摘要：现代工业生产中电动机是主要的工作设备之一，而人为进行电动机的控制很容易导致电动机出现不正常的磨损，缩短了电动机的使用寿命，作为实现精细控制电动机的技术措施，变频技术的出现为延长电动机使用寿命做出了极大的贡献。作为工业生产控制技术的重要发展方向之一，探究变频电气控制柜的节能效果和技术发展趋势是工业生产的需要，也是我国实现工业现代化的必经之路。
关键词：变频电气控制柜；节能效果；技术发展
一、变频器控制柜概述
1.1变频器控制柜的概况
变频器控制柜采用西门子，ABB，施耐德，富士，三菱，松下，台达，士林，汇川等厂家的变频器而开发的电气控制柜，根据工况需要可在变频柜内安装交流输入电抗器，输出电抗器，直流电抗器及EMI滤波器，制动单元，制动电阻，接触器，中间继电器，热继电器，可编程控制器，可编程操作终端，电度表，散热风扇等，根据系统工况在变频柜面板上设置多种控制按钮和指示灯如正转、反转、电机增速、电机减速、点动正转、点动反转、手动或自动、紧急停止、变频或工频、PLC控制，触摸屏等，目前比较定型的有：恒压供水变频控制柜，自动扶梯变频控制柜，中央空调循环水泵变频柜，风机变频节能柜，空压机恒压供气系统等。
1.2作用
变频器控制柜可广泛应用于冶金、化工、石油、供水、矿山、建材、电机行业等泵类、风机、空气压缩机、轧钢机、注塑机、皮带运输机等各种中压电机设备。变频柜采用封闭柜式结构，防护等级一般为IP20，IP21，IP30等，采用型材骨架，表面涂敷喷塑，且容易并柜安装，上端可配置母线，变频器面板外引至柜体外表可直接操作，根据需要可设置就地和远程控制或PC和PLC通讯控制，具有很直观的各种显示功能。变频器是变频柜的专用配套产品，其变频调速功能及主要技术参数取决于内设变频器的规格型号和外围的配置状况。变频器柜根据用途的不同和功能的各异其差别也很大，一般根据工矿要求定制。目前比较定型的有：恒压供水变频柜，自动扶梯变频控制柜，中央空调循环水泵变频柜，风机变频节能柜等。
二、变频柜的组成及应用
要了解变频电机控制柜的技术发展以及节能的效果，首先需要了解的是变频控制柜的基本结构。常规的系统组成为变频器、PLC、PID，当前工业上生产的变频控制柜主要用在工业泵系统中，主要是利用变频技术对水泵系统实现复杂的变频控制，实现水泵的高效工作。具体说来，通常是通过传感器来测量管道内的压力或者流速来获得相应的数据信息，数据信息传递至变频控制柜内置的PID运行，从而调控水泵的工作。这样管道内的压力或者流速能够始终保持在恒定的状态，更能够满足生产的需要。举例而言，在热力站的二次网补水系统中，二次网系统根据要求预先设置了补水定压点，一旦二次网系统出现泄露失水，导致系统压力低于定压点压力，压力传感器适时将二次网系统压力数据传送至变频器，变频器控制补水泵电机进行系统补水工作，当二次网系统压力达到定压点压力时，变频器即控制电机停止运行，保持了二次网循环系统的压力恒定。在实际应用变频电气控制柜的过程中，首先需要了解其工作的具体条件和需求，在进行变频柜型的选择。电机安全稳定运行是整个系统正常运作的前提，变频柜需满足电机所需要的转速条件。由电机转速与频率的公式：
n=60f/p
可知，n——电机的转速（转/分）；
60——每分钟（秒）；
f——电源频率（HZ）；
p——电机旋转磁场的极对数。
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在变频调速系统中，根据公式n=60f/p可知：改变频率f就可改变转速，降低频率↓f，转速就变小：即60f↓/p=n↓，增加频率↑f，转速就加大：即60f↑/p=n↑。电机对于频率的要求直接决定了所配备的变频器应具有的参数，同时对稳定性也有一定的要求。
三、电气技术发展展望
随着计算机技术的发展，现代电气技术与互联网技术已经融合为一体，变频电气控制柜也开始朝着网络化、智能化、自动化、绿色化的方向快速发展。变频电气控制柜的网络化能够帮助相关工作人员实现远程实时控制，省去了各种操作的麻烦，提高了管理的效率。而变频电气控制柜的智能化则可以面对各种复杂的系统进行高效控制，在出现问题时能够迅速进行反应，真正实现了机械的24小时无人操作，有利于提高工作的效率，也可以降低人力成本的支出。自动化变频电机控制柜的出现意味着企业可以付出更低的人力成本就能完成原有的工作量，同时操作也更加精确，有良好的容错能力。当前可持续发展是社会发展的主流价值观，以绿色、节能、高效，可再生资源开发等低碳经济为代表的深刻变革已成为我国的重大战略产业，电气技术同样应该抓住这种机遇，在发展的过程中时刻以绿色化为指导方针，探究更低能耗的控制方式，推动我国的自动化产业不断向前发展。
四、变频柜应用中的注意事项
在实际的生产过程中变频控制柜的应用是一个动态化的调试过程，其安装地点应该根据工作环境而定，设备要保证接地良好。安装变频柜的接地要求，使用短粗接地线完成对公共接地点的连接。对于要求较高的工作环境应采用金属网等进行接地，同时低压单元和继电器等注意与熔断器的连接，从而提高变频柜的保护效果。考虑到较长的电缆会有较大的电能损耗，因此要避免变频控制柜的电缆过长，而且为了保证变频控制柜的高效稳定运行，有必要为变频控制柜提供独立的电源，这样也可以避免线缆之间的电磁干扰，同时可以采用变频器间互相备用来保证运行的稳定性。为保证变频控制柜的散热良好，在应用中变频器多安装在控制柜的中间，且变频器应垂直安装，保证变频器之间有足够的空间散热。由于变频柜持续运行会产生大量的热量，因此选择合格稳固的散热手段也是非常必要的，运行过程中应保证变频器冷却水持续稳定的供应。变频电气控制柜的运行受到多种因素的影响，如环境温度、湿度、粉尘、震动等，这些因素都可能导致电气控制柜内部的元件出现问题。因此为了保证变频电气控制柜能够长期有效运行，为变频电气控制柜创造良好的工作环境是非常有必要的，最好能够控制变频电气控制柜所在环境内的环境温度、湿度、粉尘、震动等情况。如果变频电气控制柜经过了长途运输，在安装之前首先应该检查变频控制柜的各个部件是否完好无损，螺钉是否紧固，安装后尝试能否正常运行。对于投入正常工作的变频控制柜应该定期予以维护，维护的过程要做好记录，以便后期抽查。
结语
随着科技的发展，自动化已经成为了各行各业发展的必然趋势，而自动变频控制系统的出现更是给工业生产带来了极大的便利，减轻了相关工作人员的工作负担，提高了电气系统工作的效率，创造了较大的经济效益。本文分析了变频柜的节能与技术发展，提出变频柜使用的注意事项，希望能进一步改善变频电气控制柜的使用功能，促进其推广应用。
参考文献：
[1]刘英凡.变频电气控制柜的节能原理与效益[J].现代企业教育，2012.
[2]施邦元.浅谈人货两用施工升降机电气控制系统的改进设计[J].中国机械，2015.
[3]施耐德.电气标准柜式变频器优化成本取得新成果[J].现代建筑电气，2012.
作者简介：
程翔（1990.9.6），性别：男；籍贯：湖北武汉；民族：汉族；学历：本科；职称：助理工程师；职务：研发工程师；研究方向：自动化；单位：武汉港迪电气集团有限公司。
论文作者:程翔
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/3
标签：控制柜论文; 变频器论文; 电气论文; 电机论文; 系统论文; 工作论文; 节能论文; 《电力设备》2018年第30期论文;