摘要：近年来，工业对国家社会经济的繁荣昌盛起到了十分重要的作用。提高工业生产效率，降低能源消耗会显著提高工业企业的利润和技术附加值，实现工业的健康绿色发展。利用变频调速技术，能有效提高工业自动化生产中电机驱动效率，降低电能消耗，并提高系统的稳定性和电网适应性，在整体上提升了工业自动化系统的性能和可靠性。
关键词：工业；电气自动化控制；变频调速技术
引言
变频调速控制技术在一定程度上促进了生产效率的提高，有效的降低了能耗，从而降低人力资源的和经济成本的消耗，还在一定程度上节省了人力和财力。对工业电气自动化控制中变频调速技术的运用进行了分析。
1变频调速技术概述
变频调速技术是基于电源输入频率跟电机转速成正比这一原理上实现的，其能够通过改变电源输出频率的模式，来对电机的转速进行改变，借此获得良好的电机控制效果。通过变频调速技术的应用，能够对交流电机的耦合问题进行有效的解决，并能够在基于直流条件下的调速原理来进行矢量变换作业，促使其交流调速能力得到进一步的提升。有国外学者在电压逆变器展开研究时，还对定子磁力链以及转子磁力链进行了角度控制，借此实现对电动机转矩的直接控制。近年来我国的变频调速技术得到了迅速的发展，其对于电机的控制效果跟控制可靠性也得到了进一步的提升，并在工业生产以及计算机控制系统等多个领域中得到了广泛的应用。
变频调速技术具备有造价低廉以及生产效率高的应用优势，通过融入多种新兴技术的模式还能够充分满足工业领域中电气自动化控制工作的各种需求。此外变频调速器的产生，在生产制造行业中也具备有一定的通用性优势，并能够有效规避不同领域以及地区的变频设备差异性较大这一繁杂问题。目前我国市场上存在的变频调速器依旧处于不断的创新跟优化过程中，比如独立式的变频调速器还能够对逆变单元跟整理单元进行一体化的安置，来让设备的应用效率以及应用便利性得到进一步的提升，以满足工业生产过程中对于电气自动化系统的各项需求。
2变频调速技术分类
2.1直接转矩控制技术
在矢量控制技术应用广泛之后，德国诞生了一种新型的高性能变频调速技术——直接转矩控制（DTC）。和矢量控制相比，直接转矩控制技术具有更为优化的性能。它采用电子磁场定向，不需要对电流进行解耦，可以直接控制电机的磁通量和转矩，从而得到更快速的转矩响应。
2.2 V-F控制技术
V-F控制技术是指保证输出电压与控制频率成正比，使电机的磁通量保持一定，避免出现弱磁场和磁饱和现象。V-F控制模式主要应用于风机水泵类负载节能变频器，由压控振荡器实现。V-F控制的原理是产生一种振荡频率电路，称为压控振荡器，它是一种受电压变化而产生电容变化的压敏电容器。当电压变化时，它的电容量就会发生改变。电容的变化会引起振荡频率的变化，产生频率的变化，将此控制频率用于输出电压的频率，使被控制电机的转速发生改变。
2.3数字控制技术
随着计算机和电子信息技术的快速发展，数字控制技术成为了变频调速技术未来发展的主流趋势，数字控制技术计算速度快，控制精度高，能有效提升电机驱动性能和效率，同时降低了运行噪声。此外，采用数字控制技术的变频器体积会缩小很多，比传统的矢量控制和直接转矩控制具有更明显的优势。
2.4矢量控制技术
矢量控制技术是基于转子磁场定向的采用矢量变换方法对定子电流的激励分量和转矩分量进行解耦。实现了对交流电动机磁通量和电流分别进行控制的目的，使电机获得更好的静态和动态性能。
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3工业电气自动化控制中变频调速技术的应用
3.1矿井指示器保护中的应用
一般情况下，煤矿井下的电气提升设备在工作时需要采用多重保护机制来保护电气设备的正常工作，主要目标是保证整个电气设备能够正常的工作，电气设备的深度指示器的功能具有十分重要的作用。因此，如果在煤矿井下施工时，深度指示器的功能一旦失效，就会对整个电气设备系统造成危害，导致整个设备不能正常的工作，对深度指示器进行检测的主要功能是调节变频调节设备，并同时启动工作电机，将周期内出现的编码脉冲进行叠加处理，然后与编码器与比较器的脉冲进行比较，以判断整个设备是否正常运行，如果比较的前后数据不会发生变化，则表示深度指示器可能出现问题，对变频调速设备的检修是十分关键的步骤，以便于提升设备检修的效率。
3.2等速区间的超速控制保护
电机拉动设备的应用也是十分广泛，主要在等速区间运行，采用变频调速技术对其进行保护也十分重要，可以有效的对电机拉动设备的过载或者超速运行进行预警，这也是监控机器设备对提升设备运行速度控制的依据，正常情况下，电机拉动设备的正常工作速率不会超过设备运行既定设备的15%，如果超过，变频系统设备的运行速度将会出现运行缓慢的情况，将系统的安全回路隔开，进而能够采用紧急制动设备来减少系统设备运行的速度，达到对电机拉动设备的过载行为进行预警控制。为了有效的控制区间的超速或者过载行为，设备在运行时要注意控制速度的大小，将控制保护设置为两个阶段，首先要求速度控制不能超过10%，否则就会出现预警；其次，在速度正常运行时，要求系统工作能够在正常工作状态下，保持系统稳定的工作。
3.3电机单元模型
变频调速在电机单元模型中的应用主要表现在以下方面：（1）变频调速系统能够根据电动机的电压与电流情况做出合理的判断，并通过数据采集的方式检测出自动化装置运行的基本参数。（2）变频调速系统会将数据第一时间报送到客户终端，并根据电流量进行规划，通过电机中磁体与轴承的转换方向来对应用数值进行反馈，并设定调频的时间和速率。（3）在变频器的选择上，通常会以芯片功能的考察为主。结构优异的变频器能够根据系统中的传感信号对数据进行编码，并将每一部分与相应的电路模块相对应。（4）如果电机中出现电阻并联的情况，变频器可以将离散的部分集合起来，并对客户终端的数据传送结果进行分析，以体现阻值的均等性，达到节能的要求。
3.4减速区段的低速保护
一般情况下，减速区间控制也是变频调速技术的重要应用，对提升设备的稳定控制也需要注意减速区间的控制，这也是对提升设备进行控制的关键内容，如果系统的减速到达设备的限定位置，需要进行控制保护，采用变频设备与PLC设备结合监控速度取样，并将数据值与安全设定值的反复对比，确定系统在减速区段不会出现问题，如果出现超越的速度对系统中心发表安全警告，进而达到实时控制设备的运行，以有效调节整个系统的减速控制。
结语
综上所述，在工业电气自动化系统中，利用变频调速技术能够有效提升系统的可靠性和稳定性，提高系统对电源的适应性，同时能节约大量电能，提高工业企业的生产效率并降低能源成本，为企业带来更高的经济效益，变频调速技术在广泛的应用中获得了长足的发展和进步，未来应继续进行完善和创新工作，提高我国工业生产的自动化水平。
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[4]鲍杰.变频调速技术及其在工业电气自动化控制中的应用探析[J].科技与企业，2015（3）：93.
论文作者:杨晨
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/3/26
标签：技术论文; 变频调速论文; 设备论文; 电机论文; 转矩论文; 系统论文; 工业论文; 《电力设备》2018年第30期论文;