发布时间：2022-01-13所属分类：电工职称论文浏览：1次
摘 要： 摘要院电气自动化控制是立足于信息技术的研发探究的基础上，实现对自动化技术的应用。社会科学的进步发展，工业电气自动化控制也在此过程中日趋完善，在电气工程及其自动化行业标准的管控下，企业自身技术水平也在相应提升。基于此，本文通过对现阶段变频调速技术应用
摘要院电气自动化控制是立足于信息技术的研发探究的基础上，实现对自动化技术的应用。社会科学的进步发展，工业电气自动化控制也在此过程中日趋完善，在电气工程及其自动化行业标准的管控下，企业自身技术水平也在相应提升。基于此，本文通过对现阶段变频调速技术应用的具体情况、技术领域的分类、技术应用的范围进行阐述，以此来分析和研究如何更好地将变频调速技术与工业电气自动化控制结合在一起，并在此基础上，对其发挥的作用做简要概述，其目的在于为当前工业电气自动化的良性发展提供有效的借鉴。
关键词院变频调速技术;工业电气自动化;技术分析
0 引言
经济社会的快速发展，为先进技术和各种自动化系统的研发和创新应用提供了强有力的支持。在工业生产领域，基于传统模式的工业电气自动化控制系统在运用过程中对人力物力的消耗非常大，并且还对人类居住环境和生态环境带来了一定影响。通过对变频调速技术的有效应用，不仅改善了存在于工业电气自动化控制的问题和不足，同时也帮助人们生活生产更加便捷高效。同时在工业电气自动化控制化技术的发展要求下，相关行业要加强技术的研发管理工作，推动电气工程行业朝着更高质量的目标前进。
1 工业电气自化控制技术应用价值
工业电气自动化控制技术应用横跨多个领域，电气工程的建设和管理更是依赖于自动化控制技术的发展水平，将其与计算机网络进行结合，构造完整的运作模型，再辅助人工手段来反复操作增强其运行的效率。
1.1 优化控制流程
相关行业在加大电气自动化控制技术应用的同时，也要对电气自动化控制技术系统的保养和维护加大关注力度。这是因为自动化控制化技术系统在运行时，容易部分数据参数容易发生变动造成企业的生产受到影响[1]。电气自动化控制系统的管理工作复杂多变，如果出现数据误差，企业要通过加大投入成本来核查数据中存在的误差情况。因而不断扩大电气自动化控制技术在电气工程相关方面的运用力度，对提升企业电气自动化控制系统的维护能力有着重要的作用。自动化的管控装置也能够依据实际情况进行调整，调整步骤也比较简单，促进了电气自动化控制系统的高效运转。
1.2 确保控制模型的精确性
电气自动化控制技术应用和管控效率的高低大概率是由其数据库储存量和动态方程比所决定的，并且管控效率低下会对企业生产管理过程带来影响[1]。其控制模型的设计较为复杂，管控数据持续处于波动状态，不利于对控制程序进行深入的了解。被控制模型的精确性也因为人们无法预测影响模型控制等各种非主观因素，导致其很难发挥实际作用。而电气自动化控制技术的应用可以促使系统在控制程序上不会对控制目标进行建模，降低了非主观因素的干扰作用。
1.3 促进电气工程及其自动化工作顺利开展
电气工程及其自动化传统的管控工作效率低下且并不能满足当前时代对于电气工程自动化性能的要求。因此依靠电气自动化控制技术的管控装置，可以使电气工程系统的调度工作更加高效便利。将电气自动化控制技术应用到电气工程自动化控制装置中，能够对其所建立的模型参数进行自动调整，减少了相关的人力成本投入，一些控制装置还能在无人控制的情况下自动进行距离调整。
2 变频调速技术应用部件分析
变频调速技术通常而言，指的是为了适应现代化工业生产发展的需求而形成的一种具有创新性的技术手段。变频调速技术主要是对电源输出频率进行调节从而调整电机自身的转动速度，保证其自动化变频调速能够符合发展的目标。在实现变频调速技术的功能上，主要包括三个部件：
2.1 自适应电动机模型单元
这是变频调速技术中最常应用的部件，它在变频调速技术的应用过程中发挥着非常重要的作用，所发挥的功能主要体现在对电动机的电压和电流的参数进行检测，保证其能够处于平稳运行的模式[2]。这些电压和电流参数的获得，也能够让相关人员对电动机的具体信息状态全盘掌控，促使工业电器自动化工作能够进一步强化和落实。
2.2 转矩和磁通比较器
这两个比较器在应用的过程中，能够将生成的数值和作为参考的数值进行系统的比较，再通过置换调节器反馈出转柜还有磁场所处的真实状态。
2.3 脉冲优化选择器
这个部件的使用，能够针对芯片信息进行科学有效的处理，在处理环节结束后，通过对信号源进行调制和设计，在同一时间段内将由五个模块构成的电路系统编写出来。
3 变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用情况分析
3.1 变频调速技术的应用优势
第一，变频调速技术应用于工业电器自动化控制器中，对于电机启动造成的冲击较小，部分大功率的电动机在开始启动的时候，产生的电流过大，对于电动机的使用年限会造成影响，并且过大的电流还会对电网造成强烈的冲击，造成电源电压瞬间波动，对于处在同一电网当中的另外一些负荷设备的正常工作带来影响[1]。而在变频调速技术的控制下，电机在启动时其频率会变得更加平稳，在缓慢开启的过程中促使电动机本身的电源频率能够由低到高进行输出，使电机转速逐渐提高，保证了电机和电源使用过程的高效性和安全性。
第二，变频调速技术在调速方面具有较宽的范围，调速时动态响应灵敏，在此过程中造成的冲击力度也比较小，其输出范围主要固定在 0Hz 到几百 Hz 的输出频率，各种电机应用场合的调速都能与其线性度产生和谐性，如机床、生活水泵还有提升机等，这些设备的调速速度还有精度要求能够与变频调速技术产生较好的效果[3]。
第三，通过应用变频调速技术能够保证电机在运行转速过程中得到较大氛围的改变，使电机即使在低速运行工作状态，也能减少大量能耗，保证电力能源成本能够得到最大化的应用。
第四，变频调速技术中，变频器在应用过程中所配置的通常是直流母线电容器，其优点在于能够和电网电压波动产生适应性，即使在额定电压处于 5-10%之间也能保证满负荷输出。如果出现电网突然压降，其所应用的变频器也可以保证在 5 个周期内，在失电的情况下不会出现跳闸的问题，而且处于轻载状态时，其还能够在失电情况下运行时间变得更加长久，如表 1 所示。
3.2 变频调速技术的应用缺陷
第一，将变频调速技术应用于工业电气自动化控制中，在产生较大优势功能的同时也会带来一些负面的影响。变频器的输入侧所采用的技术一般是普通的移相整流技术，当其处于较低频率的状态的时候，会造成较大的波形畸变，给电网带来谐波污染，特别是如果电磁隔离设备不足的情况下，对电源波形的影响将会升级[2]。不过随着技术的不断更新创新，在当前工业电气自动化行业中，一些企业厂家在变频器的内部设置输入以及输出的滤波器，它能够有效解决谐波情况的出现。
第二，当前变频调速技术所应用到的设备和功率器件，如 IGBT 等模块投入成本比较大，而且其耐压能力也有一定的限度，很难在大于 10kV 等级的情况下正常工作。因此，如果需要对高电压以及大容量变频调速的时候，要事先运用变压器来对电源进行降压，之后调频，最后还要再次升压。整个工作过程会加大设备投资的力度还有系统损耗的程度，造成成本投入过大。
4 变频调速技术在工业电气自动化控制中的运作结构
4.1 硬件结构
4.1.1 独立式变频器
独立式变频器将逆变与整流单元置于同一容器，控制设备与容器相连即可投入使用。在具体应用过程中，独立式变频器能够实现对电气设备工频电源的频率转化，将工频电流转化为交流电，再以交流电频率为依托，达到控制电气设备的目标。整体而言，独立式变频器具有使用简单的优势，使其在工业电气行业的应用度较高，但是，其控制范围有限，单台独立式变频器只能控制单台电气设备，且只能控制设备的运作速度。
4.1.2 公共直流母线式
公共直流母线式变频器能够适用于多电气设备传动系统之中，实现对多台电气设备的控制。其借助独立的回馈装置、整流装置，推动控制系统带功率直流电的产生，并与传统系统直流母线进行连接，此时，该变频器具备增强母线直流电与吸收母线内直流电的性能。在实际应用过程中，可借助回馈与整流装置实现对电流的增强或削弱控制，改变电气设备的运作频率。整体而言，公共直流母线式变频器具有应用方法复杂的特点，使其使用率相对较低，但是，其具有功能性强的优势，与大型工业的匹配度较高。
4.1.3 带能量回馈单元
带能量回馈单元变频器适用于电气设备调速系统之中，与公共直流母线式、独立式变频器的差异，主要表现为：带能量回馈单元变频器涉及变频器与带能量回馈单元两结构，且两结构相互独立，却又保持联系。带能量回馈单元变频器的运作原理，主要表现为：首先连接电气设备与变频器结构的发电电源，在发电条件下，由于负载转动惯量的影响，变频器和电气设备同时转动，短时间内，电机转速高于变频器转速，则表示电机内带有多余电能，变频器吸收该电能，电压急速上涨，进而对设备温度造成影响，此后，带能量回馈单元会获取变频器内的直流母线电压，并借助逆变效应，实现直流电压向交流电压的转换，再经由噪声滤波环节，实现交流电电能与发电网的交接，进而达到消耗电能的效果。整体而言，带能量回馈单元变频器具有操作复杂的特点，但是，具有节能优势，使其在工业电气行业的应用度较高。
4.2 软件结构
软件结构作为变频调速技术实现自动运转的关键因素，具有功能服务、远程控制以及预设逻辑等特点，具体表现为：首先，通常借助电控单元实现对变频器的控制，电控单元主要包含控制电路与传感器，传感器主要作用于电气设备状态接收与传输;其次，借助终端对设备状态进行识别，再以人工预设为标准，对状态优良性进行判断分析，再对控制电路发出指令，变频器逻辑运转;最后，结合实际工作需求，对逻辑机制进行补充优化，推动应用程序形成，实现软件化发展。
5 变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用领域分析
5.1 应用于数控机床
将变频调速技术引入数控机床的功能应用当中，能够最大程度减少资源、能源的损耗。这是从数控机床的实际工作情况加以分析的，数控机床在传统运行过程当中会造成电源的大量消耗，这些能源消耗过度会导致数控机床的使用寿命下降。因此，将变频调速技术与数控机床领域相结合，可以从多方面促进往常工频在控制机床时的操作方式的有效转变，保证机床的齿轮主轴速度在合理科学的限定和选择范围之内，使机床在工作过程当中能够得到精准的维护和保养。
从现阶段数控机床中应用变频调速技术的具体情况来看，除了资源能源消耗量的大幅减少，工厂企业所投入的成本在降低之外，数控机床应用的效率也得到有效的提升，更能满足工厂企业发展的需求，展现了良好的应用效果。此外，通过变频调速技术对数控机床的合理控制，促使机床本身的结构性能也在随之得到优化，节省了金属的大量投入使用。
5.2 传感器的运行应用
传感器这一物理装置的应用是构建工业电气自动化系统的基础要素之一，其在这一系统发挥的功能主要是能够对信号源进行检测。因此，在传感器的应用过程当中同样将变频调速技术充分融入到其中。通过发挥传感器的作用，能够助力工作人员对机器以及其周围的一些设备的参数信息进行全方位的收集，再加以分析和提取，从而获得可供利用的转速信息，与此同时，将这些所获得转速信息实时低发布到显示器当中，最后工作人员及时进行整理，以便为进一步工作提供有力的数据支撑。
5.3 变频器的稳定运行
变频调速技术应用于工业电气自动化控制中能够保证变频器运行的稳定性，变频器对于工业电气自动化控制成效具有较大的影响，需要技术人员采取合理的手段措施，来保障变频器在应用过程中的平稳运行[3]。从当前的运用情况来看，受到部分电磁感应影响，变频器无法正常发挥出使用功能，因而，在处理这个问题的时候，相关工作人员可以运用主线隔离和设备回路配线的手段来进行适当调整，如因外界强光、震荡带来的变频器运行不良则可采取遮光措施来改善。
5.4 发电系统应用
通常情况下，工业电气自动化控制系统在运行时会更倾向于外部能源的传输方式，在这个传输过程当中，会给工厂企业的人力、物力还有其他资源投入带来较大的损耗，因而为了有效解决这个问题，大部分工业电气自动化控制系统在自身会带有发电装置，变频调速技术能够对这些发电装置进行适当的调节，在其作用下，可以改善发电装置中出现的运行偏差的问题，从根本上解决电流出现故障问题致使整个发电系统瘫痪的现象。而且，在发电装置中合理科学应用变频调速技术，还能够对发电装置产生的电流大小进行调节，保证电力资源能够能够充分利用和合理分配。
6 结束语
综上所述，当前所应用的变频调速技术，具有调速性能良好、功率因素较高以及节能成效显著的优势，广泛应用于工业电气自动化控制当中。合理科学的应用变频调速技术，可以针对存在于工业电气自动化控制的缺陷加以改善和调节，促进经济效益和社会效益的协调发展。——论文作者：张姝 ZHANG Shu
参考文献
[1]倪浩瑀.浅析对电气工程及其自动化的基本认识[J].通讯世界，2018(11)：199-200.
[2]田峰.变频调速在工业电气自动化控制中的运行思路探究 [J].水力采煤与管道运输，2018(04)：104-105.
[3]王珏，赵子剑，陈成波，等援基于变频调速技术在工业电气自动化控制中的运用分析[J]援数字化用户，2019，25(22)：216，220援
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