变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用分析.pdf

中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 77 变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用分析 黄金荣 广西路桥集团勘察设计有限公司，广西 南宁 530000 摘要：摘要：工业的发展关乎国家经济体系及民生建设。目前，我国工业已步入自动化时代。随着工业电气自动化控制系统的普及，变频调速技术的应用也日益广泛，该技术能够有效提高工业自动化水平，也对降低设备能耗有着明显的效果。文章讨论了变频调速技术的基本构成、应用特征及应用价值，并简单讲解了变频调速技术在应用过程中的节能原理，最后，分析了变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用。关键词：关键词：工业电气；电气自动化控制；变频调速技术 中图分类号：中图分类号：TM76 在我国科技持续创新发展的过程中，工业电气自动化控制系统的应用优势越来越大，也受到了越来越多人的关注，并为人们的生活与日常工作提供了诸多便利。但在实践应用中，工业电气自动化控制系统会消耗大量电能，不符合绿色环保可持续发展理念。将变频调速技术应用于工业电气自动化控制系统中，便能够解决自动化控制功率消耗过大的问题，还可以有效提高生产质量和生产效率。1 变频调速技术的构成、特征及其应用价值 1.1 变频调速器的基本构成 变频调速技术是一项新型技术，其基本工作原理是通过变频调速器调节设备的电源输出频率，改变电机的转动速率，从而达到自动变频调速的目的。该技术的合理应用能够有效降低工业电气设备运行过程中产生的能耗，也能够发挥出电气自动化系统的最大价值。变频调速器的基本构成如下：第一，自适应电动机模型单元。该单元是变频调速技术的核心构成，也是最为重要的零件之一。在实践应用中，自适应电动机模型单元可以监控电动机的实时电压及电流，检验电压、电流是否处于正常状态，便于工作人员实时掌握电气设备的运行情况及电动机的参数信息，为后续的工作提供数据支持1。第二，转矩、磁通比较器。转矩比较器和磁通比较器，可以直接将监控得来的反馈数值及相关参考数据作出比较，随后借助置环调节器，输出转矩和磁场的相关信息，确保工作人员能够直接观测到转矩和磁场的运行状态。第三，脉冲优化选择器。脉冲优化选择器能够有效处理芯片的相关信息，并结合现有的芯片信息，设计出匹配度最高、最合适的调制信号源，随后编写电路实现对电气设备的自动化管控与调节。1.2 变频调速技术的特征 1.2.1 经济实用性 相较于传统调速技术而言，变频调速技术有着较强的经济实用性。目前变频调速技术在我国工业现代化发展中发挥出了巨大的优势，各工业领域对该技术的应用也日益广泛，如今国家及相关单位对变频调速技术的升级、优化方面，投入了大量的资源，十分关注变频调速技术的研发及升级，也逐步探索在降低该技术成本投入的基础上，提高其功效的方法，加上该技术独特的节能优势，也成为了变频调速技术较强经济实用性的最佳体现。1.2.2 通用性 变频调速技术在工业电气自动化领域中的应用有着较高的优势，该技术的功能模块相对完善，且各功能模块在相关领域内有一定的通用性。简单来说，变频调速技术可应用于绝大部分的工业生产领域，能够满足各种常见的工业电气设备自动化控制系统的运行需求。1.2.3 优化性 变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用，还处于不断完善、持续研发的过程中，其主要功能及理论体系会日益完善。该技术的有效应用不仅提高了电气自动化控制水平，也对促进我国工业领域的健康可持续发展产生了积极影响2。中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 78 在提高电气设备运行稳定性运行效率的基础上，也可以实现设备的一体化整流逆变单元发展，优化特征鲜明。1.3 变频调速技术的应用价值 1.3.1 保障电气设备安全运行 仪器设备能否安全稳定的运行，是必须要优先解决的问题。电气设备的运行管理人员需要日常检查设备的运行情况，并在设备运行异常时，采取适宜的应对策略，保障设备可以稳定、安全的持续生产。但电气设备在运行过程中存在许多不确定因素。若设备管理人员并未及时察觉异常并妥善处理，往往会造成严重的后果，不仅会影响设备的生产效率，还可能会引发安全事故。为了保障电气设备能有序运行，工业生产过程中使用工业电气自动化控制系统或相关装置，对设备的运行状况做出实时监控，能够有效降低设备运行时突发故障的可能性，也能减轻设备管理人员的工作压力、降低人力成本。而在工业电气自动化控制系统中，合理应用变频调速技术，能够根据目前设备的运行情况，自动调整设备运行模式，从而保障设备稳定运行。1.3.2 提高自动化控制水平 将变频调速技术应用于工业电气自动化控制系统中，可以有效提高自动化控制的整体水平，对整个行业的发展有着良好的促进作用3。随着变频调速技术持续完善，设备操作人员可以结合该技术的相关功能，实现对工业电气自动化系统的全方位监管，同时也能降低电气自动化控制系统在运行过程中造成的能耗，能够起到良好的节能效果，符合可持续发展战略目标，有利于在工业领域持续推广电气自动化装置及相关系统，全面提升我国工业领域的自动化控制水平。1.3.3 缩小自动化控制误差范围 在实践应用中，变频调速技术可以根据目前设备的实时运行情况及现实需求，合理调整电源供给频率，以此控制电气设备的运行状况。在工业电气自动化系统中，变频调速技术不仅可以保障设备稳定运行，还能够实现自动调速，达到全面掌控电机电源的目的。能够有效降低自动化控制中的误差概率，并减少设备运行的质量问题。2 变频调速技术的节能原理 2.1 软启动节能 工业电气自动化控制系统软启动时，会产生一定的电流损耗，而此时应用变频调速技术能够降低启动时的电流损耗，降低软启动对电网造成的冲击和影响，除了节能以外，还可以延长设备使用寿命。实际上，过去的传统变频调速技术无法达到全自动控制的根本原因，便是普通变频器的内控系统不满足软启动需求。而变频调速技术能有效解决这一问题，可以实现短时间内的设备自动调节，不仅能够降低输出频率，还能够减少设备运行过程中的转动速率。2.2 功率因素补偿 在电气设备功率不足，会导致设备发热，设备线的损耗也会持续增长。自动化控制系统的功率越低，整个设备运行的功率及运行效率也就越低，电能损耗便会相应提升，这并不利于工业电气设备的稳定运行4。此时，变频调速技术可以对设备所需的功率作出补偿，便可减少这类能耗，能够有效降低在设备运行过程中不必要的或本可避免的能源消耗。2.3 变频调速节能 在工业电气自动化控制中，应用变频调速技术的一大优势，便是可以降低电气自动化控制过程中产生的能源消耗，实现节能降耗。通常工业电气设备运行过程中，其转动频率同流量之间有着正比关系，而功率和转动频率的立方也成正比呈现，不难看出，在正常运转的过程中，电机的运行情况越稳定，流量也就越低，能有效降低电机的转动频率，从而达到节能目的。3 变频调速技术在工业电气自动化控制中的实际应用 3.1 在数控机床中的应用 变频调速技术在数控机床中的合理应用，能够有效减少数控机床运行过程中造成的能源损耗。从目前工业领域数控机床的实际运行情况来看，大多数数控机床的电能耗用量过大，并不利于展现出数控机床的综合能力。这时变频调速技术的有效应用，能够实现自动化管控。变频调速技术可以限定一个数控机床齿轮和主轴中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 79 的速度范围，借助自动化控制系统，便能够实现对机床运行的精细化控制。因此，有效利用变频调节技术，不仅大大降低了数控机床的能源损耗，为企业及工业生产节约了成本，还能够提高数控机床的运行效率，提升其结构与性能。3.2 在传感器稳定性控制中的应用 若想实现对工业电气设备的自动化控制，必须要搭设传感器，借助传感器的信息采集功能，实时检测信号源位置的物理信息，再由自动化控制系统分析传感器中截取的各项参数及信息，并结合实际情况，制定出控制策略。传感器中也有着变频调速技术的应用，借助传感器的信息采集功能，相关人员可以及时收集设备及机器操作过程中的各项参数与信息，随后，变频调速技术可自动提取出所需的转速信息，再分析此类信息的有效性，并将信息传递给显示器，由工作人员接收。为工作人员后续的运行及管理工作提供更加精准、详细、全面的数据支持。3.3 在变频器稳定中的应用 变频器是电气设备自动化控制中的重要零件，若不能稳定运行，则会引起各类故障，影响自动化控制效果。在实践应用中，工作人员必须认真分析变频器的作用原理及目前电气设备的运行情况，采取精准、有效的方案及措施，保障变频器的稳定运行。变频调速技术对促进变频器稳定运行有着重要的作用价值。目前来看，在电气设备自动化控制中，若变频器受到了其他的磁场感应影响，极易产生故障，运行失常5。此时，工作人员需要根据实际情况，将设备的回路配线和主线隔离开来，对变频器的运行情况做出调节。若变频器的运行异常是由于外界震动或强光等因素导致的，则需要加设稳定装置、固定装置或遮光装置。3.4 在发电系统中的应用 工业电气自动化控制系统在运行时需要依赖外部能源。而此时外部能源在传输的过程中，会耗用大量的人力、物力及财力。为有效节约能源，降低资源损耗，大部分电气自动化控制系统会自带发电系统。此时，变频调节技术便可在其自带的发电系统中，合理调节电源输出功率，降低发电系统在运行过程中可能存在的偏差，控制电流、电压，以此规避因电流故障导致发电系统瘫痪的问题。除此以外，变频调速技术在发电系统中的有效运用，还可以合理调整电源的电流输送大小，并结合目前电气设备的运行情况，适时调整并优化电力资源的配置策略，尽可能达到最优配比，可以有效提高自动化控制系统的运行效率、运行稳定性，并有效降低电能消耗。3.5 在深度指示器中的应用 变频调节技术的有效应用能够为深度指示器提供防护。具体来说，在电气设备自动化控制系统运行的过程中，工作人员会采取许多的额外措施，保障自动化运行的稳定性，避免自动化控制系统在运行过程中发生故障，在这一过程中，深度指示器起到了至关重要的作用。若深度指示器出现故障，会产生一系列的连锁反应，并造成严重的经济损失。将变频调速技术应用于此，能够保障深度指示器设备的稳定运行。由于深度指示器在运行时，会定期处理一段时间内的叠加数据，若指示器设备或相应的数据信号正常，但装置运行异常，则表明深度指数器存在故障。这时，自动化控制系统可及时察觉数据异常，并判断深度指示器的故障情况，随后由变频调速技术对该故障信息做出及时反馈，实时切断指示器与其他设备间的联系，同时发出预警，告知工作人员，并对电气设备的其他功能模块或装置做出防护。3.6 在减速段的应用 减速段是整个电气设备自动化控制系统的核心环节，但减速段是事故或故障率较高的一个阶段，此时使用变频调速技术，能够分析目前机电设备的实时运行情况、运行效率，还能够借助对比器等相关装置，调节电机的运行功效，以此保障减速段运行的稳定性。一旦在减速段出现异常，自动化控制系统会实时监测到相关参数及信息，并发出预警信号，同时作出瞬时反馈，以保障电气设备的稳定运行。4 结束语 随着我国工业领域的持续发展，电气自动化水平越来越高，各工厂增设自动化控制系统、自动化控制设备时，可以合理引入变频调速技术，不仅能够保障电气设备的运行稳定性，还能降低设备生产过程中的中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 80 能耗，为我国工业领域开辟一条低碳、经济、环保的可持续发展道路。各家工业生产单位，应认真分析变频调速技术在电气自动化控制中的应用价值，随后结合生产实况，将该技术有效运用于自动化控制系统中，从整体上提高自动化生产水平，从而达到提高生产效率、提升企业竞争力的目的。参考文献 1卢宪强.工业电气自动化控制中变频调速技术的应用 探 究 J.电 子 元 器 件 与 信 息 技术,2022,(04):202-205.2王翠玉.变频调速技术及其在工业电气自动化控制中 的 运 用 J.中 阿 科 技 论 坛(中 英文),2021,(10):121-123.3李春.工业电气自动化控制中变频调速技术的应用J.住宅与房地产,2021,(15):255-256.4王然.变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用J.河南科技,2021,(04):73-75.5李安平.工业电气自动化控制中变频调速技术的应用J.中国设备工程,2020,(23):210-212.