浅谈关于工业电气自动化控制中变频调速技术的运用

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　　【摘  要】随着我国经济的快速发展，在工业生产中，应使用更加先进更加可靠的技术使得能耗降低，所以提升节能降耗的效果成为发展的重要任务，而安装工业实施自动化的设备可以进一步的产生更好的经济利益。变频调速技术拥有调速性能好，功率因数高，节能效果明显等特点，此技术的正确应用满足工业电气自动化控制的需求，事实证明此技术在现实生活中的运用取得不错的效果，为更多的工业生产节省更多的人力资源，提高生产效率。
　　【关键词】变频调速技术;工业电气自动化;运用
　　一、变频调速技术概述
　　 1.变频调速技术的产生及发展
　　 对于变频调速技术来说，最早是出现在二十世纪的八十年代。自变频调速技术出现，就一直受到了工业领域的高度重视，并且，随着该项技术的不断发展以及完善，如今，该项技术的应用范围不断扩大，其性能也有了很大程度的提升。如今，在实际的工业行业领域内，变频调速技术已经占据了不可取代的重要地位。变频调速技术造价低廉、生产效率高。通过长时间的努力研发与改进，现如今变频调速器的所有零部件大都采用高生产效率较的工艺制造而成，引入了新型生产技术，使得设备的生产能够在更短的时间内完成，降低了生产成本，更好的满足不同工业领域需求，变频调速器的出现，使得生产过程中的通用性得以实现，避免了不同领域、不同地区必须使用不同变频设备的麻烦，同时极大的提高了变频调速技术的可推广性。目前市面上比较为常见的几类变频调速器的性能仍处于不断的优化之中。以独立式变频调速器为例，独立式变频调速器可以实现整流单元与逆变单元的一体化安置，极大的提升了设备使用的便捷性，因此独立式变频调速器的应用受到了工业电气自动化控制领域的广泛认可。
　　 2.变频调速技术的主要组成部件
　　 对于变频调速技术来说，其多个组成部件，正因为每个不同的小部件发挥着其最大的效用，因此，才能够促使工业生产持续稳定的发展。其中，变频调速技术主要具有以下主要组成部件。第一，自适应电动机模型单元。在变频调速技术中，自适应电动机模型单元是不可忽视的重要组成部件，该单元部件的主要作用，简单来说，就是在实际的工业生产过程中，就是对其输入电动机的电压以及电流做好及时的检测，从而促使电动机的基本参数能够被掌握识别。自适应电动机模型单元是能够直接进行转矩控制的重要单元。将变频调速技术更好的应用在工业领域内，一般情况下，当转速控制在大于0.5%时，可运用闭环转速进行反馈，从而达到更好的应用效果。第二，转矩和磁通比较器。这两种比较器，其作用简单来说，就是将两者出现的反馈值与参考值，这两种数值分别进行比对，之后在每隔20ms的时间范围内在进行比对。同一系列的比对事项完成后，将转矩和磁场情况借助滞环调节器有效的将其输出，从而促使工作人员能够及时的掌握转矩情况以及磁场状态，一旦出现生产过程中出现问题，也能够及时的做出相应的解决措施。
　　二、变频调速技术的应用价值分析
　　 1.维护工业自动化技术应用水平
　　 在工业自动化相关技术的实施中，通过对变频调速技术的应用能够进一步提升工业电气自动化的整体水平。同时，变频技术在实践应用中所积累的工作技巧与成功经验能够为整个工业现代化建设水平加强提供保障。由此可见，变频调速技术的应用是促进工业生产能力持续提升的重要途径之一，并且可依托与其在节能减耗方面的优势，为环保事业做出贡献。
　　 2.促进变频调速技术的进一步完善
　　 在现代化工业生产建设过程当中，电动机是否能够正常运行以及电能消耗是否能够得到有效的控制，这两个方面的问题在工业生产建设中占据着非常重要的地位。在电气自动化控制中，通过对变频调速技术的应用，能够真正意义上的达到维护工业生产建设的目的，结合实际电机的工作情况，对变频技术进行合理的改进，从而促进变频调速技术应用效果的进一步完善。
　　三、变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用
　　 1.深度指示器保护失效
　　 关于工业设备的一系列保护装置，对其进行多重保护主要是依靠相关设备的实际运行为参考依据。其中，深度指示器所产生的一系列作用是非常重要的。如果深度指示器無法正常运行，则大部分保护装置会失去保护能力。所以，在设计和研发深度指示器时，需要设置一个失效保护模式，对深度指示器的正常运行起到有效的保障作用。利用变频调速技术，在电机正常开启时累加起编码器所收集的全部脉冲数信号，将采样前后的数值独臂，如果数据没有产生任何变化，此时深度指示器没有进行工作，也就是失去了效力。如果确定深度指示器已经失效，此时需要对设备进行有效的检测，验证其是否开始进入爬行区状态，如果答案肯定，就会发出报警信号并进行处理。如果答案否定，就会即刻采取制动措施并进行报警。
　　 2.自动化适应电机模型单元
　　 自适应电动机模型单元的功能在工业电气自动化控制系统中的主要表现为：可以有效检测电动机所输入电压参数，从而判定电动机的工作状态。同时，电动机模型可以连接至变频器上，实现对转矩的控制。同时，对于正常的工业生产工作而言，还可以通过电动机模型单元实现对工业机电一体化系统工作状况的有效掌控，最终完成对闭环转速的最佳选择。
　　 3.变频器节能应用
　　 从工业生产的经济效益方面进行综合的考虑，经常会出现投入高但实际产出却比较低的现象，所以为了尽可能的减少工业生产的经济成本消耗，就需要做好电气自动化控制系统的节能减耗工作。利用变频调速技术可以有效解决这一问题。变频器是对于整个生产车间而言是其工作得以有效运行的根本基础，所以需要合理利用变频调速技术有效保障电机工作的正常运行，变频器与电动机之间互相对应，在进行生产的过程中需要对高负荷电压进行有效耐受。为了促使变频调速达到最佳效果，在选择配置电路时需要切实考虑电机的正常运行，同时为了完成自动化控制的一系列功能需要保证运行系统编程的一致性，保证工作模式的高效化。
　　 4.变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用
　　 下面将以实际的工程案例，研究在数控机床节能改造工程中变频技术的应用优势。首先，该项数控机床技能改造项目的机床驱动功率为50kW，其速度为16000r/min。在传统的数控机床工程中，因为其项目需要消耗过多的电能，而为了解决能源、提高企业的经济效益，一般情况都是采用的工频运行的方式，尽管一定程度上达到了节约能源、降低成本的目的，但是始终存在着很多的不足。基于此，在数控机床节能改造工程中决定应用变频调速技术，以不断的降低该项工程的投入成本，提高经济效益、达到节约能源消耗的最终目的。其次，确定传统数控机床工程中的具体方案，齿轮变速式主轴速度有三十多段可以供其选择，对横线速度很难达到准确的控制，而且在系统内部，容易出现各种故障，需要对离合器进行定时的检修。最后，对于直流型的主轴来说，虽然可以对其无级调速，但是需要极为复杂的检修过程，其最高转速也会受到不同程度的制约，最终很难达到令人满意的结果。而如果应用变频调速技术，不仅不会存在这些问题，其工作效率也会大大提高。
　　结语
　　社会发展和现代化的生产需求促进变频调速的发展，集成电路的发展及微机控制技术为交流调速变频技术的发展提供良好的物资条件和技术条件。变频技术具有功率因素高、调速性能好、可以实现软启动等优势，其速度控制和节能的应用在工业自动化设备中的应用越来越广泛。
　　参考文献
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