变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用魏军

变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用魏军

魏军

新疆天麒工程项目管理咨询有限责任公司新疆克拉玛依834000

摘要：在工业电气系统的运行期间，电动机长期在正向反向状态下频繁切换运行，电动机长期处于过负荷运行状态，使得电动模式以及制动模式不断转换。从这一角度上来说，有关电动机的调速控制工作有非常大的难度，如何保障其运行的安全可靠是非常重要的课题之一。因此本文主要就变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用以及变频调速的节能性进行探讨分析，以供参考。

关键词：工业电气自动化控制；变频调速技术；运用

1变频调速的定义和应用优势

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。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。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。其主要优势如以下几点：

（1）变频调速是通过改变电源频率的方法来对电动机转速进行调整的一种技术，它的运用可以使调速更加连续平滑。经过反复的实践证明，交流电动机的最佳调速方案就是使用变频器和节能变频器，因此变频调速技术在同步电动机和鼠笼型异步电动机中使用比较普遍。

（2）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。除了优良的调速性能外，变频器还具备节能的功能，因此大多数企业在进行技术改造或者进行产品的更新换代时都会采用变频器作为调速装置。

（3）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。

（4）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。

2变频调速技术的具体应用分析

2.1变频调速技术在工业生产中提升机电控系统法的应用

因为变频器的使用除了节能技术之外更重要的就是对各项电力设备的维护。当电机在启动后进行工作时，会形成对整个电机运行系统内的脉冲增压累积，并且在进行采样前和采样后的数值对比中，能够直接的发现安装变频调速器的机器中，电机的数值变化更加的具有稳定性。而且在变频器安装的工业生产电机中，能够将电机的变化情况进行分析，并对发生的不良情况进行报警信号的提醒。安装变频调节技术能够将机电控制系统的工作效率直接的提高。能够形成对机电运行过程中的超速保护，将机电系统的正常运行进行超速保护具体的表现特征是：当机电系统在提高自身速度的运行中，主要的控制系统变频器实施对其速度的连续性采样保护，并在指定的时速内对电机运行的速度进行比较，因此在过于高速的情况下能够将电机的运行速度给予自动报警，并实现对安全速度的自行调控，促使机电在运行中能够具有全面的可保障性运行速度。

2.2深度指示器失效保护

提升机的多种保护都是以行程为依据的，深度指示器的失效将会导致多种保护失效，因此，必须设置深度指示器失效保护。具体的实现方法是：在电机起动后，系统累加各个采样周期内旋转编码器发送的脉冲数，并在采样之前和采样之后对该值进行比较，如果该值无变化，则定义为深度指示器失效。出现深度指示器失效故障时，系统首先判断提升容器是否已经进入爬行区，如果尚未进入爬行区，则发出声光报警信号，提醒司机；如果已进入爬行区，则进行安全制动，同时声光报警。

2.3脉冲优化选择器

在变频调速技术的作用之下，自动化适应电机模型单元能够对磁通比较器以及转矩比较器进行综合选择，通过对比参考值与反馈值固定时间的方式，利用滞环调节器对转矩状态以及磁场状态进行输出。以脉冲优化选择器为例，选用CycloneIIEP2C5Q208C8芯片处理信息，然后设计OFDM调制方式的信号源的FPGA实现。

接着编写了由5个模块组成了电路，主要实现了星座映射、FFT、插入循环前缀、缓冲模块和D＼A的功能，设计了OFDM信号源，对各个模块的功能进行仿真验证。利用芯片处理信息，根据设计中调制方式的信号编码对相应的模块电路进行设计与实现，从而达到基于变频器对整个工业电气自动化系统进行仿真验证的目的。

最后完成了OFDM信号源，包括软件仿真和FPGA硬件验证。因为电解电容器容量有较大的离散性，这将使它们承受的电压不等。在电容旁各并联一个阻值相等的均压电阻来消除离散性的影响。为了避免在电源接通瞬间流经电容器的充电电流过人而烧坏整流电路及造成其他影响，存电路中还加了抑制浪涌电流的措施。更加关键的一点是，通过对变频调速技术的应用，能够有效消除电容附近并联均压电阻的离散性影响，有利于提高节能效果，促进工业电子自动化控制功能的实现。

2.4调节风机、水泵

（1）交流电动机变频调速；

（2）在对水泵、风机的转速进行调节时，采用电磁转差离合器的方式，但是电动机在这种情况下的运转是恒速的；

（3）在调节风机挡板时，如果采用传统的机械方法，则可使实现对水泵、导流器的阀门开启度的调节。在节电率百分比相同的情况下，装机容量和电节能会变成最大值，因此，在生产过程中，应广泛应用高压变频调速节能技术，而把变频调速应用到大容量压缩机、水泵和风机上，以达到节能的目的。

2.5变频调速技术在钻机上的应用

（1）由于电动机的起动电流等于4-7倍电动机额定电流，这会对周围机电设备与电网造成冲击，利用变频器的软起动功能，可使起动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，从而减轻了冲击，满足了对供电容量要求。

（2）变频器可以把频率固定的交流电变换成频率和电压连续可调的交流电。

（3）变频器具有多种逻辑运算和智能控制功能，输出频率精度高，其外部还有较多开关信号或模拟信号接口和通信接口，控制功能强，可实现组网控制。

3变频调速技术实现节能新标

变频器作为节能应用中越来越重要的自动化设备，得到了快速发展和广泛的应用。因此，在企业的生产过程中，企业理应广泛采用变频调速节能技术，这样不仅有效地节约了能源，还减少了污染的排放，起到了保护环境的作用。

在此基础上，变频器主要用于交流电动机转速的调节，是公认的交流电动机最理想、最有前途的调速方案。除了具有卓越的调速性能之外，变频器还有显著的节能作用，是企业技术改造和产品更新换代的理想调速装置。应用变频调速可以大大提高电动机转速的控制精度，使电动机在最节能的转速下运行。

结束语

综上所述，当今工业生产正在对电气自动化控制技术进行广泛使用，全面有效的控制工厂的生产活动。变频调速技术在工业电气自动化控制系统中的运用能够提升工厂电气设备的安全性能，提高电气设备的运行速度，节约生产时间，降低生产活动中安全事故的发生率。实现对电气自动化运行的全方位控制，从而实现工厂的现代化生产，推进工厂的持续发展。

参考文献：

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