備與變頻器之間相互協調、轉換靈活。

四、結束語

綜上所述，電氣自動化控制設備在運行過程中都會消耗大量能源、資源，不利于我國社會經濟與生態環境和諧發展，傳統工頻技術不僅能耗大，且工作效率低。變頻調速技術的出現，很好地彌補了傳統工頻技術的弊端，并能達到節能減排的目標，因此，大力推廣與應用變頻調速技術，對提高電氣自動化控制水平十分有利。