电气控制系统中的变频器应用

电气控制系统中的变频器应用

卢亭

国家能源集团宁夏煤业公司煤制油分 公司电气管理中心，宁夏 银川 750000

摘要：在传统的直流传动中，由于直流电动机的一个致命弱点是机械式转向器，在对直流传动的具体应用中，为其带来了一定的限制。最近几年，变频技术在直接转矩控制技术以及矢量控制技术的应用中，技术越来越成熟，它的调速性可以和直流传动不相上下，在一定程度上也可以取而代之。文中对电气控制系统中的变频器应用进行了分析。

关键词：电气控制系统；变频器；应用

1导言

目前，就电气工程的控制方面来看，变频器的工作原理清晰，在具体的控制过程中控制效果理想。利用变频器来解决实际问题时，对变频器的使用和维护是非常有必要的，能够保持变频器运行的稳定性，提高变频器的质量，从而取得良好的使用效果。

2变频器的工作原理及选择

2.1变频器工作原理

变频器的电路主要由控制电路和主电路共同组成。整流器主要用于调节电流，将交流电源转换成直流电源。变频器主要由人机界面、CPU和监控系统等部分组成，其中控制系统是通过各部件之间的配合来实现的。通过齿轮的配比，实现了对普通机床的调速，这种现象较为常见也很复杂，然而，没有较大的调速范围，而在实际的机床中，能够应用变频器，从而实现对电动机调速目的。

2.2变频器选择原则

变频器是一种节能装置，但并不适合驱动所有的装置。在工程设计或设备改造中，变频器的选择应以了解被驱动设备的负载特性和各种变频器的性能和质量为基础。变频器的选择不仅与电机的结构和容量有关，还与电机所承载的负载类型有关，这直接关系到电机的运行状态。一般的选择原则是，功能特性可以在可靠性的基础上保证更好的性价比。虽然变频器广泛应用于现代家用电器和工程电器中，但是很多驱动设备无法与之匹配，需要掌握不同形状的变频器及其在不同条件下的具体性能和质量依据，以满足不同驱动设备的负载要求。变频器的选择与所控制设备负载的性能曲线密切相关，要根据不同的负载特性和机械效率，选择相应的变频器。在使用变频器时，必须考虑电流、电压和设备的匹配。变频器的结构特点使得变频器电机线上产生的变频信号容易引起电磁干扰，故而使用变频器时要注意环境。采用变频驱动技术的变频器，结合其在电气设备中的应用，对工作环境有着特殊的要求，在使用变频器时还要考虑散热需要。

2.3变频器选择方法

接下来根据不同的电机结构选择变频器的方法。

2.3.1笼型异步电机

与频率电源相比，变频器提供的电流是脉动电流，其脉动值大于频率电源提供的电流。此外，由于输出电压和电流受到谐波信号的影响，降低了电机的效率和功率因数，电流会增加10%左右，因此在选用搭配笼型异步电动机的变频器时，其额定电流应大于标准电动机的额定电流。

2.3.2变极电机

当变频器用于控制变极电机时，可以通过更换导线的方式实现。变极电机采用变频器控制时，应注意以下几点：如果在操作过程中转换极数，则必须在切换前停止运行电机，否则，电机在切换时将会出现空转的现象，产生大电流，这段时间可能会造成变频器的损坏；变极电机的尺寸大小比通用电机大，电流也大，对此，有必要选择大容量的串联变频器；将变频电源中的变极电机改为变频器控制时，会限制旋转部件的强度和轴承寿命。

2.3.3带制动器的电机

在生产设备中，为了定位电机、安全停车并在停车期间保持电机静止，必须使用带机械制动器的电机。一般情况下，盘式制动器有两种，分别为交流电磁铁和直流电磁铁。使用变频器驱动制动器电机时，需要注意制动电源必须连接到变频器输入端子，不能像电动机一样连接到变频器的输出端。当制动电机由变频器驱动时，必须充分注意从高于工频的频率启动制动。最好在变频器或所选部件的制动单元中使用再生制动电路，将其降低到低于电源频率的频率，然后使用制动器制动。

3变频控制节能技术

3.1变频节能

在我国科学技术不断发展的背景下，为了进一步实现电气工程的自动化，加强对PLC和变频器的合理应用，技术人员从电流与水流等能量消耗方面出发，对PLC、变频器的原理和特点进行了分析。其中，变频控制技术是电气化系统中的主要技术之一，更是保证变频器合理运行的基础，相关技术人员在对其进行研究的时候可以考虑水流的相关原理，根据流体力学的公式对其进行完善。从“功率=流量×压力”这个公式中我们明显看出，功率的大小和流量呈正比。因此，电流也是一样的，技术人员可以结合电流的特点，分析能源损耗的原因。为了有效减少电机的能源损耗，技术人员还可以从电机的转速等角度入手，利用PLC、变频器将其转速降下来。变频控制技术在具体工作过程中的应用，还能够为工作人员节省一定的工作时间，降低电机的转速，加强对电气系统的节能控制，从而减少能源的消耗。

3.2分析大功率变频软启动节能

相关的技术人员为了实现对电气化的自动控制，加强对PLC、变频器的合理应用，在使用PLC、变频器的时候会采取加大功率的方式来提高自动化效果。为了进一步验证PLC、变频器应用的安全行性，技术人员对大功率变频器进行了分析，发现它的启动方式有硬启动和软启动。在硬启动过程中，所产生的瞬间电流比较大，是额定电流的4~7倍，所以如果在对其进行应用的时候，长期对其进行硬启动会严重影响相关设备和电源线路的安全性。如果在应用电机时，技术人员发现功率过大，依旧应用传统启动方式，会对电网造成一定的冲击。然而，电机变频软启动的应用，能够对电流等进行控制，技术人员可以通过变频调节功能，进而对电机启动时候的电流进行有效控制，避免能源的损耗。

4电气控制系统中变频器的应用

干扰会在变频器应用过程中出现。变频器控制共两种，即控制回路、主回路，并在其工作的过程中有谐波干扰源出现，在一定程度上会影响到电源和输出设备。而接地不良、接触不良、静电感应、静电耦合是变频器的四种干扰类型，对电缆距离进行加大在一定程度上能有效解决静电耦合干扰，为了降低感应干扰，使问题得以有效解决，对主回路线缆、控制线缆及其他动力电缆进行分离敷设，而接线问题的出现容易发生接触不良和接地干扰，最佳的方式就是对其进行排查。数控机床中的关键性组成部分即为数控机床主轴，它被用来安装刀具或工件并驱动它们旋转，机械加工精度会直接受到旋转精度的影响，而生产效率、零件表面粗糙度会直接受到转速大小的影响。对于数控机床而言，其主轴控制的方式为模拟量控制、串行伺服控制两种。国内现阶段所应用对数数控机床均为中低档的，其想要对主轴的控制要求充分满足，则需要应用模拟量控制。模拟量控制为主轴的速度信号是模拟量的形式，并可以持续化，通常使用变频器来对模拟量控制的主轴驱动装置进行控制。

5结束语

总之，在电气工程、电子技术与电力工程有效融合的背景下，机床得到了整体的控制。为此，电动机的调速装置也广泛的引用在了该领域，因此电气工作者有必要对变频器的使用、维护和维护有一个全面的了解，并特性进行充分的考虑，在电气控制系统中才能够使变频器的作用充分发挥出来。变频器应用后，需要设置正确的参数，并进行规范性的操作和使用，从而在一定程度上降低对后期的改造和维修，使其能够更好地为人们提供最好的服务。

参考文献

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