浅谈工业电气自动化控制中变频调速技术的应用

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　　摘    要：目前，我国的科技发展十分迅速，自动化技术是社会发展的产物，工业领域电气自动化控制趋势越来越明显，其中变频调速技术应用率较高，并取得了良好的使用效果，推动了工业发展自动化步伐。本文简要介绍变频调速技术，然后重点分析该技术在工业电气自动化控制中的运用，希望能为相关学者提供理论支持，为行业工作者提供借鉴。
　　关键词：工业电气自动化控制;变频调速技术;概述;优势地位;应用方案
　　1  引言
　　工业作为我国重要的经济支柱产业对国家的经济发展和社会繁荣起到了重要的作用。提高工业生产效率，降低能源消耗会显著提高工业企业的利润和技术附加值，实现工业的健康绿色发展。利用变频调速技术，能有效提高工业自动化生产中电机驱动效率，降低电能消耗，并提高系统的稳定性和电网适应性，在整体上提升了工业自动化系统的性能和可靠性。
　　2  变频调速技术的原理
　　变频调速技术的应用原理主要依赖以下三个方面：比较器、脉冲优化选择器以及自适应电机模型。其中比较器的功能主要是每隔20秒将对转矩与磁通的功能数值和正常工作状态下的数值进行一次比较，以对比得来的结果为检测依据，判断设备调节器的输出或者磁场是否发生转变，进而控制整个电气设备的变频调速。而脉冲优化选择器则是将电机的工作范围作为判断工作信号是否适合的基础，同时缓冲工作状态中的脉冲信号，确保不同范围的功能模块正常运行，最后，对电动机在正常工作情况下的电压和电流分别进行控制的是自适应电机模型，通过正确的识别电机工作的性质，达到有效控制电机转速的目的。
　　3  工业电气自动化控制中变频调速技术的具体应用
　　3.1  V-F控制技术
　　V-F控制技术是指保证输出电压与控制频率成正比，使电机的磁通量保持一定，避免出现弱磁场和磁饱和现象。V-F控制模式主要应用于风机水泵类负载节能变频器，由压控振荡器实现。V-F控制的原理是产生一种振荡频率电路，称为压控振荡器，它是一种受电压变化而产生电容变化的压敏电容器。当电压变化时，它的电容量就会发生改变。电容的变化会引起振荡频率的变化，产生频率的变化，将此控制频率用于输出电压的频率，使被控制电机的转速发生改变。
　　3.2  电气自动化控制方面
　　工业电气自动化控制需要工作人员与机械设备良好配合，如果配合默契度较低，那么极易出现混乱控制现象，并产生复杂问题。电气运行故障问题长时间得不到处理，极易影响工业安全性。有效运用变频调速技术，在噪音屏蔽方面发挥抵御作用。换言之，电气系统能够得到可靠保障，取得电气自动化控制的良好效果，最终能够促进工业稳定生产。从变频调速技术组成部分这一角度分析工业电气自动化控制中技术具体应用，其中自适应电动机模型单元合理控制电动机转速，尽可能发挥电气化主体优势，根据参数变化情况合理调节，促进生产任务及时完成。磁通和转矩比较器在两点式滞环调节器辅助下对比分析参数值以及反馈值，针对机械问题以及安全隐患，制定可行的处理对策。脉冲优化选择器在信息处理方面发挥功能优势，并对模块性能功能准确验证，以免电力系统受到影响。
　　3.3  重视传感器以及人工智能技术的引入
　　提到自动控制系统，那么便少不了传感器这个概念。顾名思义，传感器是检测并且传播信号等各项信息的一种物理装置，工业电气自动化控制中变频调速技术也运用到了相关的传感器技术。传感器水平能否提升以及传感器的应用是否合理，关系到工业电气自动化控制中变频调速设备能否正常运转，也关系到关于工业电气自动化控制中变频调速的各项技术能够得到快速高效地发展。传感器可以搜集周围的机器相关的参数以及信息，提取出所需要的转速等信息，并将这些数据及时的汇报给显示器，送到工作人员的手中。在当前的工业生产过程中，稍有不注意将会产生许多的问题，从而造成不可避免的损失以及危险。而传感器利用搜集信息以及数据、传递数据的功能，并以它的准确性以及及时性，大大的降低了工业生产中失误以及各种危险发生的几率，也可以保证工业生产能够更加顺利地进行。此外，传感器的实时性，它能够时刻的监测并传递各种转速等信息。这种功能对工业生产具有很重要的意义，毕竟在工业生产当中，时间都是万分宝贵的。
　　3.4  减速区段的低速保护
　　对减速区间的控制技术也是变频调速技术良好运用不可忽视的组成部分。提升设备控制稳定性能的关键内容包括了对提减速区间的控制，在设备运行过程中，一旦系统出现减速，且到达了设备限定的标准，那么设备运行系统就需要进行变频调速控制保护，相关操作人员应当在采用变频设备的同时，结合PLC设备进行监控速度取样，反复对比所得数值和安全设定值，以此来确定系统在减速区段是否存在异常情况，如果速度发生超越现象，设备将自动对系统中心发表安全警告，进而达到实时控制设备安全运行的目的，有效控制并对系统减速进行调节。
　　3.5  数字控制技术
　　随着计算机和电子信息技术的快速发展，数字控制技术成为了变频调速技术未来发展的主流趋势，数字控制技术计算速度快，控制精度高，能有效提升电机驱动性能和效率，同时降低了运行噪声。此外，采用数字控制技术的变频器体积会缩小很多，比传统的矢量控制和直接转矩控制具有更明顯的优势。
　　3.6  资源节约方面
　　工业生产以资源使用为条件，为生产活动提供适量资源，不仅能够促进生产活动顺利推进，而且还能避免资源浪费，从整体上降低生产成本。生产过程中除了控制资源用量之外，还需要监控设备运行状态，了解各设备电能供应情况。一旦发现设备故障，应及时处理，以免影响整体生产进度，导致工业经济效益受到损失。变频调速技术的及时运用在电流配置方面发挥重要作用，在满足电能需要的基础上，提高电能资源利用率，以此降低生产成本。再加上变频调速技术能够全面监控设备运行情况，并传递零件规模适用性信息，实现工业经济效益最大化，并提高设备利用率。
　　3.7  在数控机床中的应用
　　变频调速技术当前被广泛应用在数控机床中，这项技术所带来最大的优势是能够节约数控机床的运作所消耗的电能。数控机床的作用是对于各种复杂的零部件以及各种材料进行精准的加工工作，整个机床具有较大的工作量，在这项技术出现之前，数控机床运用的是恒流电机，通过不断调整电机的传速达到对于不同材料的制作的目的，这不仅造成了较高的能源损耗，而且还不能够保证对于电机转速的精准控制，此外对于加工的效率有很大程度上的影响。通过引入变频调速技术，使得可供选择的机床的齿轮主轴速度范围减小，从而实现了对于转速的精准控制。再加上可以通过对于转速的调节，还能够在机床上切割不同的材料，大大的提高了机床的利用率。
　　4  结语
　　综上所述，工业电气是推动我国经济发展的重要组成因素，它能提高工业电气企业生产工作效率的同时，还能减少企业成本。自动化控制中的变频调速技术不仅能帮助企业在进行工业生产相关工作时提高安全高效性，确保操作稳定性，还可以降低能耗与污染，节省人力物力财力等各方面的成本，从一定程度上承担工业电气行业企业需要承担的社会责任。工业电气使用的电动机在进行工业生产的过程中，由于正反向工作频繁地、长时间地切换，极易导致电动机处在超负荷状态中。而变频调速技术可确保工业电气电动机系统安全稳定的运行。因此，自动化控制中变频调速技术对于工业电气发展具有重大意义。
　　参考文献：
　　[1] 宋松伟.工业电气自动化控制中变频调速技术的实践运用[J].建筑工程技术与设计，2018（25）：3463.
　　[2] 谢俊江.变频调速技术及其在工业电气自动化控制中的应用[J].建筑工程技术与设计，2018（25）：3445.
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