電氣自動化控制中變頻調速技術運用探討

(陜西省廣播電視大學寶雞市分校，陜西 寶雞 721000)

0 引言

電氣自動化控制技術正在不斷地進步和發展，運用在人們生活中的方方面面，為生活和生產帶來很多便利，但是電氣自動化控制設備普遍耗電量都比較高，消耗的資源也相對較大。為了解決這一高能耗的問題，就需要借助變頻調速技術，在提高整體效率和質量的同時又能夠降低整體的能耗，做到雙贏。變頻調速技術的運用還能夠避免一些傳統工頻技術的缺陷。

1 電氣自動化控制中變頻調速技術的重要作用

1.1 保障設備的高效運行

電機設備安全穩定的運行是各項工業生產能夠正常順利開展的基礎，也是保證整體工作質量和效率的關鍵。想要更好地推動電機設備的運行就要使用電氣自動化控制。引入電氣自動化控制設備后能夠促進電機設備更加高效地運轉，而變頻調速技術能進一步保證電氣自動化控制設備的運行，加強設備的穩定運行。變頻調控技術能夠根據設備的運行情況進行調整，時刻保證整體運行狀態的良好和穩定。

1.2 提高電氣自動化控制水平

變頻調速技術是我國今后改革發展的一個大趨勢，近年來變頻調速技術一直在發展和更新。變頻調控技術的引入能夠提高電氣自動化控制的整體水平，推動電氣自動化控制技術水平的進一步提高。而且變頻調速技術是能夠根據運行狀態來調整的一種調速技術，能夠按照實際運行的情況來降低能耗提升效率，達到節能減排的效果，是符合時代發展進步的一種技術。

1.3 推動變頻技術的運用

變頻技術能夠改變電源頻率來對電機轉速進行調整和控制，實現電氣自動化控制持續平穩地工作。目前最好的調速方案就是使用變頻器和節能變頻器進行自動化控制。變頻調速技術能夠直接進行自動化調速，實現對電機、電源的全面調控，而且還可以實現實時監控，通過電流大小來進行精確的調節，利用高效調速縮小誤差范圍。在電氣自動化控制中使用變頻調速技術能夠推動變頻技術更多地運用在工業生產中。

2 變頻調速技術的應用原理

2.1 變頻調速節能

電機在運行的時候轉速與流量的一次方成正比的關系，其中功率和轉速的立方也呈現正比的關系，通過計算可知，當電機的運行效率固定的時候，對流量的調節降低會導致轉速也成比例的下降，從而導致功率與其的立方關系整體降低。

2.2 功率因數補償

功率較低的時候很容易出現電氣設備發熱的情況，會增加相關的線損情況。而且當電氣自動化系統功率因素降低的時候，相應的有功功率也會隨之減少，這時整體效率就降低了，電能的損耗將會增大，設備的整體使用效能都將進一步降低，造成資源的浪費和成本的損耗。變頻調速器能夠有效調整功率因素，從而達到功率因數補償，減少無功損耗的情況發生。

2.3 軟啟動節能

自動化電氣啟動時的電流一般是額定電流的5倍，如果設備的電容量不足就會導致超額，長期也會降低整體電機設備的使用壽命。變頻調速技術在軟啟動中的應用可以有效降低啟動電流，設備可以不再需要高電容量，也減輕了電網沖擊，讓設備能夠延長使用的年限。通用的變頻器一般不能滿足自動化控制的要求，因為其內部控制系數要求不夠。變頻調速技術能夠讓電機短時間內實現停機或者減速的命令，還能夠減少相應的輸出頻率，降低整體的轉速，達到降低消耗功率的目的。而且當電機在進行減速的時候，轉子電流相位相反引起電動機的制動轉矩，如果使用大中型容量的變頻器，就需要利用電源再生單元來達到能量回饋，從而節能減耗；如果使用小型容量的變頻器，則是通過制動電路消耗電機的反饋能量。

3 變頻調速技術在電氣自動化控制中的運用

變頻調速技術的產生很好適應了電氣自動化控制的相關要求，所以也廣泛運用在電氣自動化控制中。相對于傳統的工頻技術，變頻調速技術要更加優秀，技術上也更加符合節能的整體發展趨勢，能夠彌補原來傳統工頻技術的許多缺陷，全面提升電氣自動化控制的水平。

3.1 自適電動機模型單元

變頻調速技術引入之后能夠對電動機的輸入電壓和電流等數值進行檢測，并且對電動機的各項參數進行識別。電動機模型單元是轉矩直接控制中重要的組成部分，引用變頻調速技術之后，轉速的精度控制超過0.5%，并且能夠進行閉環轉速反饋，達到有效運用的目的。而且自適電動機模型單元能夠對電氣自動化控制系統的工作情況進行了解，從而選擇出更加適合的閉環轉速。

3.2 脈沖優化選擇器

變頻調速技術在脈沖優化選擇器中的運用主要是通過芯片對信息進行一定的分析和處理，再對OFDM調制信號源進行相應的設計。同時，也能夠對五大模塊縮成的電路進行編寫，從而實現各大模塊所對應的相應功能。在進行相關操作的時候，很容易出現電解電容器容量離散性過高的情況，導致承受電壓不相等的情況。這種情況發生后會影響整個系統的有效運行，這時必須采取一些措施來緩解，最有效的就是在電容旁分別并聯阻值相同的均壓電阻。為了進一步保證整個系統的安全運行，往往還會對浪涌電流進行抑制，保證電路運行的時候能避免整流電路被燒壞。

3.3 深度指示器保護

深度指示器是電氣自動化控制中重要的組成部分，如果深度指示器發生相應的故障，將會導致保護裝置失效，無法檢測到危險的情況而引發重大的事故。所以在開發設計深度指示器的時候，都要設置好相應的保護裝置，保證它可以處于穩定安全的狀態，保持正常的工作狀態。引入變頻調速技術后，能夠對編碼器采集的脈沖數信號進行記錄，若數據沒有變化，則可以判斷出深度指示器已經出現了異常，就應該及時地對深度指示器進行檢查，解除它的異常情況，恢復其正常的運行狀態。

3.4 節能系統的應用

實體經濟被沖擊的現代社會，工業生產必須降低自身的能耗，減少投入高、產出少的情況。在嚴峻的環保環境下，工業企業也應該積極調整生產能耗，朝可持續性發展前進。變頻調速技術可以有效運用在發電機組節能系統中，對整個車間工作進行全面調動，減少生產車間內的電擊傷，為電機工作提供保護，而且也能夠跟蹤和驅動電機。

4 結語

變頻調速技術在電氣自動化控制中的運用是符合可持續性發展理念的。變頻調速技術的發展也必定會促進電氣自動化控制更好地發展，促進工業生產的技術革新，并給人們的生活帶來更多的益處。借助變頻調速技術，進一步提高電氣自動化控制的精度，化繁為簡的控制結構也更具有操作性，也將實現節能減耗的社會終極目標；并通過降低電氣自動化設備的能耗，進而降低生產成本，提高整體收益。