[关键词]工业电气自动化控制;变频调速技术;运用
引言
在工业电气自动化控制过程当中，电力传动系统表现出了非常明显的复杂性特征，，并且在工业电气系统的运行期间，电动机长期在正向反向状态下频繁切换运行，因此使得电动机长期处于过负荷运行状态下，电动模式以及制动模式不断转换。从这一-角度上来说，有关电动机的调速控制工作有非常大的难度，如何保障其运行的安全可靠是非常重要的课题之一。本文即对变频调速技术在工业电气自动化控制中的具体应用展开探讨。
1变频调速技术基本原理及组成
该技术起源比较晚，但是发展比较迅速，从20世纪80年代至今，其应用领域越来越广，范围越来越大，再加之,该技术自身也在不断地进行优化，所以其性能也越来越好，为了能够该技术更好的发挥其性能，相关研究人员根据现实生产需要对其进行了更加深入的研究，目前也取得一定成绩。变频调速技术的基本原理为利用电机转速与工作电源输入频率成正比的关系n=60f (1-s) /p,其中n为转速，s为电机转差率，f为输入频率，p为电机磁极对数，改变电动机的工作频率从而达到控制电机转速的目的。变频调速技术的关键部件主要有3部分:自适应电动机模型单元、脉冲优化选择器、转矩和磁通比较器。
(1)自适应电动机模式单元
这是变频调速技术中最重要的部件，其主要功能就是查看电动机中的电压以及电流等参数是否正常，进而全面掌握电动机的所有参数，为后续工作提供参数依据。这个部件的作用十分重要，它能够直接进行转矩控制。电动机模型对于转矩直接控制而言，属于关键性的单元。通常工业领域运用变频调速技术时，若转速控制精度超过0. 5%，利用闭环转速实现反馈，达到有效运用的目的。
(2)脉冲优化选择器
运用过程中，多采用的是Cyclone IIEP 2C5Q 208C8 芯片对信息加以处理，并对0FDM调制信号源进行设计，对五大模块所构成的电路进行编写，以便实现各自对应的功能。对此类模块功能加以验证时，需要利用OFDM 信号源，对验证加以仿真。最后需要0FDM信号源进行设计.应注意的是，电解电容器容量离散性极强，可能造成承受电压不相等等- - 系列问题，继而影响系统有效运行。必须采取有效的措施加以优化，对离散性影响加以消除。通常采用在电容旁分别并联阻值相同的均压电阻的方法来解决，此外，为避免整流电路被烧毁，还需要对浪涌电流进行抑制，以保证电路运行过程的可靠性。
(3)转矩和磁通比较器
这两类比较器的作用是将反馈值与参考值分别进行对比，并且每20ms比较-次比较完成后，通过滞环调节器输出转矩或者磁场状态，从而能够及时掌握转矩状态和磁场状态，为采取相应的措施提供依据。
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2变频调速技术的特征
变频调速技术是为了满足工业生产的需要，并且通过多年的研发而成，因而具有自身显著的特征，对整个工业领域的运行发展有着重要意义(变频调速器所有的CycloneII器件都运用300mm晶圆，制造的时候采用TSM C90nm、低K工艺，从而不仅制造速度快，还能够达到节约成本，降低造价的目的(该技术在设计的时候，还使用了最小化的硅区，在支持复杂的数字系统当中，只需要用一个芯片即可。
3变频调速技术在工业电气自动化控制中的应用
变频调速技术的产生，顺应了工业生产及电气自动化控制的需要，在各行各业，各领域均有广泛应用。结合变频调速技术可知，其具有传统工频技术等难以比拟的优势，下文结合具体实例，针对变频调速技术在电气自动化控制领域中的有效运用进行分析。
(1)在数控机床中的应用方式
在现代工业中，机床的作用是加工复杂的零部件，完成高精度部件的批量生产，而普通机床效率低下无法满足需要，因此现在常使用数控机床进行操作。数控机床- -般采用电机拖动，主轴和各进给系统分别由各自的电机带动，由于数控机床加工的范围广，需要完成不同的工序、完成对不同材料的切割作业，要求机床能够执行不同的运动速度，对主运动进行调速。使用传统控制技术的数控机床需要耗费大量的电能，企业为了节约成本、节能减排的需要应当对其进行改造,例如，某数控机床的标称功率为15kW，n为2000r/min，企业曾尝试使用工频电机，但是这种电流恒为50Hz 的交流电机所取得的效果并不明显，特别是由于该技术可供选择的齿轮主轴速度的范围过大，很难实现精准控制，使节能与提高效率无法兼得。基于此，技术人员决定使用变频调速技术，使用变频器作为驱动部件，调节数控机床的主速度。该技术的优势在于可供选择的齿轮主轴速度的范围小，能够精确控制转速，同时系统更加稳定，不需要对离合器进行定期维护,最高转速受到的限制小，能够满足不同转速的需求，提高切割不同材料的效率和品质。
(2)应用效果
使用该技术不仅避免了使用工频技术的劣势，还提高了机械工作的速度，另外机械消耗的能源也有明显的下降，减少了企业成本的支出，其使用效果非常好。变频调速技术主要针对数控机床的结构、功能等多方面，所以效果比较好。因为使用该技术，数控机床自身的结构得到了优化，所以能够节省大量的金属材料，再加之，使用该技术之后，机械操作与原来相比比较简单，这就降低了机械损耗的程度，也减少了机械维修的次数;而且使用该技术之后，数控机床控制范围有所扩展，无论是控制精度，还是控制效率都得到了有效的提高。
4.结束语
在工业电气自动化控制系统的运行过程当中，可以通过对变频调速技术进行应用的方式形成对用户终端电机功能的正常维护，在各个步骤中实现对电气自动化运行的动态、全方位控制，其对于整个工业生产与制造过程当中电力系统的维护也有非常重要的意义。本研究中围绕工业电气自动化控制系统中变频调速技术应用方面的关键问题进行分析与探讨，认为变频调速技术的应用可以最大限度的减少系统的损坏，针对性的实现电力系统的全方位维护，保障自动化运行功能的实现。
参考文献
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[3] 电气自动化控制中变频调速技术运用探讨[J].艺璇技术与市场.2020(02)
论文作者:方晨正
论文发表刊物:《中国电业》2020年1期
论文发表时间:2020/4/24
标签：技术论文; 变频调速论文; 工业论文; 自动化控制论文; 电气论文; 电机论文; 电动机论文; 《中国电业》2020年1期论文;