變頻調速技術在電氣自動化控制中的應用

董鵬

摘 要：變頻調速技術發展速度很快。近年來，這項技術已廣泛應用于電子自動控制領域。這項技術的應用，使大部分電動自動控制機械裝置達到節能減排的目的，以數控機床機床為例，利用這項技術簡化數控機床機床的結構，從而減少使用金屬材料。首先介紹了變頻調速技術。其次，闡述了變頻調速技術的優點。 最后，通過對數控機床機床的研究，探討了該技術在電氣控制中的應用，以期為變頻調速技術的發展提供參考。

關鍵詞：變頻調速技術;工業;電氣自動化;控制

前言：

工業電動自動控制設備大部分用于耗電量大，而且耗材也較多，以數控機床為例，相關人員為了有效解決這一問題，往往采用工頻法，雖然這種方法有一定的效果，但由于其弊端明顯，所以不提倡使用，通過研究，相關人員在數控機床機床上采用變頻調速技術，其效果非常好，不僅避免了工頻技術的弊端，而且還提高了操作效率和質量。

一.變頻調速技術的特征

變頻調速技術是為了滿足工業生產的需要，并且通過多年的研發而成，因而具有自身顯著的特征，對整個工業領域的運行發展有著重要意義（變頻調速器所有的CycloneII器件都運用300mm晶圓，制造的時候采用TSM C90nm、低K 工藝，從而不僅制造速度快，還能夠達到節約成本，降低造價的目的（該技術在設計的時候，還使用了最小化的硅區，在支持復雜的數字系統當中，只需要用一個芯片即可。這樣既能夠滿足使用要求，還可以降低成本，成本僅相當于使用一個專用集成電路的成本。對高性能通用變頻器來說，它的主要目的是為了滿足不同工程的需要，其中，硬件結構主要包括：獨立式變頻器、公共直流母線式變頻器、帶能量回饋單元變頻器。而在獨立式變頻器中，能夠將整流單元和逆變單元放在一個機殼內，該技術在具體應用中較為廣泛，并且效果良好。

二.變頻調速技術概述

使用該技術需要幾大部件，這幾個部件的功能不同，但是相互結合，所以每一個部件的作用都不能忽視。其主要部件如下：

第一，自適應電動機模型單元。這是變頻調速技術中最重要的部件，其主要功能就是查看電動機中的電壓以及電流等參數是否正常，進而全面掌握電動機的所有參數，為后續工作提供參數依據。這個部件的作用十分重要，它能夠直接進行轉矩控制，如果轉速精度超出規定的范圍，它會反饋給相關人員，從而提高其應用效果。

第二，轉矩和磁通比較器（這兩類比較器的作用是將反饋值與參考值分別進行對比，并且每20ms比較一次（比較完成后，通過滯環調節器輸出轉矩或者磁場狀態，從而能夠及時掌握轉矩狀態和磁場狀態，為采取相應的措施提供依據。

第三，脈沖優化選擇器（具體應用時可選用CycloneIIEP2C5Q 208C8芯片處理信息，選擇完成之后，設計O FDM調制方式的信號源，并編寫5個模塊組成的電路，分別實現不同的功能，主要包括星座映射*FFT*插入循環前綴*緩沖模塊*D/A功能。

三.變頻調速技術及其在工業電氣自動化控制中的應用

變頻調速技術的優勢我們已經有所了解，也正是因為它有這些優勢，才得到了電氣自動化控制人員的青睞，將其應用在其中，其優勢也更加的凸顯出現，但是在實際的應用過程中，發現也需要對其進行進一步的優化，這樣才能確保電氣自動化控制的質量，接下來，筆者就詳細的介紹其具體的應用。

1.應用案例。本文選擇是該技術在數控機床中的應用案例，在這個案例中應用該技術的主要目的就是為了完成節能改造，因為數控機床傳統的技術需要耗費很多的電能，無論是對企業，還是數控機床自身都是一種損失，為了減少這種損失，提高企業的整體經濟效益，數控機床人員經常使用的方式是工頻運行，雖然這種方式有一定效果，但是其劣勢也比較明顯，比如齒輪主軸速度可供選擇的范圍過大，這樣就不能對其進行精細控制，特別是恒線速度，再加之，在使用該技術的過程中，也不能完全保證機械從始至終都能夠安全穩定的運行，因此要時時對機械設備進行維修，尤其是離合器;另外雖然使用的主軸屬于直流型，這種類型的注重最大的優勢就是可以進行無級調速，但是卻為后期維護工作帶來了問題，而且在運行的過程中，主軸的最高轉速，根本不能達到，所以其總體效果并不好。因此相關人員決定使用變頻調速技術，希望能夠取得預期的效果，達到降低電能損耗的目標，進而減少企業成本支出。決定使用該技術之后，數控機床人員經過商討確定了使用方案。

2.應用效果。使用該技術不僅避免了使用工頻技術的劣勢，還提高了機械工作的速度，另外機械消耗的能源也有明顯的下降，減少了企業成本的支出，其使用效果非常好。變頻調速技術主要針對數控機床的結構、功能等多方面，所以效果比較好。因為使用該技術，數控機床自身的結構得到了優化，所以能夠節省大量的金屬材料，再加之，使用該技術之后，機械操作與原來相比比較簡單，這就降低了機械損耗的程度，也減少了機械維修的次數;而且使用該技術之后，數控機床控制范圍有所擴展，無論是控制精度，還是控制效率都得到了有效的提高，最關鍵的是，該技術的使用提高了數控機床加工質量，其生產效率與傳統的方法相比，有所提高，這對企業，甚至是整個數控機床行業來說，都有積極的意義。

四.結語

綜上所述，可知在工業電氣自動化控制級中應用變頻技術，其效果非常好，不僅提高了控制質量，還提高了控制精度，在精簡控制結構的同時，也做到了節能，不僅降低了相關設備的耗損程度，也降低了企業成本支出，也就提高了企業的經濟效益，目前該技術還處在深度研究階段，經過相關研究人員的努力，相信該技術會得到更加廣泛的應用。

參考文獻：

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