摘要:变频调速是工业自动化中应用非常广的一项技术,在日常的生活中,也有很多变频调速的实际应用。变频调速通常是帮助电机运行中起到节能降耗的作用,在电机上对变频调速的使用,可以对电机的状态进行转化,让电气自动化更加便捷。进而变频调速可以帮助企业更好地提升自身的经济效益,也能节约资源,对变频调速展开深入的研究,促进工业电气化的进一步发展,是非常有必要的。本文就变频调速技术的原理特点和对工业电气自动化控制的意义及应用方面进行研究分析，希望能为促进工业电气发展做出贡献。
关键词:工业电气；自动化控制；变频调速技术
0引言
近年来,我国的经济快速发展,国民的生活水平有了很大的提升,经济条件好了,对自己的生活水平要求也越来越高,人们所需要的物质水平提高了,就需要国家的工业还有农业方面不断改进,满足人们的物质需求。工业自动化技术在很大程度上提高了工业的生产效率,随着技术的发展,变频调速技术也逐渐加入到自动化技术中,在实际生产中发挥着巨大作用,工业电气使用的电动机在进行工业生产的过程中，由于正反向工作频繁的、长时间的切换，极易导致电动机处在超负荷状态中。而变频调速技术可确保工业电气电动机系统安全稳定的运行。因此，自动化控制中变频调速技术对于工业电气发展具有重大意义。
1变频调速技术的原理及特点
1.1变频调速技术的产生及发展
对于变频调速技术来说，最早是出现在二十世纪的八十年代。自变频调速技术出现，就一直受到了工业领域的高度重视，并且，随着该项技术的不断发展以及完善，如今，该项技术的应用范围不断扩大，其性能也有了很大程度的提升。如今，在实际的工业行业领域内，变频调速技术已经占据了不可取代的重要地位。
1．2变频调速技术的原理
变频调速技术的应用原理主要依赖以下三个方面:比较器、脉冲优化选择器以及自适应电机模型。其中比较器的功能主要是每隔20秒将对转矩与磁通的功能数值和正常工作状态下的数值进行一次比较，以对比得来的结果为检测依据，判断设备调节器的输出或者磁场是否发生转变，进而控制整个电气设备的变频调速。而脉冲优化选择器则是将电机的工作范围作为判断工作信号是否适合的基础，同时缓冲工作状态中的脉冲信号，确保不同范围的功能模块正常运行，最后，对电动机在正常工作情况下的电压和电流分别进行控制的是自适应电机模型，通过正确的识别电机工作的性质，达到有效控制电机转速的目的。
1．3变频调速技术的特点
对于变频调速技术来说，该项新技术的出现，充分满足了工业生产过程中的各种需求。随着科技技术的不断发展，现如今的变频调速技术已经具有了自身应有的强大优势，对整个工业行业领域，将有着不可忽视的重要影响。目前情况下，变频调速器所有的器件运用的都是300mm晶圆，制造过程中应用的是TSMC90nm、低K工艺，对于这些方面的应用成效来说，不仅能够促使工业企业更好的节约生产成本，而且其制造速度极快，从而达到企业想要降低造价的最终目的。除此之外，变频调速技术在进行设计的过程中，还应用了最小化的硅区，因此，能够在复杂的数字系统中，只使用一个芯片也能达到很好的效果。同时其投入成本相当于应用了一个专用集成电路的低廉成本，在满足各种生产需求的同时，最终达到降低工业企业成本的效果。而为了满足不同工业项目生产的需要，随之又出现了具有极高性能特点的变频器，其中，该种变频器按硬件分类主要有：独立变频器、公共直流母线变频器以及带能量回馈的单元变频器。其中的独立变频器，该种变频器的最大优势简单来说，就是在一个机壳内，有效的将整个单元或者是逆变单元统一放在里面。目前，在实际的工业生产过程中，独立变频器的应用的最为广泛，而且还表现出了众多的优势效果。
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2工业电气自动化控制中变频调速技术的具体应用
2．1矿井指示器保护中的应用
矿井下的电气提升设备在正常情况下，为确保工作状态的稳定需要采用多重保护机制。电气提升设备的深度指示器功能对于系统的正常工作至关重要，在电气提升设备运行过程中，一旦发生功能失效的情况，会直接影响整个设备系统的稳定运行，致使设备无法正常工作。而变频调速设备可以对深度指示器起到检测的作用，相关操作人员首先将电机开启到工作状态中，与此同时，做好周期内编码脉冲的叠加处理工作，然后记录并比较编码器与比较器的脉冲数值，最后根据比较结果来判断整个电气提升设备是否处在正常运行的工作状态中，如果前后数据没有发生改变，那么深度指示器就存在出现异常的情况，从而导致为设备留下隐患的可能。
2．2等速区间的超速控制保护
电机拉动设备一般情况下是在等速区间运行，且被工业电气企业广泛应用。变频调速技术的使用则可以有效地对设备系统的异常情况包括过载和超速等现象进行预警通报。作为提升设备运行速度的监控依据，其正常工作速率应当确保不高于系统运行既定速率的百分之十五，如果速率显示超过既定速率，那么变频调速系统的运行速度会直线缓慢，并且隔开设备的安全回路架构，与此同时，采用紧急制动设备，以此来达到减少系统设备运行速度、进行预警控制的目的。工业电气企业相关操作人员为了有效的控制系统设备运行时区间的超速或者过载行为，应在注意控制电机拉动设备运行过程中时刻注意速率的大小，为此，可将调速控制保护分成两个步骤，首先，速度不能超过设备既定速率的10%;其次，在电机拉动设备正常运行的情况下，确保系统整体工作处于正常状态，保持系统稳定性。
2．3减速区段的低速保护
对减速区间的控制技术也是变频调速技术良好运用不可忽视的组成部分。提升设备控制稳定性能的关键内容包括了对提减速区间的控制，在设备运行过程中，一旦系统出现减速，且到达了设备限定的标准，那么设备运行系统就需要进行变频调速控制保护，相关操作人员应当在采用变频设备的同时，结合PLC设备进行监控速度取样，反复对比所得数值和安全设定值，以此来确定系统在减速区段是否存在异常情况，如果速度发生超越现象，设备将自动对系统中心发表安全警告，进而达到实时控制设备安全运行的目的，有效控制并对系统减速进行调节。
2.4在工业电气自动化控制中的应用效果
从上面的文章中可以看出，传统中的数控机床节能改造工程存在着很多不足，而这些不足之处，通过变频调速技术就能很好的解决。变频调速技术应用后，不仅促使其调速范围、速度准确性以及定位功能等方面有了最大的保障，而且更是促使工程的机械结构更加的简单化。其中，得到简化后的机械结构，能够有效的节约资源。而数控机床的操作过程变得更加简单，从而促使企业投入的机床维修费用不断减少。此外，在数控机床领域内应用变频调速技术，更促使其工程项目的加工精度得到大幅度的提升，从而促使整个企业的生产效率大大提高，最终促使整个机床加工行业得到稳定的发展。
3结语
综上所述，工业电气是推动我国经济发展的重要组成因素，它能提高工业电气企业生产工作效率的同时，还能减少企业成本。自动化控制中的变频调速技术不仅能帮助企业在进行工业生产相关工作时提高安全高效性，确保操作稳定性，还可以降低能耗与污染，节省人力物力财力等各方面的成本，从一定程度上承担工业电气行业企业需要承担的社会责任。工业电气使用的电动机在进行工业生产的过程中，由于正反向工作频繁地、长时间地切换，极易导致电动机处在超负荷状态中。而变频调速技术可确保工业电气电动机系统安全稳定的运行。因此，自动化控制中变频调速技术对于工业电气发展具有重大意义。
参考文献：
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［2］谢俊江．变频调速技术及其在工业电气自动化控制中的应用［J］．建筑工程技术与设计，2018，(25):3445．
［3］苏月飞．变频调速技术及其在工业电气自动化控制中的应用［J］．建材发展导向(下)，2018，16(5):352．
论文作者:皮常昆
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/9
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