變頻調速技術及其在工業電氣自動化控制中的運用

張磊

摘要：在變頻調速技術出現之前，工業電氣自動化運作模式就已經實現，但早期運作當中，自動化控制系統的運作機制相對簡單，即依照統一邏輯，對電氣設備進行啟停控制，這種模式在實際工作，主要可以起到合理調配電氣設備運作時間，降低設備故障率的作用，但單純的啟停控制機制，會影響到工業單位的產能水平，由此可見早期自動化控制存在缺陷。那么在現代技術背景下，有學者提出了變頻調速技術在自動化控制當中的應用，在啟停控制機制上進行細化，盡可能保障“產能相對最大化”，同時兼顧降低故障率的能效。

關鍵詞：變頻調速技術;工業電氣;自動化控制

中圖分類號：TM921.51?文獻標識碼：A

引言

工業電氣可謂是促進國民經濟發展的核心要素，不但能對有關企業生產效率加以提升，還可大幅縮減企業發展所需成本。就變頻調速技術而言，將其適用于工業電氣自動化控制，不但可為企業安全生產予以保障，還能避免能源過度損耗及防范污染，減少人、物、財力等投入。可以說，變頻調速技術對工業電氣自動化控制具備顯著效用。基于此，本文探討了變頻調速技術在工業電氣自動化控制中的應用，這是具備顯著現實意義的。

1、變頻調速技術的概念

早在20世紀80年代的時候，變頻調速技術就已經被發明，由于它的應用能夠加快工業的生產效率，給工廠帶來更高的收益，所以火速風靡工業界，受到工業界的歡迎和重視。隨著時間的發展，變頻調速技術也有了很大改良，性能和功能有了很大提高，應用的范圍也越來越廣，不僅是在工業中應用范圍越來越廣，在其他的很多行業中都有了應用。現在，變頻調速技術已經有了不可撼動的地位。變頻調速技術在實際應用到工業生產時需要很多組成部件相互配合才能完成它的生產任務，保證生產過程穩定進行。變頻調速技術中有2個非常重要的部件，為了適應自動化設備的控制發揮著很大的作用。它們2個分別是自適應電動機模型單元和比較器，比較器有2種，轉矩比較器和磁通比較器這2種部件一個控制變頻調速技術在實際生產中順利的發揮功能，另一個負責監視，一旦在應用中出現故障，就可以立刻做出相應的解決措施，兩者相輔相成，幫助變頻調速技術在自動化控制中順利應用。

2、諧波危害及變頻調速技術分析

2.1諧波危害分析

諧波危害常發生在容量較小的電力系統當中，但此類電力系統最為常見，所以我們要重視諧波危害現象。具體來說，在諧波條件下，會導致供電線路電能損失量大幅度增加，即供電線路在電能傳輸過程當中會產生肌膚效應以及臨近效應，此時如果諧波進入線路，就會增加線路的電阻頻率，說明電能損失增加。此外，諧波危害與普通配電存在區別，即任何與工頻頻率不同的成分都屬于諧波，而普通配電的有效分量就代表了工頻頻率，因為兩者之間不兼容，所以一旦接觸就會形成危害。

2.2變頻調速技術分析

變頻調速技術是通過變頻器，對電氣設備的運作頻率、速度進行調制的技術，例如調節設備振動頻率、轉速等。在此前提下，因為設備如果在長期應用當中，一直保持高頻率與高轉速，那么就代表設備內部的溫度在逐漸上升，當溫度達到一定水平，就可能燒毀元件，出現相應的故障現象，所以通過變頻調速技術，可以有效避免這一點，使電氣設備運作更加合理，降低此類事故的發生，由此說明變頻調速技術在電氣設備控制中的作用。現代變頻器主要采用脈沖來進行控制，而為了確保控制效果，要重視脈沖儲量的選擇，關于這一點，應當根據控制電機的額定電流、實際運行中的最大電流值來進行選擇。此外，在諧波條件下，變頻器需要得到調整，由此可以適當降低諧波，如果“癥狀”較輕可以直接消除，在具體方法上，該文建議先測得諧波具體表現，隨后檢查變頻器接地，如果發現問題則進行調整，使系統有效地抑制外來干擾，或者適當縮短線路長度，由此避免線路交叉。綜上，可以起到一定的治理效果。

3、變頻調速技術在工業電氣自動化控制中的應用

3.1變頻調速技術為深度指示器設備提供失效保護預防措施

在工業電氣設備及整體生產系統運行過程中，會采取多種包裝措施，預防各類工業電氣設備出現運行故障等問題，提高系統運行穩定性。而在整體工業電氣生產系統中，深度保護器裝置的地位尤為重要。在深度指示器裝置出現運行故障時，會造成大范圍的設備連鎖反應，以及嚴重的經濟損失。因此，變頻調速技術也主要被應用于為深度指示器裝置提供失效保護預防措施。在裝置運行過程中，會定期對裝置在一定時間階段內所重復疊加的脈沖數信號進行獨臂處理，在處理過程中深度指示器裝置與數據信號沒有出現變化、且裝置存在運行狀態異常問題時，則表明裝置出現運行故障，及時采取相應故障預防措施、切斷裝置與其他工業電氣設備之間的聯系，并進行裝置故障預警。

3.2變頻調速技術在適應設備電機模型單元方向中的應用

變頻調速技術在適應設備電機模型單元方向中的主要應用原理為：對工業電氣設備的電流輸入頻率開展持續性、實時性監測，并在監測結果基礎上，對工業電氣設備的運行參數、狀態進行分析、確定。此外在工業電氣設備轉矩控制層面上，對設備運行參數及狀態的實時監測，也為其提供了準確的信息參考，進行轉矩控制。而這也是實現工業電氣設備閉環運轉的主要途徑之一。

3.3礦井指示器保護

眾所周知，煤礦井下的環境極為繁雜，需依靠多重保護機制保護工作中的電氣提升設備，為電氣設備良好運行予以支撐。此間，電子設備深度指示器極為重要，就煤礦井下作業期間，如果指示器難以體現效用，便會對整體電氣設備系統產生不良干擾，導致系統無法正常運行。而目前，可將變頻調速技術予以利用，經由調節變頻設備，對深度指示器有效檢查，且啟動工作電機，對周期內編碼脈沖實時疊加處理，將編碼器和器脈沖加以比較，將其為依據對設備可否良好運轉予以判定。若對比前后數據沒有較大出入，說明深度指示器具有缺陷，應立刻檢修變頻設備，確保檢修率契合標準。工業的實際生產中很多工藝復雜繁瑣，現場需要大量工人合作才能完成一定的生產任務，這樣容易造成加工現場混亂的場面。這樣如果僅僅依靠現場的工作人員對電氣設備進行控制，恐怕會因為各種復雜的因素做出錯誤的判斷，而變頻調速技術就不會有這方面的問題。

3.4減速區段低速控制保護

變頻調速技術適用于工業電氣自動化控制時，減速區間控制至關重要，可改善設備穩定控制效果。如果系統減速到設備臨界點，便應及時選擇相應控制保護舉措。同步選擇變頻、PLC設備，把兩者有效結合，監控速度，落實取樣工作。并對數據值、安全設定值等有效核對，以此保證減速區段系統沒有問題。如果速度與這一范圍不符，可面向系統中心作出安全警告，從而實時控制設備運行，以此保證系統減速控制調節效用得以體現。

結束語

概括而言，變頻調速技術借助其自身獨有的優勢特征在工業電氣自動化控制中獲取了極為寬泛的運用，不但可改善工業電氣自動化控制效率與質量，還能確保生產效益最大化。此次研究先對變頻調速技術進行了闡述，而后分析了變頻調速技術在工業電氣自動化控制中的應用價值，并對其實踐應用進行了探討，望以此為工業電氣自動化控制水平的提升予以參考。

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（作者身份證號碼：130183198401130159）