电气自动化控制中变频调速技术的应用

电气自动化控制中变频调速技术的应用

孙志明

中国石油工程项目管理公司天津设计院      300450

摘要：社会经济的快速发展，工业化进程的不断推进，电气自动化技术也在逐步发展和完善，成为工业生产中不可或缺的重要环节。这一技术的应用范围广泛，涵盖了制造业、能源、交通、医疗、农业等领域，其效果十分卓著，可以提高生产效率、降低生产成本、改善产品质量等方面的表现。可以预见，随着我国经济的进一步发展和技术的不断革新，电气自动化技术将继续发挥着重要作用，为实现高质量、可持续发展提供强有力的支撑。

关键词：电气自动化控制；变频调速技术；应用

引言

国民经济发展中，工业占据着举足轻重的地位，起到了重要的支撑作用。现代工业发展对电气自动化控制有着较高的要求，电气自动化控制水平直接影响着整体工作效率和资源节约效果。将变频调速技术应用于工业电气自动化控制中，能够为现代工业电气自动化控制工作提供极大的便利和帮助，推动工业领域高质量发展。首先概述了变频调速技术，其次分析了变频调速技术的应用价值，最后探讨了变频调速技术在工业电气自动化控制中的具体应用。

1研究背景

变频器调速技术的应用特征主要表现在以下方面，通用性特征，变频器调速技术与其他传统的自动化控制技术相比，前者在机械设备方面应用的通用性更加广泛，即便是普通的变频器调速技术，在其应用过程中也能适应工业电气自动化领域。适用性特征，如今变频器调速技术在我国工业电气自动化领域中的应用逐渐深入，随着应用范围越来越广泛，变频器调速技术的应用经验也越来越丰富，可见变频器调速技术的理论依据已经实现了基本的完善，可见变频器调速技术的适用性特征优势极为显著，因此在此基础上应当加大应用力度，扩大应用领域，实现对变频器调速技术的进一步设计。优化性特征，就我国目前应用变频器调速技术的情况来，发现变频器调速技术的应用并没有达到成熟的范畴，反而其实际应用还处于正在发展、探索的阶段，还保留有一定的优化空间，这说明变频器调速技术还存在有更多的发挥机会，在便利性、安全性以及稳定性方面还能够实现更大的优化，能实现更好的创新，这说明在不远的未来，工业领域应当更加重视对变频器调速技术的创新，才能够实现其更好的发展。

2变频调速技术在工业电气自动化控制中的具体应用

2.1应用于矿井提升机电控系统

煤矿生产作业时，需要应用矿井提升机等设备，电控系统作为其重要组成部分，将电控系统和变频调速技术融合，可极大地保障矿井作业效率和安全。首先，借助变频调速技术，可满足深度指示器失效保护需求。提升机的保护功能均是建立在行程分析的基础之上的，若深度指示器处于失效状态，会影响数据正常显示，导致保护功能失效，威胁提升机安全运行。应用变频调速技术，在启动电机后系统累加所有采样周期内旋转编码器所发送的脉冲数，同时比较采样前后数值差异，若数值无变化，代表深度指示器处于失效状态。此时系统检查提升容器是否进入爬行区，如果没有进入，则会发出声光报警信号，若已进入，那么会启动安全制动，并进行声光报警。其次，借助变频调速技术，可实现等速段超速保护，等速段提升容器处于快速运行时，一旦系统紧急制动，会产生巨大的冲击力，进而损坏提升系统设备，所以做好等速段超速保护工作非常重要。发挥变频调速技术优势，若提升机运行速度超出额定速度的１５％，此时自动断开安全回路，进入紧急制动状态，降低对提升系统所造成的损坏。最后，变频调速技术在等速段超速保护中也发挥着非常重要的作用，提升机等速段运行状态直接影响着提升机能否安全停车，若无法安全停车，则会引发安全事故，所以做好等速段超速保护意义重大。借助变频调速技术，对提升容器运行速度持续检测，并比较实际运行速度和既定运行速度，若实际速度超过既定速度的１０％，则系统自动报警并进入安全制动状态，防止发生安全事故，保障生产作业安全性。

2.2在电力调度中的应用

电力调度是指对电网中的发电、输电和供电等环节进行协调、调度和管理，以保障电力系统的安全稳定运行。随着自动化技术的发展，电力调度已经实现了自动化管理，通过自动化系统的运行和控制，可以实时监测和分析电网的运行状态，及时发现并解决电网中的故障和问题，提高电力系统的运行效率和稳定性。自动化技术在电力调度中的应用可以分为多个方面，包括自动化监测、自动化控制、自动化预测等。自动化监测通过安装各种传感器和监测设备，可以实时获取电力系统中各个环节的运行数据和状态信息，如电力负荷、电压、频率、温度等，为电力调度员提供准确的数据支持。自动化控制则通过自动化设备和控制算法，实现对电力系统的实时控制和调节，如发电机控制、变电站控制、配电网控制等，从而实现对电力系统的实时响应和调整。自动化预测则通过数据挖掘、机器学习等技术，对电力系统未来的运行状态进行预测和分析，为电力调度员提供决策支持。

2.3应用于风机、泵类设备

风机、泵类设备是现代工业生产常用设备，变频调速技术的融合应用是发展的必然趋势。例如，水泵在工业生产中具备极高的应用频率，尚未应用变频调速技术前，水泵运行速度、水流量、压力均是恒定的，出口阀、调节阀无法控制水流量、水压力，导致在运行时极易浪费水能、电能，给企业造成一定的经济损失。虽然可以通过人工方式予以调整，但会导致人力资源浪费，并且所获得的效果并不理想。水泵等设备的电机运行参数包括流量、总扬程等，其和转速呈平方关系，轴功率和转速两者呈立方关系。水泵电机运转时，实际扬程会产生一个高低差，扬程越小，那么其转速也就越均匀，可达到理想的节能效果。实验表明，将水泵等设备和变频调速技术融合，在５０Ｈｚ工频下，电机处于满载运行状态，此时功率因数接近１，工作电流远低于电机额定电流值，节电效果能够达到２０％左右。以１台功率为８００ｋＷ的凝结水泵为例，将其电机升级为变频无级调节，每年度总耗电量能够减少２００万ｋＷ／ｈ，节电效率超过４５％。不难看出，变频调速技术应用于风机、泵类设备中，可极大地节约电能、水能，在提升企业经济效益的同时，促进企业节能环保目标的实现。

2.4在电力运行中的应用

为了保证电力生产、输电和配电的稳定性和效率，电力运行环节需要科学应用自动化技术。电力自动化技术是指将先进的电子技术、计算机技术、通信技术等应用于电力系统中，实现电力生产、输电、配电等各个环节的自动化控制和管理。通过自动设备的应用，电力系统可以实现信息之间的交互方向的转变，使电力运行程序更加稳定。在输电和配电方面，电力自动化技术可以实现对电力输配电过程的自动化控制和监测。通过自动化设备，可以实现对电力输配电过程的实时监测和控制，保证电力输配电的稳定性和安全性。此外，电力自动化技术还可以实现对电力系统的故障诊断和恢复。通过自动化设备的应用，可以实现电力系统的自动故障检测、诊断和恢复，减少人工干预的时间和工作量，提高电力系统的可靠性和稳定性。

结语

在电气自动化控制领域中，变频器调速技术作为一项新技术，其优势主要体现于能在电气自动化运行过程中降低能耗、提高效率、保障安全等，全面满足了电气自动化控制的需求，给工业企业带来了更大的经济效益。在变频器调速技术的实际应用过程中，更应当从生产需求出发，不断提高技术，并实现全面的功能创新，让变频器调速技术在现有的基础上实现大大的跨越，以此适应我国科技发展的新局面。

参考文献

[1]迟鑫.变频器调速技术在电气自动化控制中的应用[J].中国设备工程,2023(07):192-194.